DE2414204A1

DE2414204A1 - Leakage detector for fluid pipes - with information-waves sent from solid transmitters to solid receivers

Info

Publication number: DE2414204A1
Application number: DE2414204A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Echterhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-25
Filing date: 1974-03-25
Publication date: 1975-10-02
Also published as: DE2414204B2

Abstract

Checking for leaks in the pipelines is carried out with the use of waves as information-carriers. Signals are emitted from solid transmitters, modulated at certain positions and reflected towards a solid receiver. Electromagnetic waves, low frequency or high frequency, are used. The method, which can be continuous, is reliable and economical. It can release immediate counter-measures in case of need and may be used on qliuid or gas carrying pipes. The signals can be of infra - or ultra-sonic frequency, giving a resonance upset by any leakage pattern present.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Kontrollieren von Rohrleitungen oder Behältern.Method and device for checking pipelines or Containers.

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtung zum Kontrollieren von Rohrleitungen , die von flüssigen oder gasförmigen Medien durchströmt werden, und/oder von mit solchen Medien gefüllten Behältern. Insbesondere bezweckt die Erfindung die Kontrolle von oder Gasleitungen oder Behältern dieser Medien, und zwar speziell im Hinblick auf eventuelle Druckveränderungen.The invention relates to a method and device for controlling of pipelines through which liquid or gaseous media flow, and / or from containers filled with such media. The invention aims in particular the control of or gas lines or containers of these media, specifically with regard to any changes in pressure.

Es ist bekannt, daß in verzweigten Gas- oder Ölleitungen oder Behältern solcher ütedien durch unterschiedlichste Einflüsse Druckwellen auftreten; die zur Zerstörung der Wandungen führen können. Solche Zerstörungen sind bisher nur durch mechanische Anzeigegeräte wie Manometer, Druckmeßdosen od. dgl. erfaßbar von denen Anzeigelampen oder Bandschreiber in Tätigkeit gesetzt werden. Weiter führt man bei Überland-Ölleitungen eine Leckkontrolle durch, indem man die betreffenen Trassen durch Land oder Luftfahrzeuge kontrolliert. Dies ist ein kostspieli;er und hinsichtlich seines Wirkungsgrades nicht besonders ergiebiger Vorgang und in aller Regel ist eine Kontrolle mittels Flugzeug oder Hubschrauber nur einmal pro Tag möglich. Wie jedoch in den letzten Jahren an Ölleitungen aufgetretene Schäden gezeigt haben ist es im Interesse des Umweltschutzes geboten Überland-Ölleitungen und -Gasleitungen ständig zu kontrollieren und zu überwachen.It is known that in branched gas or oil lines or tanks Pressure waves of this kind occur due to the most varied of influences; the for Can lead to destruction of the walls. Such destruction has so far only been through mechanical display devices such as manometers, pressure cells od. The like. Detectable by those Indicator lamps or tape recorder are activated. One continues at Overland oil pipelines carry out a leak check by checking the relevant routes controlled by land or aircraft. This is a costly one and in terms of its efficiency is not a particularly productive process and is usually a check by plane or helicopter is only possible once a day. As however, damage has been shown to oil pipelines in recent years overland oil and gas pipelines were required in the interests of environmental protection to constantly control and monitor.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Möglichkeit zu schaffen derartige Kontrollen in wirtschaftlicher Weise mit der erforderlichen technischen Sicherheit und Zuverlässigkeit durchzuführen3 insbesondere Sofortmaßnahmen auslösen zu können, die die Gefahr der Umweltverschmutzung im Falle von Beschädigungen auf ein Minimum reduzieren.The object of the invention is to create a possibility of this Controls in an economical way with the necessary technical security and to carry out reliability3 in particular to trigger immediate measures can, which minimizes the risk of environmental pollution in the event of damage to reduce.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist von der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kontrolle drahtlos unter Verwendung von Wellen als Informationstrügern ggf. kontinuierlich erfolgt, wobei von festen Sendern Signale ausgesendet und an definierten Stellen zu einem ebenfalls festen Empfänger reflektiert werden.To solve this problem, the invention proposes a method, which is characterized in that the control is wireless using Waves as information carriers possibly takes place continuously, whereby from fixed transmitters Signals are sent out and sent to a fixed receiver at defined points be reflected.

Der Haupt gedanke der Erfindung liegt rit anderen Worten in der Verwendung von Wellen, vorzugsweise niederfrequenten Wellen bei der Kontrolle von flüssigkeits- oder gasdurchströmten Leitungen oder von mit solchen Medien gefüllten Behältern.In other words, the main idea of the invention lies in its use waves, preferably low-frequency waves in the control of liquid or lines through which gas flows or from containers filled with such media.

Damit wird man auf einfache eise in die Lage versetzt, Informationen innernalb der Leitungen oder Behälter zu ütermitteln und Aufschluß über bestimmte Verhältnisse, beispielsweise die Beschaffenheit der Wandung, Druck, Geschwindigkeit etc. zu erlangen. it anderen worten benutzt man das in den Leitungen oder Behältern befindliche Medium zur Übertragung von Wellen, wobei man gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung nieder- oder hochfrequente elektromagnetische Wellen oder auch Infra- oder Ultras challwe llen als Informationsträger verwenden kann. Diese ellen werden an definierten Punkten des zu kontrollierenden Systems reflektiert und senden an den @mpfänger ein Signal zurück, also praktisch ein "Echo", das Aufschluß über die gegebenen Verhältnisse vermittelt. Dabei können kontinuierlich, in bestimmten Abstcinden oder auch zu beliebigen Zeitpunkten Frequenzen oder Impulse aussendet werden, die durch Reflektion an den definierten Stellen die gewünschte Informationen ergeben. Diese Informationen brauchen nicht ausschließlich für Überwachungszwecke hinsichtlich beispielsweise der Dichheit der Wandung verwendet zu werden, sondern sie können ebenso gut der Steuerung des Strömungsmediums, z.B. der Geschwindigkeit, des Druckes, der Temperatur desselben od.dgl., dienen.This is a simple way to put information inside the pipes or containers to convey and provide information about certain Conditions, for example the nature of the wall, pressure, speed etc. to obtain. In other words, it is used in the pipes or containers located medium for the transmission of waves, according to further features of the invention low or high frequency electromagnetic waves or infrared or ultrasound waves as information carriers. These ellen will be reflected at defined points of the system to be controlled and sent to the @ receiver a signal back, so practically an "echo", the information about the given circumstances. This can be done continuously, at certain intervals or frequencies or pulses are sent out at any time, which result in the desired information through reflection at the defined points. This information is not required for monitoring purposes only for example the tightness of the wall to be used, but they can just as well the control of the flow medium, e.g. the speed, the pressure, the temperature of the same or the like., Serve.

fach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Wellenreflektion in du zu prüfenden System über in definierten Abständen vergesehene Schwinp'.kreise, z.£-. Resonatoren erfolgen. Nan erhält so die Möglichkeit, sowohl über kürzere als auch über längere Distanzen Informationen zu vermitteln, wobei im ersteren Falle der Schwingkreis als passiver, ii zweiten Fall als aktiver Strahler ausgebildet sein sollte.Another idea of the invention can be wave reflection in you system to be checked via in defined Foreseen intervals Schwinp circles, e.g. £ -. Resonators. This gives Nan the opportunity to do both to convey information over shorter and longer distances, whereby in the first case the resonant circuit as a passive, ii second case as an active radiator should be trained.

Nach einer anderen Ausführung der Erfindung kann das reflektierte Signal moduliert werden, und zwar geschieht dies zweckmäßigerweise so, daß diese Ilodulation über einen Druckaufnehmer, Dehnungsmeßstreifen, Thermometer od.dgl.According to another embodiment of the invention, the reflected Signal are modulated, and this is expediently done so that this Ilodulation via a pressure sensor, strain gauge, thermometer or the like.

erfolgt und die Charakteristik des rücklaufenden Impulses verändert, z.B. dessen Höhe. Das empfangene Signal wird alsdann verstärkt und einem Schreiber zugeführt, und man erhält so die Möglichkeit einer fortlaufenden Kontrolle der Druckverhältnisse des transportierten Medium und/oder der Dehnungsverhältnisse an den einzelnen l4eßstellen der Körper, in denen das Medium transportiert oder gelagert wird.takes place and changes the characteristics of the returning pulse, e.g. its height. The received signal is then amplified and sent to a writer supplied, and so you get the possibility of a continuous control of the pressure conditions the transported medium and / or the expansion conditions at the individual measuring points the body in which the medium is transported or stored.

