DE2800185C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung und Ortung von Leckstellen in einer Rohrfernleitung mit Hilfe eines parallel zur Rohrleitung verlegten Meßkabels - Google Patents

Description

— einen Sollwert-Speicher (35), in dem die veränderbaren Sollwerte während eines Sollwert-Erfassungszyklus unter Zuordnung zur zugehörigen Meßstelle (10, ..., iOn) speicherbar sind und aus dem sie während eines nachfolgenden Meßzyklus einzeln für die jeweilige Meßstelle (10,..., iOn) abgerufen werden können, und

— eine Komparatorschaltung (33), durch die während eines jeden Sollwert-Erfassungszyklus der

an jeder Meßstelle (10 iOn) gemessene

Sollwert mit den an den benachbarten Meßstellen gemessenen Sollwerten und während eines jeden Meßzyklus der an jeder Meßstelle (10, ..,, iOn) gemessene Meßwert mit dem zugehörigen Sollwert verglichen werden kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE-5 OS 24 53 215 bekannt. Dabei finden als Meßfühler Streifen bestimmter Länge aus einem durch das nachzuweisende Leckmedium anquellbaren Material Verwendung, das entweder durch Füllung mit elektrisch leitfähigen Pulvern leitfähig gemacht worden ist oder aus einem von selbst elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht. Tritt aus der Rohrfernleitung das zu überwachende Medium aus und dringt es in den der Leckstelle benachbarten Streifen ein, so vermindert sich dessen Leitfähigkeit durch das Anquellen sehr stark, so daß beim Durchlaufen des nächsten Meßzyklus in der Steuer- und Meßzentrale das starke Anwachsen des elektrischen Widerstandswertes dieses Meßfühlers erkannt und über eine Auswerteschaltung ein Leck angezeigt werden kann.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt dieses bekannten Verfahrens ist die Verwendung von »digital« arbeilenden Meßfühlern, die entweder im Normalzustand einen sehr niedrigen Widerstandswert oder im aufgequollenen Zustand einen vergleichsweise hohen Widerstandswert besitzen. In der Steuer- und Meßzentrale muß Iediglich das Vorliegen des einen oder des anderen dieser beiden Widerstandswerte erkannt werden, was durch Vergleich des jeweiligen Meßwertes mit einem fest vorgegebenen Schwellwert geschieht, der zwischen »unterem« oder >oberem« Widerstandswert liegt. Eine wesentliche Voraussetzung dabei ist, daß unterer und oberer Widerstandswert so weit auseinanderliegen, daß der eben genannte Schwellwert vom unteren, den leckfreien Betriebszustand kennzeichnenden Widerstandswert so weit entfernt ist, daß aufgrund von Änderungen von Umwelteinflüssen, beispielsweise der Umgebungstemperatur, auftretende Änderungen bzw. Schwankungen dieses unteren Widerstandswertes auch in Extremfällen nicht zu einem Überschreiten des Schwellwertes führen. Andererseits muß auch der obere Widerstandswert genügend v/eit über dem vorgegebenen Schwellwert liegen, damit er auch dann mit Sicherheit erkannt werden kann, wenn er durch Umwelteinflüsse erniedrigt wird.

Um diese Bedingungen erfüllen zu können, werden bei dem bekannten Verfahren keine handelsüblichen Meßfühler verwendet, die auf die zu überwachende Größe, beispielsweise die Temperatur in der Nachbarschaft einer Fernwärmeleitung unmittelbar ansprechen; statt dessen kommen spezialisierte und damit hohe Herstellungskosten verursachende Meßfühler zum Einsatz, die eine Reihe weiterer Nachteile aufweisen. So steht z. B. nicht für jedes in einer Rohrfernleitung trasnportierbare Medium ein Kunststoff zur Verfugung, der bei Berührung mit diesem Medium aufquillt. Wenn es sich bei dem Medium um ein Gas handelt, ist es überdies schwierig wenn nicht gar unmöglich, den streifenförmigen Meßfühler so anzuprdnen, daß er mit Sicherheit mit einer zu einem Aufquellen ausreichenden Menge des Gases inBerührung kommt, wenn das Leck an einer beliebigen, nicht im voraus bekannten Stelle des Rohrumfanges auftritt. Handelt es sich bei dem Gas um überhitzten Wasserdampf, wie dies bei Fernwärmeleitungen der Fall ist, so müßten die Meßfühler zusätzlich mil erheblichem Aufwand gegen die Feuchtigkeit des die Rohrleitung umgebenden Erdreichs isoliert werden.

Auch ist es von Nachteil, daß die beim bekannten Verfahren zum Einsatz kommenden Meßfühler bei dem ersten Ansprechen auf eine Leckstelle in irreversibler Weise verändert werden, so daß nicht nur das Leck

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beseitigt, sondern auch der betreffende Meßkabel-Abschniit erneuert werden muß.

Alle diese Nachteile des bekannten Verfahrens lassen es wünschenswert erscheinen, anstelle der in der DE-OS 24 53 215 beschriebenen, indirekt arbeitemien, speziellen Meßfühler handelsübliche Sensoren zu verwenden, die auf die zu überwachende physikalische Größe unmittelbar ansprechen, d. h. also beispielsweise für eine Fernwärmeleitung Thermistoren einzusetzen, mit deren Hilfe die Bodentemperatur in der unmittelbaren Umgebung der Fernwärmeleitung überwacht werden kann.

Wie sich aber besonders deutlich an dem Beispiel des Einsatzes von Thermistoren zur Leckstellenüberwachung von Fernwärmeleitungen zeigt, ergibt sich bei solchen handelsüblichen und somit kostengünstigen Meßfühlern die Schwierigkeit, daß sie ihren elektrischen Widerstandswert auch unter der Wirkung von Umgebungseinflüssen innerhalb weiter Grenzen ändern und es somit unmöglich machen, zur Leckstellenerkennung einfach durch Vorgabe eines mittleren Schwellwertes zwischen einem niedrigen, den einwandfreien Betriebszustand kennzeichnenden Widerstandswert und einem hohen, das Vorhandensein eines Lecks anzeigenden Widerstandswert zu unterscheiden.

Weiterhin ist es aus der DE-AS 19 61 928 bekannt, zur Überwachung einer Rohrleitung auf Rohrbrüche am Einspeisungsende der Rohrleitung einen Durchflußmesser und einen Druckmesser vorzusehen, deren Meßwerte zyklisch abgefragt werden, um ein einen Rohrbruch anzeigendes Alarm- bzw. Steuersignal dann zu erzeugen, wenn die momentan erfaßten Meßwerte von So'.lwertcn um einen vorgegebenen Betrag abweichen. Dabei werden als Vergleichswerte, mit denen die Momentanmeßwerte verglichen werden, nicht vorher festgelegte Sollwerte, sondern Meßwerte herangezogen, die um eine bestimmte Zeitspanne vorher in der Rohrleitung selbst, d. h. vom Durchflußmesser und Druckmesser gewonnen wurden. Dadurch können zeitlich langsam ablaufende Änderungen der beiden Meßwerte nicht zu einer Auslösung der Vorrichtung führen, da nur Änderungen erfaßt werden, die sich innerhalb der oben erwähnten Zeitspanne abspielen, die so kurz gewählt wird, daß aufgrund normaler Änderungen der Betriebsbedingungen auftretende Druck- und Durchsatzschwankungen nicht zu einer Alarmauslösung führen. Es ist klar, daß eine solche Anordnung nur auf vergleichsweise große Leckstellen aufmerksam zu machen vermag, die zu raschen Änderungen der Druck- und Durchflußwerte führen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es die Verwendung von ihren elektrischen Widerstandswert kontinuierlich und reversibel ändernden Meßfühlern ermöglicht, dabei den Einfluß von nichtinteressierenden Umgebungsparametern eliminiert und dennoch die Erkennung von für kleine Lecks typischen, zeitlich langsam ablaufenden Änderungen des Widerstandswertes eines einzelnen oder einiger weniger dicht beieinanderliegender Meßfühler ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 niedergelegten Merkmale vor. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung ist im Anspruch 3 niedergelegt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht wie in der DE-OS 24 53 215 vorgeschlagen, für die jeweils gerade mit der Steuer- und Meßzentrale verbundene Meßsteile lediglich überprüft, ob der Widerstandswert des Meßfühlers unterhalb oder oberhalb eines für alle Meßstellen gleichen, fest vorgegebenen Schwellwertes liegt. Vielmehr wird der momentane Widerstandswert des Meßfühlers genau gemessen und mit einem vorgegebenen, veränderbaren Sollwert verglichen, der dadurch laufend an die aufgrund von Umwelteinflüssen auftretenden globalen Änderung der Widerstandswerte der Meßfühler angepaßt wird, daß er dem bei einem dem Meßzyklus vorausgehenden Sollwert-Erfassungszyklus gemessenen Widerstandswert des betreffenden Meßfühlers gleichgesetzt wird. Allerdings erfolgt diese Gleichsetzung nicht bedingungslos, sondern nur dann, wenn die Abweichung des bei einem Soilwert-Erfassungszyklus gemessenen Widerstandswertes eines Meßfühlers von den Widerstandswerten der benachbarten Meßfühler eine vorgebbare Größe nicht übersteigt. Dieser Maßnahme liegt die Überlegung zugrunde, daß dann, wenn in der zu überwachenden Rohrleitung kein Leck vorhanden ist, die Temperaturgradienten zwisehen einander benachbbarten Meßstellen einen bestimmten Wert nicht übersteigen können. Auch wenn aufgrund eines vergleichsweise kleinen Lecks die Temperatur an einem oder einigen wenigen unmittelbar benachbarten Meßfühlern nur sehr langsam ansteigt, so führt dies doch nach einer gewissen Zeitspanne dazu, daß der Temperaturgradient zwischen dem oder den vom Leck betroffenen Meßfühlern und den hierzu benachbarten Meßfühlern, deren Meßwerte vom Leck nicht mehr beeinflußt werden, den vorgegebenen Wert systematisch überschreitet und somit einen Hinweis auf das Vorhandensein eines Lecks liefert. In diesem Fall wird dann anstelle des beim Sollwert-Erfassungszykius gemessenen Widerstandswertes des oder der vom Leck betroffenen Meßfühler der Widerstandswert des jeweils benachbarten, von der Leckstelle nicht mehr beeinflußten Meßfühlers gesetzt. Hierdurch wird erreicht, daß nur systematisch vorhandene Abweichungen, die über einen längeren Zeitraum hinweg erhalten bleiben, zu einer Leckstellenanzeige führen.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß mit seiner Hilfe gleichzeitig Alterungseffekte der verwendeten Meßfühler eliminiert werden können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Meßkabels und

F i g. 2 den schematischen Aufbau einer zugehörigen Steuer- und Meßzentrale.

Das in Fig. 1 wiedergegebene Meßkabel verbindet

η + 1 identisch aufgebaute Meßstellen 10, 10a 10/7

und eine Abschlußstufe 11, die einen ähnlichen Aufbau wie die vorausgehenden Meßstellen 10,. ., 10/7 besitzt, miteinander sowie mit der in Fig. 2 gezeigten Steuer- und Meßzentrale 30. Jede Meßstelle 10, ..., 1On weist als Meßfühler 20,20a 20/7 einen temperaturabhängigen Widerstand auf, der mit seinem einen Ende mit einer als Rückleitur.g 18 dienenden Ader des Meßkabels fest verbunden ist.
Weiterhin umfaßt jede Meßstelle 10, ..., 10/7 einen

mit dem Meßfühler 20 2On in Reihe liegenden Ana-

logscr-alter 12, 12a 12n, der normalerweise geöffnet

ist und im geschlossenen Zustand das zweite Ende des

zugehörigen Meßfühlers 20 2On mit einer Ader des

Meßkabels verbindet, die als Meßleitung 17 dient und in die vo.i der Steuer- und Meßzentrale 30 her ein kon-

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stanter Strom einprägbar ist. Durch einen weiteren Analogschalter 13,13a,..., 13/7 einer jeden Meßstelle 10, ..., 1On , der parallel zu der aus Meßfühler 20,..., 20/? und erstem Analogschalter 12, ..., 12/7 bestehenden Reihenschaltung liegt, ist die Meßleitung 17 unmittelbar mit der Rückleitung 18 verbindbar. Da der Durchgangswiderstand eines jeden weiteren Analogschalters 13, ..., 13/7 wesentlich kleiner ist, als der Widerstand der aus Meßfühler 20, ..., 20/7 und erstem Analogschalter

12 12/7 bestehenden Reihenschaltung, tritt in einer

Meßstelle 10,..., IO/7 in jedem Fall beim Schließen des

jeweiligen Schalters 13 13n ein wesentlich kleinerer

Spannungsabfall auf als beim Schließen des jeweiligen ersten Analogschalters 12,..., 12/7.

Zur Ansteuerung der beiden Analogschalter 12, ...,

Mn und 13 13/3 weist jede MeßsteiielO ϊ0/7

zwei Monoflops 14,14a,..., 14/7 und 15,15a 15/7 auf.

Der eine Ausgang eines jeden Monoflops 14,... 14/7 ist mit dem Steuereingang des zugehörigen ersten Analogschalters 12,..., 12/7 verbunden, während der entsprechende Ausgang eines jeden Monoflops 15,..., 15/7 mit dem Steuereingang des zugehörigen zweiten Analogschalters 13,... 13/7 verbunden ist. Innerhalb einer jeden Meßstelle 10, ..., IO/7 ist einer der Ausgänge des jeweiligen Monoflops 14,..., 14/7 mit dem Takteingang

des zugehörigen Monoflops 15 15/7 verbunden,

während der entsprechende Ausgang des Monoflops 15, ..., 15/7-1 der Meßstellen 10,..., IO/7-I mit dem Takteingang des Monoflops 14a 14/7 der jeweils nachfolgenden Meßstelle 10a IO/7 über einen Abschnitt 23,23a,

..., 23/7-1 einer als Steuerleitung 21 dienenden Kabelader verbunden ist Der Takteingang des Monoflops 14 der ersten, d. h. der Steuer- und Meßzentrale 30 am nächsten liegenden Meßstelle 10 ist über die Steuerleitung 21 direkt mit der Steuer- und Meßzentrale 30 verbunden.

Die Abschlußstufe 11 besitzt statt eines Meßfühlers 20 einen festen, temperaturunabhängigen Widerstand 24, dessen Wert so gewählt ist, daß er deutlich größer ist, als der größtmögliche Wert, den einer der Meßfühler 20, ..., 20/7 bei den Messungen annehmen kann. Dieser feste Widerstand 24 ist mit seinem einen Ende ebenfalls fest an die Rückleitung 18 angeschlossen, während sein anderes Ende über einen normalerweise offenen ersten Anaiogschaiter i2s mit der Meßieitung 17 verbindbar ist. Parallel zu der aus dem festen Widerstand 24 und dem ersten Analogschalter 12s bestehenden Reihenschaltung liegt ein zweiter Analogschalter 13s, der im geschlossenen Zustand die Meßleitung 17 direkt mit der Rückleitung 18 verbindet. Zur Steuerung der beiden Analogschalter 12s und 13s umfaßt die Abschlußstufe 11 zwei Monoflops 14s und 15s, die miteinander und mit den Analogschaltern 12s und 13s so verbunden sind, wie dies oben für die entsprechenden Bauelemente der Meßstellen 10,..., IO/7 beschrieben wurde. Der Triggereingang des Monoflops 14s ist über einen Abschnitt 23/7 der Steuerleitung 21 mit dem entsprechenden Ausgang des Monoflops 15/7 der vorausgehenden Meßstelle 10/? verbunden.

Schließlich umfaßt jede Meßstelle 10,..., IO/7 und die Abschlußstufe 11 einen Widerstand 25. Die Widerstände 25 sind durch eine als Testleitung 16 dienende Ader des Kabels so verbunden, daß sie alle miteinander in Reihe liegen. Hinter jedem Widerstand 25 ist die Testleitung 16 mit der Meßleitung 17 verbunden.

Ein derartiges Meßkabel benötigt zur Verbindung einer Vielzahl von Meßstellen 10, ..., IO/7 sowie einer Abschlußstufe 11 miteinander und mit der Steuer- und Meßzentrale 30 nur fünf Adern, nämlich die Testleilung 16, die Meßleitung 17, die gemeinsame Rückleitung 18, die Versorgungsleitung 19 und die Steuerleitung 21.

Das Meßkabel, das endlos gefertigt werden kann und in dem die Meßstellen 10 IO/7 in regelmäßigen Abständen von 2 bis 3 Metern angeordnet sind, wird so neben der zu überwachenden Fernwärmeleitung verlegt, daß die Meßfühler 20 20/7 mit der Rohrleitung

nicht in Berührung kommen. Eine gegenseitige Störung ist somit ausgeschlossen.

Der Funktionsablauf innerhalb des Meßkabels ist sowohl bei jedem Sollwert-Erfassungszyklus als auch bei jedem Istwert-Erfassungszyklus (= Meßzyklus) der folgende:

Zunächst wird überprüft, ob einer der zweiten Analogschaltcr 13,..., 13/? der Meßstellen 10,..., 1On oder der zweite Analogschalter 13s der Abschlußstufe 11 einen Dauerkurzschluß aufweist, da ein solcher Dauerkurzschluß zu fehlerhaften Meßergebnissen führen würde. Zu diesem Zweck versorgt die Steuer- und Meßzentrale 30 die Testleitung 16 mit einem Konstantstrom. Weist einer der Schalter 13,..., 13/7, 13s einen Dauerkurzschluß auf, so führt dies zu einem Spannungsabfall, der in der Steuer- und Meßzentrale gemessen werden kann. Wegen der seriellen Anordnung der Widerstände 25 wird dieser Spannungsabfall bei einem Dauerkurzschluß des zweiten Analogschalters beispielsweise in der vierten Meßstelle viermal so groß sein wie bei einem Dauerkurzschluß des zweiten Analogschalters in der ersten Meßstelle. Somit kann aus der Größe des gemessenen Spannungsabfalls sofort der genaue Ort des aufgetretenen Fehlers im Meßkabel ermittelt und das Meßkabel ohne zeitraubende Fehlersuche repariert werden.

Hat die Steuer- und Meßzentrale 30 festgestellt, daß keiner der Schalter 13, ..., 13/7, 13s einen Dauerkurzschluß aufweist, so führt sie entweder einen Sollwertoder einen Istwert-Erfassungszyklus durch. Da hierbei die Vorgänge im Meßkabel dieselben sind, trifft die folgende Beschreibung für beide Zyklusarten gleichermaßen zu:

Die Steuer- und Meßzentrale 30 erzeugt auf der Steuerleitung 21 einen Startimpuls, der das Monoflop 14 der ersten Meßstelle 10 triggerL Dadurch schließt das Monoflop 14 den ersten Anaiogschaiter 12, der mit dem Meßfühler 20 in Reihe liegt, und der Meßfühler 20 der ersten Meßstelle 10 wird mit der Meßieitung 17 verbunden, in die die Steuer- und Meßzentrale 30 einen Konstantstrom einprägt. Der hierbei am Meßfühler 20 auftretende Spannungsabfall ist ein Maß für die Temperatur, der der Meßfühler 20 ausgesetzt ist. Er wird in der Steuer- und Meßzentrale 30 gemessen und einer weiteren Verarbeitung zugeführt, wie dies weiter unten noch genauer erläutert wird.

Nach einer gewissen Zeit fällt das Monoflop 14 wieder ab, wodurch der erste Analogschalter geöffnet und gleichzeitig das Monoflop 15 der ersten Meßstelle 10 getriggert wird.

Hierdurch wird der Analogschalter 13 der ersten Meßstelle 10 geschlossen, der die Meßleitung 17 direkt mit der Rückleitng 18 verbindet. Der am kleinen Durchgangswiderstand des zweiten Analogschalters 13 auftretende Spannungsabfall wird in der Steuer- und Meßzentrale 30 ebenfalls gemessen. Dies dient der Steuer- und Meßzentrale 30 als Rückmeldung dafür, daß die Messung am ersten Meßfühler 20 beendet ist; sie bereitet daraufhin die Messung an der nächsten Meßstelle 10a vor und verarbeitet und speichert den an der Meß-

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stelle 10 gewonnenen Meßwert. Fehler an den Meßstellen dient zur Registrierung von

Fällt das Monoflop 15 der ersten Meßstelle 10 ab, so Fehlermeldungen, die gegebenenfalls bei einem Meßzy-

wird durch diese Signalflanke das Monoflop 14a der klus, wie er im folgenden beschrieben wird, an einzelnen

zweiten Meßstelle 10a angestoßen und es vollzieht sich Meßstellen auftreten können.

derselbe Funktionsablauf, wie er eben für die Meßstelle 5 Wie bereits erwähnt, wird zu Beginn des eigentlichen

10 beschrieben wurde. Prüfvorgangs die Funktionstüchtigkeit der zweiten

Dies setzt sich von Meßstelle zu Meßstelle fort, bis Analogschalter 13 Un, 13s überprüft. Zu diesem

schließlich die Meßwerte von allen η + 1 Meßstellen in Zweck schließt die Ablaufsteuerung 34 denjenigen der

der Steuer- und Meßzentrale 30 erfaßt und ausgewertet beiden oben erwähnten Schalter, der den Ausgang der

worden sind. 10 Konstantstrom-Einprägeschaltung 31 mit der Testlei-

Das Abfallen des Monoflops 15/7 der Meßstelle 1On tung 16 verbindet. Mit Hilfe des Differenzverstärkers 32

triggert das Monoflop 14s der Abschlußstufe 11, das wird der hierbei zwischen der Testleitung 16 und der

daraufhin den ersten Analogschalter 12s schließt und gemeinsamen Rückleitung 18 auftretende Spannungs-

somit den festen, temperaturunabhängigen Widerstand abfall gemessen; aus seiner Größe können Informati-

24 mit der Meßleitung 17 verbindet. Da der Wider- 15 onen darüber gewonnen werden, ob einer der zweiten

standsweri dieses festen, ternpcraturunabhängigen Wi- Analogschalter 13 13/7,13s einen Dauerkurzschluß

derstandes 24 größer als der größtmögliche Wider- aufweist und wenn ja, in welcher Meßstelle der defekte

standswert eines jeden Meßfühlers 20, ..., 20/7 ist, er- Analogschalter zu finden ist.

kennt die Steuer- und Meßzentrale 30 an dem jetzt Nach diesem Test auf Kurzschluß in einer der Meßgemessenen großen Spannungsabfall, daß die Abschluß- 20 stellen werden zunächst die Sollwerte erfaßt, mit denen stufe 11 des Meßkabels und damit auch das Ende des später die Istwerte der einzelnen Meßstellen verglichen gerade laufenden Zyklus erreicht ist. werden sollen, um das Auftreten eines Lecks zu erken-

Aus dieser Funktionsbeschreibung ergibt sich, daß für nen. Zur Durchführung eines solchen Sollwert-Erfasdic Ansteuerung von allen Meßstellen 10,..., 1On und sungszyklus öffnet die Ablaufsteuerung 34 den Schalter, der Abschlußstufe 11 nur eine einzige, als Steuerleitung 25 der den Ausgang der Konstantstrom-Einprägeschal-21 dienende Ader des Kabels erforderlich ist, da die tung 31 mit der Testleitung 16 verbindet, und schließt beiden Monoflops 14, ..., 14/7 und 15, ..., 15/7 einer statt dessen den Schalter, der diesen Ausgang mit der jeden Meßstelle 10,..., 1On nach einem einmaligen An- Meßleitung 17 verbindet. Daraufhin erzeugt die Ablaufstoß durch die Steuer- und Meßzentrale 30 im weiteren steuerung 34 einen Startimpuls auf der Steuerleitung 21, Verlauf selbsttätig dafür sorgen, daß in die Meßfühler 30 wodurch die Meßfühler 20,..., 20/7 der Meßstellen der 20, ..., 2On der Reihe nach ein Konstantstrom einge- Reihe nach mit der Meßleitung 17 verbunden werden prägt wird, wobei die Endflanke beim Abfallen des Mo- und der Differenzverstärker 32 der Reihe nach die ver-

noflops 15 15n einer jeden Meßstelle 10,..., 1On schiedenen, an den einzelnen Meßfühlern 20, ..., 2On

immer die Triggerflanke für das Monoflop 14a,..., 14s aufgrund der Konstantstromeinprägung abfallenden

der jeweils nächstfolgenden Meßstelle 10a IO/7 bzw. 35 Spannungen erhält. Die hierbei vom Differenzverstär-

der Abschlußstufe 11 bildet. ker 32 erzeugten Ausgangssignale werden beim vorlie-

Umfaßt ein Meßkabel z. B. 5000 Meßstellen, so wird genden Sollwert-Erfassungszyklus als Sollwerte be-

für das Durchlaufen eines vollständigen Zyklus eine Zeit trachtet und der Reihe nach durch den Analog/Digital-

von nur ca. 10 Sekunden benötigt; der Versorgungs- wandler 39 digitalisiert und in den Sollwertspeicher 35

strom ist dabei etwa 250 μΑ. 40 eingegeben.

Die in F i g. 2 dargestellte Steuer- und Meßzentrale 30 Aufbauend auf der Voraussetzung, daß die Temperaumfaßt eine die eben geschilderten Zyklen steuernde turgradienten zwischen einander benachbarten Meß-Ablaufsteuerung 34, die unter anderem zwei Schalter stellen 10,..., 1On einen bestimmten Wert nicht überbetätigt, mit denen alternierend die Testleitung 16 zur steigen können, wenn kein Leck vorhanden ist, wird eine Überprüfung der zweiten Anaiogschaiter 13, ..., 13n 45 fehlerhafte Soiiwerteingabe dadurch vermieden, daß 13s oder die Meßleitung 17 zur Durchführung eines der für eine Meßstelle gemessene Sollwert mit dem kurz Sollwert-Erfassungszyklus oder eines Meßzyklus mit ei- zuvor gemessenen Sollwert der vorausgehenden Meßner Konstantstrom-Einprägeschaltung 31 verbindbar stelle verglichen wird. Unterscheiden sich die beiden ist. Auch die zum Starten eines jeden Zyklus dienenden gemessenen Sollwerte der benachbarten Meßstellen um Startimpulse werden von der Ablaufsteuerung 34 in die 50 einen Wert, der größer ist, als der Temperaturgradient, Steuerleitung 21 eingespeist der bei intakter Fernwärmeleitung auftreten kann, so

Ein Differenzverstärker 32 mißt den Spannungsabfall, wird für die betreffende Meßstelle nicht der an ihr zuder je nach Stellung der oben erwähnten Schalter zwi- letzt gemessene Sollwert sondern der an der vorausgesehen der Testleitung 16 und der gemeinsamen Rücklei- henden Meßstelle gemessene Sollwert eingespeichert,
tung 18 bzw. zwischen der Meßleitung 17 und der Rück- 55 Diese Erfassung und Abspeicherung von Sollwerten g leitung 18 auftritt. Das Ausgangssignal des Differenz- wird für alle Meßstellen jeweils vor einem Meßzyklus | Verstärkers 32 wird einer Komparatorschaltung 33 und durchgeführt. Dies hat den Vorteil, daß die Sollwerte | einem Analog/Digital-Wandler 39 zugeführt Die Korn- immer aktuell und an die Jahres- und tageszeitlich aufparatorschaltung vergleicht das jeweilige Ausgangssi- tretenden Temperaturschwankungen angepaßt sind, gnal des Differenzverstärkers 32 mit einem entspre- 60 Auch werden Alterungseffekte an den Meßfühlern 20, chenden Sollwert, den sie unter der Regie der Ablauf- ..., 20/7 sowie Drifterscheinungen der Konstantstromsteuerung 34 über einen Digital/Analog-Wandler 38 aus Einprägeschaltng erfaßt und eliminiert. Es ist darauf hineinem Sollwertspeicher 35 erhält Weiterhin ist ein zuweisen, daß die Differenzsollspannung so gewählt Meßstellenzähler 36 vorgesehen, der gleichzeitig als wird, daß sie bei ieckfreier Fernwärmeleitung um die Adressenzähler dient. Er wird mit der jeweiligen An- 65 Toleranzen der temperaturabhängigen Meßwiderstänfangsflanke der Monoflops 14,... 14/7 der Meßstellen de 20,. ..,2On kleiner ist als die Differenzistspannung.
10,..., 1On weitergetaktet Am Ende eines jeden Zyklus Nachdem für alle Meßstellen 10,... 1On die Sollwerte wird er automatisch zurückgesetzt Ein Speicher 37 für erfaßt und abgespeichert sind, erfolgt ein Meßzyklus,

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H 9
. '; bei dem ebenfalls der Schalter geschlossenn ist, der die
·'·■:, Konstantstrom-Einprägeschaltng 31 mit der Meßlei
tung 17 verbindet. Die Ablaufsteuerung erzeugt wieder
einen Startimpuls auf der Steuerleitung 21 und die Meß-	10
- fühler 20,... 2On werden wieder der Reihe nach mit der
·■' Meßleitung 17 verbunden. Die somit der Reihe nach am
'.;■ Differenzverstärker 32 erscheinenden Spannungsabfäl
le werden nunmehr als Meß- oder Ist-Werte interpre
tiert. Die Zuordnung der Meßwerte zu den einzelnen	15
: Meßstellen erfolgt mit Hilfe des Meßstellenzählers 36.
i Für jeden Meßwert wird der zugehörige Sollwert aus
;,,; dem Sollwertspeicher 35 abgerufen und durch den Digi-
|'; tal/Analog-Wandler 38 in analoge Form umgesetzt. Mit
Hilfe der Komparatorschaltung 33 wird jeder Meß-	20
tv; oder Istwert mit dem zugehörigen analogen Sollwert
;# verglichen, !m Fehlerfal! wird der Istwert unter dem
(X zugehörigen Sollwert liegen; dies führt dann zur Erzeu-	25
^i gung eines Fehlersignals, das unter Zuordnung zur be-	30
'';§. treffenden Meßstelle im Fehlerspeicher 37 registriert	35
[Γ wird.	40
P Hierzu 2 Blatt Zeichnungen	45
S	50
I	55
's'i	60
(■'■■ t
i?	65
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I
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I

Claims (3)

28 OO 185 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Feststellung und Ortung von Leckstellen in einer Rohrfernleitung mit Hilfe eines parallel zur Rohrleitung verlegten Meßkabels, das eine Vielzahl von Meßstellen miteinander und mit einer Steuer- und Meßzentrale verbindet, wobei jede Meßstelle wenigstens einen Schalter und einen beim Auftreten eines Lecks seine elektrische Leitfähigkeit verändernden Meßfühler umfaßt, bei dem zur Durchführung eines wiederholbaren Meßzyklus von der Steuer-und Meßzentrale auf dem Meßkabel ein Signal ausgesandt wird, aufgrund dessen die Meßstellen der Reihe nach durch Schließen ihres jeweiligen Schalters angewählt werden, wodurch der zugehörige Meßfühler zur Überprüfung seines momentanen Widerstandswertes mit der Steuer- und Meßzentrale verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfung der Widerstandswerte der Meßfühler durch den Vergleich der momentan gemessenen Istwerte mit veränderbaren Sollwerten erfolgt, die in wenigstens einem vorausgehenden Sollwert-Erfassungszyklus dadurch gewonnen wurden, daß durch ein von der Steuer- und Meßzentrale auf dem Meßkabel ausgesandtes Signal die Meßstellen der Reihe nach durch Schließen ihres jeweiligen Schalters angewählt wurden, daß der dabei von der Steuer- und Meßzentrale erfaßte Widerstandswert eines jeden Meßfühlers mit den Widerstandswerten der ihm benachbarten Meßfühler verglichen und nur dann als Sollwert für diesen Meßfühler gespeichert wurde, wenn die Abweichung von den Widerstandswerten der benachbarten Meßfühler einen vorgebbaren Wert nicht überstieg, während ansonsten der Widerstandswert des vorhergehenden Meßfühlers als Sollwert für diesen Meßfühler gespeichert wurde und daß eine Leckstellenanzeige nur dann ausgelöst wird, wenn der Istwert vom Sollwert um einen vorgebbaren Betrag abweicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils vor dem eigentlichen Meßzyklus ein Sollwert-Erfassungszyklus durchgeführt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenzeichnet, daß die Steuer- und Meßzentrale (30) folgende Bestandteile umfaßt: