DE4207067A1 - Verfahren zur ortung einer leckstelle in einem rohr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung einer Leckstelle in einem Rohr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In der überwiegenden Anzahl der Fälle wird durch das Ausströmen eines Gases oder Flüssigkeit aus einem Leck ein Geräusch erzeugt, durch das mittels eines entsprechenden Verfahrens die Leckstelle geortet werden kann.

Dabei werden bei einem gattungsgemäßen Verfahren, das unter dem Begriff "Korrelationsverfahren" bekannt ist, die zwischen zwei Meßstellen unterschied­ lichen Laufzeiten der Geräusche gemessen und anschließend miteinander ver­ glichen, so daß aus dem entsprechenden Laufzeitunterschied die Lage des Lecks ermittelbar ist.

Wesentlich dabei ist, daß die Messung gleichzeitig erfolgt, wobei ein ent­ sprechendes Startsignal durch ein die beiden Meßeinrichtungen miteinander verbindendes Kabel oder mittels Funk übertragen wird.

Während der überwiegenden Zeit treten in den zu untersuchenden Rohrleitungen Nebengeräusche auf, die beispielsweise bei der Entnahme von Wasser aus der Rohrleitung, durch Maschinen, wie Pumpen oder Kühlaggregate oder durch Ver­ kehrslärm entstehen und die eine einwandfreie Durchführung des Verfahrens erheblich erschweren oder gar unmöglich machen.

Es ist deshalb wünschenswert, die Messungen in einer Zeit durchzuführen, in der weitgehend keine Nebengeräusche auftreten. Dies ist erfahrungsgemäß in den Nachtstunden zwischen zwei und vier Uhr der Fall.

Da die Durchführung des Verfahrens nur durch personalintensiven Einsatz mög­ lich ist, ergeben sich naturgemäß aufgrund der geschilderten nächtlichen Messung erhebliche Kostennachteile.

Überdies ergeben sich für den normalen Tagbetrieb Probleme, da für die nächt­ lichen Tätigkeiten der Mitarbeiter Ausgleichszeiten gegeben werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß eine kostengünstigere Durch­ führung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Meßeinrichtungen tagsüber, also während der normalen Arbeitszeit in die Entnahme- oder Kon­ trollstellen einzusetzen, während die eigentliche Messung in der weitgehend nebengeräuschfreien Nachtzeit durchgeführt werden kann.

Als Entnahmestellen bieten sich im Wassernetzbereich Hydranten und im Gas­ netzbereich Schieber an, die in für die Genauigkeit des Meßverfahrens akzeptablen Abständen voneinander angeordnet sind.

Entnahme- oder Kontrollstellen können aber auch durch Hausanschlüsse oder dergleichen gebildet werden.

Wie erwähnt, erfolgt die Bestückung der Entnahme- oder Kontrollstellen wäh­ rend des Tages, wobei zweckmäßigerweise in einem Arbeitsablauf eine Vielzahl von Entnahme- oder Kontrollstellen mit entsprechenden Meßeinrichtungen be­ stückt werden.

Bei Auslösung des programmierten Startsignals, beispielsweise einer einge­ stellten Uhrzeit, erfolgt gleichzeitig bei allen Meßstellen die Messung der Laufzeiten der auftretenden leckbedingten Geräusche.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Möglichkeit, den Start und Stopp der Messungen zweier Meßein­ richtungen dadurch zu synchronisieren, daß sie mit Zeitgebern versehen sind, die Signale des Zeitnormalsenders der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig empfangen.

Der Normalsender sendet pro Minute ein Signal, das die genaue Zeit und das Datum codiert enthält.

In der Zwischenzeit wird ein hochgenaues Langwellensignal von ca. 70 kHz ausgesendet, mit dem eine Synchronisierung des Zeitgebers erfolgt. Auf diese Art und Weise können bauartbedingte Ungenauigkeiten der Zeitgeber ausge­ glichen werden, so daß ein bis in den Mikrosekundenbereich genauer Start und Stopp des Verfahrens möglich ist.

Erfindungsgemäß besteht eine weitere Synchronisierungsmöglichkeit darin, daß eine erste Meßeinrichtung zunächst ein codiertes Signal zur zweiten Meßein­ richtung aussendet, das der Art und dem Frequenzübertragungsverhalten dem Rohr bzw. des darin geführten Mediums angepaßt ist. Gleichzeitig mit der Aussendung des codierten Signales wird ein quarzstabilisierter Zeitzähler der ersten Meßeinrichtung gestartet.

Sobald die Meßeinrichtung 2 das codierte Signal empfängt, sendet diese ein anders codiertes Signal an die Meßeinrichtung 1 zurück. Bei Empfang dieses zweiten Signales wird der zweite Zähler der Meßeinrichtung 1 gestoppt, so daß die gemessene Zeit die doppelte Signallaufzeit von einer Meßeinrichtung zur anderen darstellt.

Zum Start der eigentlichen Geräuschlaufzeitmessung wird erneut von der Meßein­ richtung 1 ein codiertes Startsignal gesendet, bei dessen Empfang die Meß­ einrichtung 2 mit der Geräuschaufzeichnung beginnt. Die Meßeinrichtung 1 hingegen beginnt mit der Geräuschaufzeichnung nach der Hälfte der Laufzeit des Startsignals. Auf diese Weise ist der Zeitpunkt des Beginns bzw. des Endes der Geräuschmessung beider Meßeinrichtungen exakt gleich.

Die ermittelten Werte werden in der Meßeinrichtung gespeichert und anschlie­ ßend ausgewertet.

Dabei kann eine Speicherung in einem Speicher der Meßeinrichtung erfolgen. In diesem Fall sind zu gegebener Zeit die Meßeinrichtungen insgesamt aus den entsprechenden Entnahme- oder Kontrollstellen zu entnehmen und zentral auszuwerten.

Denkbar ist aber auch, die gespeicherten Werte mit einer Codierung zu ver­ sehen und einer zentralen Auswertungsstelle zuzuführen, wobei zur Signalüber­ tragung die in den Rohren geführten Medien oder die Rohre selbst dienen können. Dabei ist es zweckmäßig, die ausgesendeten Signale mit einer Meßein­ richtung spezifischen Codierung zu versehen, so daß bei der Auswertung eine exakte Zuordnung möglich ist.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß die Meßein­ richtung mit einem Hydro- oder Mikrofon, einem Verstärker, einem Micro­ controller mit Analog-Digital-Wandler, einem Zeitgeber zum Starten und Stoppen der Messung sowie einer Stromquelle versehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt aus einem Rohrleitungssystem,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den Aufbau eines eine Entnahme­ stelle bildenden Hydranten,

Fig. 3 und 4 jeweils ein Blockschaltbild unterschiedlich ausgestalteter Meßeinrichtungen.

In der Fig. 1 ist ein Rohr 2 dargestellt, in dem eine Flüssigkeit, bei­ spielsweise Wasser oder Gas geführt werden kann. Üblicherweise sind bei einem Flüssigkeit führenden Rohr im Abstand von 50 bis 100 m Hydranten 1 angeschlossen, die entsprechend der Fig. 2 mit einem Anschlußstutzen 5 und einem Absperrventil 6 versehen sind.

Erfindungsgemäß ist überdies eine Meßeinrichtung 4 in dem Hydranten 1 an­ geordnet, mit der mit Hilfe des bekannten Korrelationsverfahrens eine im Rohr 2 befindliche Leckstelle 3 geortet wird.

Ein Blockschaltbild, in dem der Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Meß­ einrichtung dargestellt ist, ist in der Fig. 3 gezeigt. Dabei ist diese Ausführungsform geeignet, eine Synchronisation zweier Meßeinrichtungen mit­ tels des Zeitnormalsender der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt herzu­ stellen.

Im einzelnen besteht die Meßeinrichtung aus einem Hydrofon 7, an dessen Stelle auch ein Mikrofon einsetzbar ist, einem mit dem Hydrofon verbundenen Vorverstärker 8, einem Microcontroller mit einem integrierten Analog-Digital- Wandler und integriertem Speicher 10, einem Zeitnormalempfänger 9 sowie einer Stromversorgungsquelle 11, beispielsweise in Form von Akkumulatoren oder Batterien.

Die Funktionsweise der Synchronisierung mittels des Zeitnormalsenders wurde bereits beschrieben, so daß auf eine nochmalige Beschreibung verzichtet wer­ den kann.

Dies gilt auch für die Funktionsweise der Meßeinrichtung, die als Block­ schaltbild in der Fig. 4 dargestellt ist. Hier weist die Meßeinrichtung gleichfalls ein Hydro- oder Mikrofon 7 auf, das jedoch auch als Schallsender verwendet werden kann, so daß damit zur Synchronisierung zweier Meßeinrich­ tungen ein Signal über die Rohrleitung ausgesandt werden kann.

Nach der Speicherung der Meßdaten nach dem Ende der Meßzeit werden die Daten aus dem Speicher abgerufen und einer nicht dargestellten Auswertungsstelle zugeführt.

Bezugszeichen

1 Hydrant
2 Rohr
3 Leckstelle
4 Meßeinrichtung
5 Anschlußstutzen
6 Absperrventil
2 Hydrofon
8 Vorverstärker
9 Zeitnormalempfänger

Claims (8)

1. Verfahren zur Ortung einer Leckstelle in einem Flüssigkeit oder Gas führenden Rohr, wobei die unterschiedlichen Laufzeiten des aus einem zwi­ schen zwei Meßeinrichtungen befindlichen Lecks austretenden Mediums zeit­ gleich gemessen und miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (4) in zwei, durch das zu prüfende Rohr (2) miteinander verbundenen stationären Entnahme- oder Kontrollstellen eingesetzt, der Beginn und das Ende der Messung in den Meß­ einrichtungen (4) programmiert, die ermittelten Meßwerte gespeichert und anschließend ausgewertet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeber der in zwei benachbarten Entnahme- oder Kontrollstellen eingesetzten Meßeinrich­ tungen synchronisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisation mittels des Zeitnormalsenders der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisa­ tion der Zeitgeber von einer ersten Meßeinrichtung ein, vorzugsweise codier­ tes Signal ausgesendet und gleichzeitig ein quarzstabilisierter Zeitzähler gestartet wird und daß von einer zweiten Meßeinrichtung beim Empfang des Signals gleichfalls ein Signal ausgesendet wird, bei dessen Empfang der Zeitzähler der ersten Meßeinrichtung gestoppt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (4) ein Hydro- oder Mikrofon, einen Verstärker, einen Microcontroller, ggf. mit Analog-Digital-Wandler, einen Zeitzähler sowie eine Stromversorgung aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrich­ tung entnehmbar in der Entnahme- bzw. Kontrollstelle eingesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßein­ richtung mit einem Datenspeicher versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydro- bzw. Mikrofon (7) im Sinne eines Schallsenders verwendbar ist.