Um zu vermeiden, daß die reflektierten Signale infolge von Querschnittsveränderungen der Rohrleitungen, scharfen Krümmungen od. dgl. verfälscht oder sonstwie beeinträchtigt werden, indem zusätzliche Reflektionen hervorgerufen werden, ist nach einem weiteren Iíerkmal der Erfindung vorgesehen, daß solche zusätzlichen Reflektionen mittels Ausblendung beseitigt werden. Es handelt sich hierbei im wesentlichen um eine Verfahrensweise, wie sie von der Festzielunterdrückung bei Radargeräten her bekannt ist.To avoid the reflected signals as a result of changes in cross-section the pipelines, sharp bends or the like. Falsified or otherwise impaired by creating additional reflections is after another Iíerkmal the invention provided that such additional reflections by means of Can be eliminated. This is essentially a procedure as it is known from fixed target suppression in radar devices.

Zur Durchführung gelangt das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise mit einer Einrichtung, die einen Sender für die informationstragenden Wellen, einen auf deren Frequenz abgestimmten Empfänger, eine Anzahl in definierten Abständen zu Sender und Empfänger angeordneter Resonatoren und ein kombiniertes Aufzeichnungs-Auswertungsgerät mit Sofortwarnvorrichtung umfaßt. Zur Kontrolle von Erdölleitungen eignet sich hier besonders eine Einrichtung, bei der als Sender ein Ultraschallgeber, ferner ein selektiver Empfänger, als Resonatoren Druckaufnehwer oder Dehnungsmeßstreifen und als Aufzeichnungs-huswertungsi,erat ein automatischer Schreiber mit akustischen und/oder optischen Alarmmitteln vorgesehen sind. Diese Einrichtung kann, mit Ausnahme der Resonatoren, als Gerätesatz vorgesehen sein, der an bestimmten Stellen des Leitungssystems, vorzugweise an den Pumpenstationen installiert wird. Die Installation an diesen Stellen bietet sich an, da ja die Einrichtung sowohl in Flußrichtung als auch in Abflußrichtung wirksam ist. Durch die entfernungsräßig gestaffelte Anordnung der Resonatoren ergibt sich ein Laufzeitunterschied, der es ermöglicht, daß die Information jedes einzelnen Resonators identifiziert und ausgewertet wird. Diese Auswertung erfolgt zweckmäßiOerweise kontinuierlich zur statistischen Erkennung der Druckverhältnisse über entsprechende automatische Schreibgeräte, wobei im Falle von gefährlichen Veränderungen eine Sofortwarnung eintritt, beispielsweise bei unzulässig hohem Druck, Dehnungen in den Wandungen oder Druckabfall.The method according to the invention is preferably carried out with a device that has a transmitter for the information-carrying waves, a receivers tuned to their frequency, a number at defined intervals Resonators arranged for transmitter and receiver and a combined recording and evaluation device with immediate warning device included. This is suitable for checking oil pipelines especially a facility where as Transmitter an ultrasonic transmitter, also a selective receiver, as resonators, pressure transducers or strain gauges and as a recording huswertungsi, erat an automatic recorder with acoustic and / or optical alarm means are provided. This facility can, with the exception of the resonators, to be provided as a set of equipment that can be used at certain points in the pipeline system, is preferably installed at the pump stations. The installation on this Placing is a good idea, since the facility is both in flow direction and in Direction of flow is effective. Due to the staggered arrangement of the Resonators results in a delay time difference, which makes it possible that the information each individual resonator is identified and evaluated. This evaluation is expediently carried out continuously for statistical identification of the pressure conditions using appropriate automatic writing instruments, whereby in the case of dangerous changes an immediate warning occurs, for example in the event of impermissibly high pressure or expansion in the walls or pressure drop.

Die mit der erfindung insgesamt erzielten Vorteile liegen besonders darin, daß man mit verhältnismäßig geringen Sendeleistungen in der Größenordnung von 500 bis 1000 X, verglichen mit dem Aufwand traditioneller Überwachungsmethoden, Entfernungen bis zur Größenordnung von etwa 100 km erfassen kann, was wiederum bedeutet, daß von einer Zentralstation aus, da in beiden Richtungen gesendet und empfangen werden kann, insgesamt 200 km erfaßbar wären. Eine Steigerung ist unter besonderen Verhältnissen, beispielsweise bei sehr engen Krümmungsradien in Rohrleitungen, durch den Einbau reflektierenden Spiegel gegeben, die zur Reichweitenvergrößerung beitragen.The advantages achieved overall with the invention are particular in the fact that one with relatively low transmission powers in the order of magnitude from 500 to 1000 X compared to the cost of traditional monitoring methods, Can cover distances of up to around 100 km, which in turn means that from a central station, as sent and received in both directions can be covered, a total of 200 km would be detectable. An increase is under special Conditions, for example with very tight radii of curvature in pipelines Given the installation of reflective mirrors, which contribute to increasing the range.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is described below with reference to the schematic drawing illustrated embodiment explained in more detail.

In der Zeichnung erkennt man eine kortinierte Sende- und Empfangsstation 1, die einen Leistungsgenerator, ein Kontrollgerät, einen Empfänger und eine automatische Auswertungseinrichtung umfaßt. Von dieser Sende- und Empfangsstation 1 aus läuft eine Leitung 2 zu einem Rohrleitungssystem 3. Die Leitung 2 endet an dem Rohrleitungssystem 3 in einem Ultraschallgeber 4, der zugleich mit einem Ultraschallempfänger kombiniert ist. Durch den Ultraschallgeber 4 wird die von der Leitung 2 übermittelte Energie in Ultraschallwellen umgesetzt, die das Rohrleitungssystem 7 durchlaufen.In the drawing you can see a cortined sending and receiving station 1, which includes a power generator, a recording device, a receiver and an automatic Evaluation device includes. From this transmitting and receiving station 1 runs out a line 2 to a pipeline system 3. The line 2 ends at the pipeline system 3 in an ultrasound transmitter 4, which is also combined with an ultrasound receiver is. The energy transmitted by the line 2 is transmitted by the ultrasonic generator 4 converted into ultrasonic waves that pass through the pipeline system 7.

In definierten Abständen zum kombinierten Ultraschallgeber/-Empfänger 4 sind in dem Rohrleitungssystem 3 Resonatoren 5 ür Ultraschallwellen angeordnet. Diese Resonatoren 5 sind kombiniert mit hier nicht näher dargestellten Druckreßeinrichtungen, z.B. Druckmeßdosen, Dehnungsmeßstreifen oder auch mit Temperaturfühlern Durchflußmengenmessern. Ferner ist das Systeln Resonator/Meßeinrichtung mit einen -lodulator versehen. In dieser Gesamteinricntun" wird der ankommende Impuls mit der Information der Meßeinrichtung beaufschlat:t und als "Echo" zum Ultraschallempfänger 4 zurückgestrahlt.At defined distances from the combined ultrasonic transmitter / receiver 4 resonators 5 for ultrasonic waves are arranged in the pipeline system. These resonators 5 are combined with Druckreßeinrichtung not shown here, E.g. pressure cells, strain gauges or with temperature sensors, flow meters. Furthermore, the system resonator / measuring device is provided with a modulator. In The incoming impulse with the information from the measuring device becomes this total setup beaufschlat: t and reflected back to the ultrasonic receiver 4 as an "echo".

Von hier aus gelangt dieser modulierte Impuls über die Leitung 2 zu de Gerät 1 und wird dort entsprechend verarbeitet, wobei ggf. die Alarmeinrichtung in Tätigkeit gesetzt werden kann oder Steuervorgänge ausgelöst werden können.From here this modulated pulse arrives via line 2 de device 1 and is processed there accordingly, with the alarm device if necessary can be put into action or control processes can be triggered.

Claims

Patent claims:

1. Procedure for inspection of pipelines running from liquid or gaseous media are flowed through, and / or filled with such media Containers characterized by the fact that the control is wireless using of waves as information carriers possibly takes place continuously, whereby of fixed Transmitter signals are sent out and modulated at defined points and to one as well fixed receiver are reflected.

2. The method according to claim 1, characterized in that 3 as an information carrier low or high frequency electromagnetic waves can be used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the information carrier Infrared or ultrasonic waves can be used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in 3 that the wave reflection in the system to be tested over at defined intervals provided oscillating circuits, e.g. resonators.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that the reflected, modulated signal for automatic control of pressure, pressure flow rate3 Temperature or the like.

is used.

6. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that by any fixed obstacles in to be controlled and / or tested System-induced additional reflections can be eliminated by means of masking.

7. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 6, characterized in that they have a transmitter for ellen, one on their Frequency-matched receiver, a number at defined distances from the transmitter and receiver arranged resonators and a combined recording-evaluation device, preferably with immediate warning device and / or automatic control.

8. Einrich'tung according to claim 7 for the control of oil pipelines, characterized in that the transmitter is an ultrasonic transmitter, furthermore a selective one Receiver, as resonators, oscillating circuits with pressure transducers, strain gauges or temperature sensor and an automatic recorder as a recording and evaluation device are provided with acoustic and / or visual alarm means.

L e r s e i t e