DE3911648C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3911648C2 DE3911648C2 DE19893911648 DE3911648A DE3911648C2 DE 3911648 C2 DE3911648 C2 DE 3911648C2 DE 19893911648 DE19893911648 DE 19893911648 DE 3911648 A DE3911648 A DE 3911648A DE 3911648 C2 DE3911648 C2 DE 3911648C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- detection device
- leak detection
- microprocessor
- data
- controlled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine
Leckstellenermittlungsvorrichtung für eine
Versorgungsleitung mit mindestens einem akusto-elektrischen
Wandler, der mit der Versorgungsleitung geräuschaufnehmend
zu koppeln ist, und dessen elektrisch gewandeltes
Geräuschsignal über einen Verstärker und über ein Filter mit
einstellbarer Bandpaßcharakteristik einem
Analog-Digitalwandler zugeführt ist, dessen digitales
Ausgangssignal jeweils von einem programmgesteuerten
Mikroprozessor zwecks einer Leckerkennung erfaßt und unter
einer Vergleichsbildung mit Vergleichsgrößen ausgewertet
wird, bei deren Unter- oder Überschreitung der Prozessor
eine Meldung eines vorhandenen Lecks zu einer Ausgabe
bereitstellt und ausgibt.
Es ist bekannt, Leckstellen in Wasserversorgungs-
Leitungsnetzen durch Abhorchen der Geräusche während der
entnahmearmen Nachtzeiten zu ermitteln. Dieses Verfahren ist
personalaufwendig und erfordert Nachttätigkeit und eine
umfangreiche Gehörschulung und ein gutes Erinnerungsvermögen
des Horchers. Aus diesem Grunde wird eine Überwachung der
Versorgungsnetze nur in großen Zeitabständen vorgenommen und
dementsprechend wird ein großer Wasserverlust bei
zwischenzeitlich auftretenden Lecks in Kauf genommen. Eine
Überwachung von Gas- und Fernheizdampf-Leitungen durch
Abhorchen ist wegen der relativ niedrigen Geräuschpegel
nicht üblich, obwohl zur Gasversorgung noch umfangreiche
Netze aus alten Graugußrohren in Betrieb sind, die häufig
Defekte zeigen, wodurch die Gefahr von Gasexplosionen
besteht.
Es ist aus DE 37 26 585 A1 die eingangs charakterisierte
Vorrichtung zur Lecksuche bekannt, bei der die elektrisch
gewandelten und digitalisierten Geräuschsignale mit einer
derartigen Häufigkeit ermittelt werden, die durch die
Auflösung der oberen Analysefrequenz erforderlich ist, und
bei der jeweils mindestens so viele Signale nacheinander zu
erfassen sind, wie sich durch die untere Grenzfrequenz der
Analyse ergeben. Diese so gebildeten Signalfolgen werden
entweder direkt einer Vergleichsanalyse mit einem Vorrat von
Mustersignalfolgen unterzogen oder spektral zerlegt, wonach
das Spektrum mit Vergleichsspektren verglichen wird, was
viel Speicherraum und Rechenzeit erfordert und einen relativ
hohen Stromverbrauch erbringt. Ein jeweiliges
Vergleichsergebnis erbringt jedoch nur einen Aussagewert für
den jeweiligen kurzen Beobachtungszeitraum, der durch den
stark schwankenden Momentanverbrauch in dem Zeitraum an der
Versorgungsleitung primär bestimmt ist, so daß sich dadurch
eine Lecklage i.a. nicht sicher ermitteln läßt.
Weiterhin ist aus DE 31 12 829 C2 ein Leckagesuchgerät
bekannt, bei dem die Signale eines akusto-elektrischen
Wandlers spektralanalysiert und ausgewertet werden. Dabei
werden außerdem Messungen an vielen Orten oberhalb der
Versorgungsleitung vorgenommen und aus einer
Geräuschverteilung aus der Lage des Maximums der Leckageort
bestimmt. Eine permanente Leitungsnetzüberwachung ist nicht
möglich.
Weiterhin ist aus EP 00 97 100 B1 eine
Lecküberwachungsvorrichtung an einem Dampfkessel bekannt,
bei dem das akusto-elektrische Wandlersignal einer Filterung
und einem Vergleich mit einem Schwellwert unterzogen wird,
so daß ein sehr großes Leck feststellbar ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die eingangs charakterisierte
Leckstellungermittlungsvorrichtung und ein Betriebsverfahren
dafür dahingehend zu verbessern, daß sie eine permanente und
vollständige Überwachung eines umfangreichen
Versorgungsnetzbereiches beliebiger Medien auch auf relativ
kleine Lecks bei stromsparendem Batteriebetrieb und geringen
Abmessungen der Vorrichtungen erbringt, wodurch deren
Unterbringung in Standard-Hydranten und in
Gasanschlußbaugruppen ohne Umbauten und Leitungsanschlüsse
möglich ist.
Die Lösung besteht darin, daß das digitale Ausgangssignal
ein Geräuschpegelsignal ist, das in vorgegebenen
Zeitabständen zur Anwahl eines
Geräuschpegel-Klassierspeichers aus einer vorgegebenen
Anzahl von Klassierspeichern genutzt ist, die in einem
Datenspeicher enthalten sind, worauf der Inhalt des jeweils
angewählten Klassierspeichers incrementiert ist, und daß der
Mikroprozessor nach einer vorgegebenen Anzahl von solchen
Incrementierungen den Inhalt der Klassierspeicher, der eine
Geräuschpegel-Klassenverteilung darstellt, zu einer
Auswertung ausgibt oder dieser unterzieht, bei der ein
Prozessor charakteristische Größen der Klassenverteilung,
wie Streuung, Schiefe und/oder niedrigste besetzte Klasse
ermittelt, und diese charakterischen Größen der
Klassenverteilung durch die Vergleichsbildung auswertet.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Gesamtvorrichtung besteht aus einer zentralen Steuer-
und Meldevorrichtung, einer Datentransfervorrichtung, durch
die drahtgebunden oder mit einem portablen Datenträger
erfaßte Daten übermittelt werden, und mit mindestens einem
vorzugsweise mehreren Geräuscherfassungs- und
Geräuschaufbereitungs-Endgerät(en).
Die Endgeräte sind vorteilhaft in hoch integrierter
Elektronik-Technik aufgebaut, daß deren geringe Abmessungen
es erlauben, sie in Standard-Hydranten und
Gas-Anschlußbaugruppen zu plazieren, ohne daß besondere
Schächte zu den Leitungen zu bauen sind.
Vorteilhaft sind die Endgeräte mit derartigen Geräusch-
Umsetzern, Verstärkern und Geräuschauswertemitteln
ausgestattet, daß auch relativ kleine Lecks, von z. B. 4 l
Wasser pro Minute, noch in einem Umkreis von mehreren
hundert Metern zu ermitteln sind. Auf diese Weise lassen
sich ganze Wasser-Versorgungsnetze auf Lecks ständig
überwachen, indem etwa in einem Raster von 500 m Abstand die
Hydranten mit jeweils einem Endgerät bestückt werden.
Die Endgeräte sind vorteilhaft mit stromsparenden Bauteilen
und in stromsparender Betriebsweise ausgestaltet, so daß sie
mit Batterien lange Zeit netzunabhängig zu betreiben sind.
Die aufbereiteten Daten werden zwischengespeichert und lassen
sich mit einer Koppelvorrichtung abrufen. Diese Kopplung
kann entweder permanent über ein Nachrichtennetz bestehen
oder zeitweilig an ein tragbares Datensammelgerät von einer
Bedienperson vorgenommen werden. Auf diese Weise können mit
relativ geringem Aufwand die jeweils über Stunden nächtlich
gesammelten und vorausgewerteten Geräuschdaten in kürzester
Zeit tagsüber ausgelesen und zusammengetragen werden und in
der zentralen Meldevorrichtung ausgewertet werden.
Ein weiterer Vorteil ist es, daß die Endgeräte auf die
unterschiedlichen Geräuschverhältnisse in unterschiedlichen
Versorgungsnetzen und insbes. von unterschiedlichen Medien
elektronisch voreinstellbar sind, so daß mit gleichen
Geräten verschiedene Netze, die häufig vom gleichen
Betreiber unterhalten werden, überwacht sind. Die
Voreinstellung der Betriebsparameter erfolgt vorteilhaft
über die Koppelvorrichtung die auch der Datenentnahme dient.
Eine bevorzugte Ausgestaltung und Betriebsweise wird anhand
der Fig. 1 bis 6 dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Gesamtvorrichtung.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Geräuscherfassungs-
Endgerätes.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Datenträgergerätes.
Fig. 4 zeigt eine Geräuschpegel-Häufigkeitsverteilung ohne
Leckgeräusch.
Fig. 5 zeigt eine Geräuschpegel-Häufigkeitsverteilung mit
Leckgeräusch.
Fig. 6 zeigt eine Detaillierung von Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Übersicht über ein gesamtes
Überwachungssystem. Die zentrale Steuer- und
Meldevorrichtung besteht aus dem programmgesteuerten
Prozessor (ST) mit einem Speicher (MH), insbes. für
historische Geräuschmeßdaten daraus abgeleiteter Daten der
verschiedenen Meßstellen, mit einer Tastatur (T), mit einer
Ausgabevorrichtung (A) und mit Ein-Ausgabeschnittstellen (V,
V 1) zum Anschluß an ein Nachrichtennetz (N) oder für die
portablen Datenträgergeräte (DT), die jeweils zur
kurzzeitigen Übernahme gesammelter Daten dort anschließbar
sind.
Die Endgeräte (E 1-En) weisen eingangsseitig jeweils ein
Mikrofon (M 1-Mn) auf und sind ausgangsseitig über die
Koppelvorrichtung (K 1-Kn) mit dem Nachrichtennetz (N) oder
zeitweilig mit einem der Datenträgergeräte (DT) verbunden.
Das Datenträgergerät (DT) enthält einen programmgesteuerten
Mikroprozessor, eine Eingabetastatur (T 1), eine
Anzeigevorrichtung (A 1) und einen Mithörlautsprecher (L)
sowie eine Batterie (B). Die über die Koppelvorrichtung (K)
von den Endgeräten aufgenommenen Daten werden jeweils deren
Meßstellen-Kennung zugeordnet in einen Datenspeicher (DM)
übernommen und auf Anforderung jeweils bei einer Kopplung
der Schnittstelle (V 1) in die zentrale Meldevorrichtung (ST)
übertragen. Es läßt sich auch eine unmittelbare Auswertung
der aufgenommenen Geräuschdaten im Datenträgergerät
vornehmen, wobei die Anzeige eines Lecks auf der dortigen
Anzeigevorrichtung (A 1) erfolgt. Um eine möglichst sichere
Meldung über das Vorhandensein eines Lecks geben zu können,
ist es in diesem Betriebsfall vorteilhaft, wenn die
relevanten historischen Geräuschdaten als Vergleichswerte im
Datenträgergerät oder im Endgerät gespeichert gehalten
werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Endgerätes ist in Fig. 2
dargestellt. Das mit dem Stecker (MS) angeschlossene und
u. U. an der Meßstelle fest installierte Mikrofon (M) ist
jeweils ein für das zu überwachende Medium geeignetes und
besonders in dem zu betrachtenden Frequenzbereich von 10-
500 Hz wirksames, beispielsweise elektrodynamisch
arbeitendes, Mikrofon mit einem stromgespeisten
Mikrofonverstärker. Dieses versorgt eine schaltbare
Stromquelle (I), und sein elektrisches Ausgangssignal wird
in dem Verstärker (VV) aufbereitet und in dem
nachgeschalteten Bandpaßfilter (FF) gefiltert und von
diesem, nach einer Wandlung in ein Pegelsignal, in einen
Analog-Digitalwandler (AD) geleitet, dessen digitalen
Ausgangssignale zu bestimmten Zeitpunkten von dem
Mikroprozessor (MP) programmgesteuert verarbeitet in einen
Speicher (SM) übergeben werden. Der Speicher (SM) ist von
einer Batterie (LB) zur Datenerhaltung ständig versorgt, und
in ihm sind auch solche Daten enthalten, die die jeweilige
Betriebsart des Endgerätes festlegen.
Das Programm des Mikroprozessors (MP) ist in einem ladbaren
Festspeicher (EM) enthalten, der vorzugsweise ein C-MOS-
EPROM ist und in den Prozessorbaustein integriert sein kann.
Der Prozessor (MP) hat einen Ausgabebus (OB), der auf
mehrere Steuerregisterbausteine (R 1-R 4) geführt ist, so
daß dort die jeweiligen Betriebsbedingungen einzustellen
sind. Das Register (R 1) steuert den Verstärkungsgrad des
Verstärkers (VV), damit das Geräuschpegelsignal jeweils dann
annähernd den Arbeitsbereich des Analog-Digitalwandlers (AD)
deckt, wenn der Geräuschpegel jeweils im Meßzeitraum maximal
ist, d. h. bei hohem Medienverbrauch im Versorgungsnetz.
Ein weiteres Register (R 2) dient der Einstellung des
Bandpasses (FF) bezüglich der Grenzfrequenzen, der
Flankensteilheit usw., wodurch der dem Medium im
Versorgungsnetz entsprechend für eine Auswertung optimale
Frequenzbereich festzulegen ist.
Ein weiterer Registerabschnitt (R 3) dient dem Ein- und
Ausschalten der Stromquelle (I), damit dort nur Strom aus
der Versorgungsbatterie (BB) verbraucht wird, wenn eine
Geräuschaufnahme zu erfolgen hat. Die Zeitpunkte der
Geräuschmessungen werden mittes der Uhr (CL) programmgemäß
bestimmt. Diese Uhr (CL) ist über den Bus (OB) auf die
Echtzeit einstellbar und von dem Mikroprozessor (MP)
auslesbar.
Ein weiterer Registerabschnitt (R 4) dient einer Umschaltung
zwischen einer Ausgabe des gewandelten Geräuschsignales am
Filterausgang und einer Ausgabe der Datenausgabesignale des
Mikroprozessors (MP) auf die Koppelvorrichtung (K). Diese
Koppelvorrichtung (K) besteht aus einem elektro-optischen
Sendeelement (IS) und einem elektrooptischen Empfangselement
(IR), die vorzugsweise im Infrarotbereich arbeiten und deren
elektrische Signale an eine Datenübertragungsschnittstelle
(V 3) des Mikroprozessors (MP) angeschlossen sind. Auch die
Stromversorgung der Koppelvorrichtung (K) wird über einen
Registerabschnitt (R 4) nur dann aktiviert, wenn Daten zu
senden oder zu empfangen sind. Der Empfang wird im
Ruhezustand jeweils in Abständen von mehreren Sekunden kurz
aktiviert und nur dann und solange weiterbetrieben, wenn ein
Empfangssignal eingespeist und empfangen wurde. In analoger
Weise arbeitet der Mikroprozessor in bekannter Weise
gewöhnlich in einer stromsparenden, sporadischen
Betriebsweise, von der in eine voll aktive Betriebsweise nur
dann übergegangen wird, wenn gemäß der vorgegebenen
Uhrzeiten eine Messung vorzunehmen ist oder gemäß einer
Aktivierung durch eine empfangene Nachricht Daten auszugeben
oder aufzunehmen sind.
Das Endgerät ist im Betrieb zweckmäßig so in den Hydranten
oder in die Meßkammer positioniert, daß die Koppelbuchse
(KB) mit den opto-elektrischen Wandlern (IS, IR) nach oben
gerichtet ist, so daß ein stabförmiger Anschluß, der den
Koppler des Datenträgergerätes enthält, dort mühelos
einführbar ist. Die Buchse (KB) enthält eine
Winkelorientierungshilfe und eine federbelastete
Verschlußklappe, so daß ein zuverlässiger Koppelbetrieb
erfolgt und keine Verschmutzung auftritt.
Einzelheiten der Schaltung des Verstärkers (VV) sind aus dem
Blockschaltbild Fig. 6 zu ersehen, wo die Schaltung eines
handelsüblichen Elektronikschaltkreises
dargestellt ist.
Jeweils durch Dekodierung der aus dem Register (R 1)
gelieferten Steuersignale ist einer der Schalter des
gewichteten Netzwerkes (GN) geschlossen und demgemäß ist die
Verstärkung auf einen Wert 1, 2, 4, 8 oder 16 eingestellt.
Die Einzelheiten der Filterschaltung (FF) sind am Beispiel eines
elektronischen Bausteines
dargestellt. Es handelt sich um ein steuerbares
Filterpaar (F 1, F 2) mit geschalteten Kapazitäten.
Die Schaltung erfolgt mit einer Frequenz, die durch die
Zeitkonstante des Zeitgliedes (R, C) bestimmt ist. Diese
Zeitkonstante ist durch weitere Signale des Registers (R 2)
in bekannter Weise umschaltbar. Beide Filter (F 1, F 2) werden
mit der gleichen Frequenz getaktet. Die Einstellung der
Filtermodi (MO), der Mittenfrequenz (f) und der Filtergüte
(Q) wird über das Register (R 2) vorgegeben. So entsteht ein
digitales Filter mit in Stufen vorgebbaren oberen und
unteren Grenzfrequenzen nach Art eines Tschebyscheff-
Bandpasses vierter Ordnung. Die so gefilterten Geräusch-
Meßsignale sind insbes. von den durch den Boden übertragener
Verkehrsgeräuschen und von den evtl. durch benachbarte
elektrische Kabel eingestreuten Netzfrequenz-Störungen
befreit.
Zur Aufbereitung und Vorverdichtung der Meßdaten werden die
Signalpegel vorzugsweise in einer betriebsarmen Nachtstunde
zwischen 0 und 4 Uhr, vorzugsweise zwischen 2 und 3 Uhr, in
Abständen von z. B. 10 Sek. gemessen und nach 128 bis 256
Klassen sortiert akkumuliert und gespeichert. Es werden
täglich diese Klassierungen vorgenommen und bei Anforderung
über die Koppelvorrichtung (K) ausgegeben und dann im
Speicher (SM) gelöscht oder als Bezugsdaten umgespeichert.
Die Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung einer Geräusch-
Klassifizierung in 128 Klassen nach 600 Messungen von einem
Wasserleitungsnetz ohne Leck, und Fig. 5 zeigt eine
entsprechende Klasssifizierung mit einem Leck von etwa 5
l/Min. Wasserverlust in 120 m Entfernung bei 5-6 bar Druck.
Es zeigt sich, daß im letzteren Fall die unteren
Geräuschpegel unter der Klasse 80 nicht mehr vorkommen. Die
Verteilung zeigt eine starke Unsymmetrie, aus der
mathematisch die Schiefe abzuleiten ist. Hieraus ergibt
sich, daß einerseits aus der Art der Verteilungskenngrößen,
insbes. der Streuung und der Schiefe durch Vergleich mit
einem vorgegebenen Grenzwert eine Leckmeldung bei einer
Grenzwertunter- bzw. -überschreitung zu gewinnen ist.
Darüber hinaus läßt sich ein Vergleich mit historischen
Verteilungsdaten vornehmen, so daß jeweils eine vorgegebene
Verringerung der Besetzung der unteren Klassen zu einer
Leckmeldung führt. Sofern in dem Mikroprozessor (MP) selbst
diese Leckermittlung vorzunehmen ist, sind die Grenzwerte
oder historischen Klassenverteilungen dort über die
Koppelvorrichtung (K) einzuspeichern oder jeweils dort auf
Grund der Vortagsmessungen vorzuhalten oder aus einer
Langzeitakkumulation der Messungen in mehreren Nächten
laufend zu bilden. Bei einem vorgegebenen Maß der Über- bzw.
Unterschreitung der früheren Werte wird ein Leck gemeldet.
Wenn die Koppelvorrichtung an das Nachrichtennetzwerk
angeschlossen ist oder wenn sie mit dem Datenträgergerät
verbunden wird, wird die Meldung weitergegeben und zur
Ausgabe oder Anzeige gebracht. Bei einer Übernahme der
vollständigen Klassenverteilung läßt sich durch einen
Vergleich mit den früheren Verteilungen eine Aussage über
die Größe und die Entfernung des Lecks aus dem Maß der
Unterschiede der Schiefe und Streuung der früheren und
derzeitigen Geräuschwertverteilungen ableiten, wobei
Vergleichsversuche als Bemessungsgrundlage dienen.
Die Einstell-Betriebsparameter des Verstärkers (VV) und des
Filters (FF) sowie der Meßzeitraum und die Meßintervalle
werden aufgrund einer Vorabmessung und von Erfahrungswerten
ermittelt und jeweils über die Koppelvorrichtung (K)
eingegeben und in der zentralen Steuervorrichtung
gespeichert gehalten, so daß sie bei einer neuen Einsetzung
eines Endgerätes jeweils meßstellenspezifisch vorgebbar
sind. Für den Betrieb an einem Wasserversorgungsnetz, hat
sich eine Einstellung des Filters auf einen Bandpaßbereich
zwischen 100 und 500 Hz als günstig erwiesen, und in
Gasnetzen sind es 10-50 Hz.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Datenträgergerätes
(DT). Es besteht aus einem Mikroprozessor (MP 1) mit einem
Datenspeicher (DM), in dem die auf die Endgeräte zu
übertragenden Betriebsparameter von der Steuerzentrale
eingespeichert werden und von wo sie dorthin ausgegeben
werden und in den die aufbereiteten Meßdaten, zugeordnet zu
dem jeweiligen Endgerät, von dem sie aufgenommen werden,
abgespeichert und von dem diese Meßdaten später in die
Steuerzentrale abgegeben werden. Das Datenträgergerät ist
mit einer Batterie (B) betrieben, die den Speicher (DM)
ständig aktiv hält, solange dort zu übertragende Daten
eingespeichert sind. Eingangsseitig sind an dem
Mikroprozessor (MP 1) eine Tastatur (T 1) angeschlossen, mit
der auch Betriebsparameter zur Abgabe an ein angekoppeltes
Endgerät eingegeben werden können. Dies ist besonders dann
erforderlich, wenn eine neue Meßstelle in Betrieb genommen
wird und die geeigneten Anfangsbetriebsparameter
einzustellen sind. Zu diesem Zweck ist auch ein steuerbarer
Umschalter vorgesehen, der das durch die Koppelvorrichtung
(K′) empfangene Signal auf einen Lautsprecher (L) schaltet.
Die Koppelvorrichtung (K′) ist komplementär zur
Koppelvorrichtung der Endgeräte ausgeführt, und die
opto-elektrischen Wandler sind an eine Datenübertragungs-
Schnittstelle (V 3) des Mikroprozessors angeschlossen, wobei
der empfangende Kanal über den Umschalter wahlweise auf den
Lautsprecher zu schalten ist. Es kann auch ein getrennter
Kanal für die Meßsignalübertragung in der Koppelvorrichtung
(K) vorgesehen sein.
Ein weiterer Datenübertragungsanschluß (V 1) ist für eine
Verbindung zur zentralen Steuervorrichtung vorgesehen.
Ausgangsseitig ist eine Anzeigevorrichtung (A 1) an den
Mikroprozessor (MP 1) angeschlossen, auf der eingegebene
Daten zur Überprüfung anzuzeigen sind und auf der von der
zentralen Steuervorrichtung und von den Endgeräten
aufgenommene Daten sichtbar zu machen sind.
Auf diese Weise können auch laufende Messungen z. B. im
Abstand von 5 Min. jeweils nach einer Verteilungserstellung
diese selbst oder deren Auswertung zur Darstellung gebracht
werden. In ruhigen Betriebszeiten reicht eine solche
Zeitspanne bereits, um eine brauchbare Aussage über das
Vorhandensein eines Lecks zu erhalten. Insbesondere zum näheren
Lokalisieren eines Lecks durch Messung an weiteren Hydranten
in einem Bereich, in dem bereits ein Leck festgestellt
wurde, ist diese Betriebsart hilfreich. Die
Lautsprecherausgabe des gefilterten Geräuschsignales dient
dabei einer groben Vororientierung.
Claims (17)
1. Leckstellenermittlungsvorrichtung für eine
Versorgungsleitung (VL) mit mindestens einem
akusto-elektrischen Wandler (M, M 1, . . . Mn), der mit der
Versorgungsleitung (VL) geräuschaufnehmend zu koppeln ist,
und dessen elektrisch gewandeltes Geräuschsignal über einen
Verstärker (VV) und über ein Filter (FF) mit einstellbarer
Bandpaßcharakteristik einem Analog-Digitalwandler (AD)
zugeführt ist, dessen digitales Ausgangssignal jeweils von
einem programmgesteuerten Mikroprozessor (MP) zwecks einer
Leckerkennung erfaßt und unter einer Vergleichsbildung mit
Vergleichsgrößen ausgewertet wird, bei deren Unter- oder
Überschreitung der Prozessor (MP, MP1, ST) eine Meldung
eines vorhandenen Lecks zu einer Ausgabe bereitstellt und
ausgibt,
dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Ausgangssignal ein
Geräuschpegelsignal ist, das in vorgegebenen Zeitabständen
zur Anwahl eines Geräuschpegel-Klassierspeichers aus einer
vorgegebenen Anzahl von Klassierspeichern genutzt ist, die
in einem Datenspeicher (SM) enthalten sind, worauf der
Inhalt des jeweils angewählten Klassierspeichers
incrementiert ist, und daß der Mikroprozessor (MP) nach
einer vorgegebenen Anzahl von solchen Incrementierungen den
Inhalt der Klassierspeicher, der eine Geräuschpegel-
Klassenverteilung darstellt, zu einer Auswertung ausgibt
oder dieser unterzieht, bei der ein Prozessor (MP, MP 1, ST)
charakteristische Größen der Klassenverteilung, wie
Streuung, Schiefe und/oder niedrigste besetzte Klasse,
ermittelt und diese charakterischen Größen der
Klassenverteilung durch die Vergleichsbildung auswertet.
2. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (MP) über
setzbare Register (R 1, R 2) programmgesteuert in Stufen
vorgebbar einen Verstärkungsgrad des Verstärkers (VV), eine
untere und eine obere Grenzfrequenz des Filters (FF)
steuert.
3. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (FF) ein von einem
Zeitglied (L, C) taktgesteuertes Kapazitätsfilter ist.
4. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (FF) für eine
Filterung von Geräuschsignalen der Versorgungsleitung (VL)
jeweils für eine Flüssigkeit auf eine untere Grenzfrequenz
von etwa 100 Hz und eine obere Grenzfrequenz von etwa 500 Hz
eingestellt ist und jeweils für ein Gas auf eine untere
Grenzfrequenz von etwa 10 Hz und eine obere Grenzfrequenz
von etwa 50 Hz eingestellt ist.
5. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mikroprozessor (MP) mit einer Echtzeituhr (CL)
einstellseitig und zeitsignalseitig verbunden ist und
abhängig von den Zeitsignalen gesteuert nach im Speicher
(SM) eingespeicherten Zeit- und Zeitabstandsvorgaben das
Geräuschpegelsignal klassiert dem Klassierspeicher zuführt.
6. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der akusto-elektrische Wandler
(M) ein elektrodynamisches Mikrofon mit einem
stromquellengespeisten Vorverstärker ist, dessen Stromquelle
(I) von dem Mikroprozessor (MP), jeweils abhängig von den
Zeit- und Zeitabstandsvorgaben gesteuert, nur kurzzeitig
eingeschaltet ist.
7. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Mikroprozessor (MP) eine Datenübertragungs-Schnittstelle
(V 3) enthält, die mit einem daran gekoppelten
optisch-elektrischen und mit einem elektrisch-optischen
Wandler (IS, IR) verbunden ist, die in einer Kupplungsbuchse
(KB) einer Koppelvorrichtung (K) angeordnet sind.
8. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der optisch-elektrische Wandler
(IS) von dem Mikroprozessor (MP) jeweils in vorgegebenen
Zeitabständen nur kurzzeitig aktiv gesteuert ist und nur
jeweils dann, wenn ein optisches Empfangssignal dort
eingespeist ist, der Wandler (IS) fortlaufend aktiv
gesteuert bleibt, solange eine Nachricht dort eingespeist
wird.
9. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Filters
(FF) auf einen gesonderten elektro-optischen Wandler, der in
der Koppelvorrichtung (K) angeordnet ist, geführt ist oder
über einen Schalter gesteuert von dem Mikroprozessor (MP)
mit dem elektro-optischen Wandler (IR) der
Datenübertragungs-Schnittstelle (V 3) verbunden ist.
10. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusammen mit mindestens
einer Versorgungsbatterie (LB, BB) in einem Gehäuse
angeordnet ist, an das der akusto-elektrische Wandler (M)
über einen Mikrofonstecker (MS) angeschlossen ist und das
derartige Abmessungen besitzt, daß es in einem Freiraum
eines Normhydranten unterzubringen ist, wobei die
Kupplungsbuchse (KB) an dem Gehäuse von oben zugänglich
angeordnet ist.
11. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach einem der
vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese
Vorrichtung aus einem oder mehreren derartiger Endgeräte
besteht, deren Koppelvorrichtung (K, K′) über ein
Datenübertragungsnetzwerk (N) mit einer zentralen Steuer-
und Meldevorrichtung (ST) unmittelbar oder mittels eines
Datenträgergerätes (DT) lösbar verbunden ist, das
andererseits über eine Schnittstelle (V 1) mit der zentralen
Steuer- und Meldevorrichtung (ST) lösbar verbindbar ist.
12. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuer- und
Meldevorrichtung (ST) einen programmgesteuerten Prozessor
beinhaltet, der eingangsseitig mit einer Tastatur (T) zur
Eingabe vorgebbarer Betriebsdaten, wie dem
Verstärkungsfaktor, den Grenzfrequenzen, den Zeit- und
Zeitabstandsvorgaben, der Anzahl der Klassierspeicher und
der Vergleichsgrößen, verbunden ist und der ausgangsseitig
mit einer Ausgabevorrichtung (A) verbunden ist, für eine
Kontrollanzeige der Eingaben und für eine Ausgabe von den
Klassenverteilungen, von deren charakteristischen Größen
und/oder von Leckmeldungen
13. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Steuer- und
Meldevorrichtung (ST) einen Speicher (MH) enthält, in dem
zugeordnet zu mehreren an der Versorgungsleitung (VL)
angeordneten Meßstellen diese betreffende von den Endgeräten
ermittelten Daten, nämlich die Betriebsdaten und die früher
aufgenommenen Klassenverteilungen, gespeichert sind, aus
denen neue vorzugebende Betriebsdaten, insbes. die
Vergleichsgrößen, jeweils abzuleiten sind.
14. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Datenträgergerät (DT)
tragbar und batteriebetrieben ist und einen Mikroprozessor
(MP 1) enthält, der eingangsseitig mit einer Eingabetastatur
(T 1) für die Vorgabe von den Betriebsdaten verbunden ist und
ausgangsseitig mit einer Anzeigevorrichtung (A) für die
Anzeige von Geräuschpegelmeßwerten, von den
charakteristischen Größen der aufgenommenen
Klassenverteilungen und/oder von den Leckmeldungen verbunden
ist und seine Koppelvorrichtung (K′) komplementär zu der
Koppelvorrichtung (K) der Endgeräte ausgestaltet ist und
jeweils einen opto-elektrischen und einen elektro-optischen
Wandler (IK) zu einer Datenübertragungsschnittstelle (V 2)
enthält.
15. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Datenträgergerät (DT) einen
Lautsprecher (L) enthält, der mit dem opto-elektrischen
Wandler verbunden ist.
16. Leckstellenermittlungsvorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelvorrichtung (K′) des
Datenträgergerätes (DT) endseitig an einem Stab angeordnet
ist.
17. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine
vorgegebene Anzahl der von in vorgegebenen Zeitabständen
aufgenommenen Geräuschsignalen des akusto-elektrischen
Wandlers (M) frequenzgefiltert werden und dann nach
Geräuschpegelklassen geordnet akkumuliert werden und aus der
so gewonnenen Geräuschpegelverteilung charakteristische
Größen, wie Streuung, Schiefe, niedrigste besetzte Klasse,
abgeleitet werden und diese charakteristischen Größen der
Geräuschpegelverteilung mit früher abgeleiteten
charakteristischen Größen verglichen werden und die
Abweichungen dieser Größen jeweils mit zugeordneten
vorgegebenen Grenzwerten der Abweichungen verglichen werden,
bei deren Unter- oder Überschreitung jeweils ein ermitteltes
Leck gemeldet wird und die relative Größe der Abweichungen
ausgegeben wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893911648 DE3911648A1 (de) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Leckstellenermittlungsvorrichtung mit akustisch-elektrischem wandler und betriebsverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893911648 DE3911648A1 (de) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Leckstellenermittlungsvorrichtung mit akustisch-elektrischem wandler und betriebsverfahren |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3911648A1 DE3911648A1 (de) | 1990-10-11 |
DE3911648C2 true DE3911648C2 (de) | 1991-09-26 |
Family
ID=6378309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893911648 Granted DE3911648A1 (de) | 1989-04-10 | 1989-04-10 | Leckstellenermittlungsvorrichtung mit akustisch-elektrischem wandler und betriebsverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3911648A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0940666A2 (de) | 1998-03-05 | 1999-09-08 | Palmer Environmental Limited | Akustische Erfassung von Rohrleckagen |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4200245C2 (de) * | 1992-01-08 | 1993-10-21 | Rohrnetzbau Gmbh Rbg | Verfahren und Einrichtung zum Aufspüren eines aus einer Oberfläche austretenden Leckagestromes |
WO1994011721A1 (en) * | 1992-11-06 | 1994-05-26 | Pall Corporation | System and method for testing the integrity of porous elements |
US5576480A (en) * | 1992-11-06 | 1996-11-19 | Pall Corporation | System and method for testing the integrity of porous elements |
DE9306122U1 (de) * | 1993-04-22 | 1993-06-09 | Hermann Sewerin GmbH, 4830 Gütersloh | Vorrichtung zur Ermittlung von Leckstellen einer Gas oder Flüssigkeit führenden Rohrleitung |
GB0006320D0 (en) * | 2000-03-16 | 2000-05-03 | Primayer Ltd | Leak-noise data logger |
DE10315987A1 (de) * | 2003-04-07 | 2004-10-28 | Riehle, Rainer, Dipl.-Ing. | Einrichtung zur Erkennung und näherungsweisen Ortung eines Lecks in einem Trinkwasserversorgungsnetz |
DE102010015032A1 (de) | 2010-04-15 | 2010-11-04 | Daimler Ag | Leckagemessvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3112829C2 (de) * | 1981-03-31 | 1986-01-16 | Seba-Dynatronic Mess- und Ortungstechnik gmbH, 8601 Baunach | Verfahren und Geräte zur Ortung von Rohschäden mit wenigstens einem Mikrophon |
FR2528541A1 (fr) * | 1982-06-15 | 1983-12-16 | Electricite De France | Dispositif de detection de fuite dans la paroi d'echange thermique d'un generateur de vapeur chauffe au sodium, utilisant des moyens de surveillance acoustiques |
DE3726585A1 (de) * | 1987-08-10 | 1989-02-23 | Seba Mess Ortungstech | Verfahren zum orten von leckgeraeuschen und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens |
-
1989
- 1989-04-10 DE DE19893911648 patent/DE3911648A1/de active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0940666A2 (de) | 1998-03-05 | 1999-09-08 | Palmer Environmental Limited | Akustische Erfassung von Rohrleckagen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3911648A1 (de) | 1990-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69930814T2 (de) | Fernsprechnetzsystem zur Umgebungsüberwachung | |
EP1574822B1 (de) | Vorrichtung zur fernüberwachung des zustands von überlandleitungen | |
EP0878042B1 (de) | Metallgekapselte schaltanlage mit teilentladungserfassung | |
DE3911648C2 (de) | ||
DE102007046495A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung der Reifen eines Doppelreifensystems | |
DE3726585A1 (de) | Verfahren zum orten von leckgeraeuschen und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens | |
EP2866041A1 (de) | Messknoten, System und Verfahren zur Überwachung des Zustands eines Energieversorgungsnetzwerks | |
DE2738540C2 (de) | ||
DE212020000310U1 (de) | Leistungsüberwachungssystem | |
DE60215065T2 (de) | Vorrichtung zur Überwachung eines elektromagnetischen Feldes | |
DE102018208880A1 (de) | Vorrichtung zum Filtern einer Flüssigkeit und Verfahren zum Erfassen eines Zustands zumindest eines Filterelements | |
EP2277320A1 (de) | Verfahren zur drahtlosen datenübertragung zwischen einem messbaustein und einer übertragungseinheit | |
CN105242646A (zh) | 基于物联网的分散式污水处理装置的监控系统及监控方法 | |
DE102016101021A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von in einem Versorgungsnetz vorhandenen Verbrauchern | |
EP0770977A1 (de) | Verfahren zur Erhöhung der Übertragungssicherheit bei Funkalarmanlagen | |
DE3508900A1 (de) | Anordnung zur gewinnung eines schaltkriteriums aus einer feldstaerkemessung | |
EP4060912A2 (de) | Verfahren zur umgebungsdetektion eines uni- oder bidirektional funkkommunikationsfähigen knotens | |
DE112021001510T5 (de) | System und Verfahren zur akustischen Leckerkennung in einem Verteilungsnetz | |
EP1282093A1 (de) | System zur Fernüberwachung von Schächten, insbesondere von Schächten eines Fernwärmeleitungsnetzes | |
DE19746272A1 (de) | Vorrichtung zur Vermessung mechanisch belasteter Bauteile | |
DE10330286B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Übertragen von Sprachsignalen über ein Datenübertragungsnetzwerk | |
DE102009040382A1 (de) | Sensor sowie Sensornetzwerk und Verfahren zu dessen Betrieb | |
EP2255345B9 (de) | Gefahrmelder mit einem variablen aufnahmebereich für ein versorgungselement | |
DE10040905C2 (de) | Vorrichtung zur Steuerung von Sensoren und zur Verarbeitung und Übertragung von Meßwerten | |
DE102016218527A1 (de) | Sensorvorrichtung zum Detektieren eines Objeks und Verfahren zum Betrieb einer solchen Sensorvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |