DE4333095A1 - Method for detecting a leak in a drinking water supply network and arrangement for applying the method - Google Patents
Method for detecting a leak in a drinking water supply network and arrangement for applying the methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung ei nes Lecks, das in einem Trinkwasser-Versorgungsnetz, bei dem mehrere Verbraucher-Anschlußleitungen und Haupt leitungen an eine Hauptversorgungsleitung angeschlossen sind, an einer der Verbraucher-Anschlußleitungen aufge treten ist, sowie eine für die Anwendung des Verfahrens geeignete Meßanordnung.The invention relates to a method for recognizing egg leak in a drinking water supply network, where several consumer connecting lines and main lines connected to a main supply line are on one of the consumer connection lines occurs, as well as one for the application of the method suitable measuring arrangement.
Die frühzeitige Erkennung von Lecks, die in Trinkwas ser-Versorgungsnetzen aus den verschiedensten Gründen wie z. B. Korrosion, durch den Straßenverkehr bedingte Erschütterungen und Belastungen, jahreszeitlich beding te Temperaturschwankungen und andere mehr oder weniger zwangsläufig auftreten und auch durch sorgfältigstes Vorgehen beim Verlegen solcher Netze langfristig nicht vermeidbar sind, gewinnt zunehmend an Bedeutung, da die Bereitstellung von Trinkwasser hinreichender Güte und in ausreichender Menge zunehmend aufwendiger und daher auch teurer wird. Für einen wirtschaftlichen Betrieb eines Wasserversorgungsunternehmens ist es daher unab dingbar, die Wasserverluste, die in guter Näherung aus den meßbaren Wassermengen, die in das Netz eingespeist werden und den ebenfalls gemessenen Wassermengen, die dem Netz entnommen werden, ermittelbar sind, möglichst gering zu halten. Einzelne Lecks können durch solche Messungen jedoch nicht erkannt werden, sondern allen falls der allgemeine Zustand des Netzes insgesamt, so daß ein solches Netz permanent auch im Hinblick auf das Auftreten einzelner Lecks überprüft werden muß, wenn es langfristig in einem Zustand hinnehmbarer Wasserverlu ste gehalten werden soll.Early detection of leaks in drinking water water supply networks for various reasons such as B. corrosion caused by road traffic Vibrations and loads, seasonal te temperature fluctuations and others more or less occur inevitably and also by the most careful Long-term approach to laying such networks is not are avoidable, is becoming increasingly important as the Providing drinking water of sufficient quality and in sufficient quantities increasingly more complex and therefore is also becoming more expensive. For economical operation it is therefore independent of a water supply company inevitable, the water losses that come in good approximation the measurable amount of water that is fed into the network and the also measured amounts of water, the taken from the network, can be determined, if possible to keep low. Individual leaks can be caused by such However, measurements are not recognized, but all if the general condition of the network as a whole, then that such a network is also permanent with regard to the Occurrence of individual leaks must be checked if there is Long-term acceptable water loss should be kept.
Zur diesbezüglichen Erkennung von Leckstellen werden vielfach akustische Verfahren benutzt, die darauf ba sieren, daß an Lecks, an denen unter relativ hohem Druck stehendes Wasser ausströmt, charakteristische Ge räusche entstehen, die sich sowohl über die Rohrleitung als Körperschall als auch im Wasser als Wasserschall entlang der Rohrleitung ausbreiten und z. B. an zugäng lichen Stellen des Rohres abgehorcht werden können, wo bei neben konventionellen Horchdosen und/oder -rohren auch elektroakustische Geräte wie Geophone, Bodenmikro fone mit elektroakustischen Verstärkern zum Einsatz kommen, die auch eine Aufzeichnung der Geräuschsignale ermöglichen und insoweit deren Interpretation erleich tern. Zur Leck-Erkennung und -Ortung ist es auch be kannt, sogenannte elektroakustische Korrelatoren einzu setzen, die anhand von Leck-charakteristischen Geräusch signalen die Erkennung eines Lecks und anhand von Lauf zeitnennungen die Lokalisierung eines Lecks ermögli chen.To detect leaks in this regard often used acoustic methods that ba sier that at leaks at which under relatively high Pressurized water flows out, characteristic ge Noises arise, both from the pipeline as structure-borne noise as well as in water as water noise Spread along the pipeline and z. B. to access Lichen places of the pipe can be listened to where in addition to conventional listening boxes and / or pipes also electro-acoustic devices such as geophones, ground microphones phones with electro-acoustic amplifiers come, which is also a record of the noise signals enable and to this extent facilitate their interpretation tern. It is also for leak detection and location knows to include so-called electroacoustic correlators put that based on leak-characteristic noise signals the detection of a leak and based on run timelines allow the location of a leak chen.
Die Empfindlichkeit solcher akustischer Erkennungsver fahren ist jedoch in vielfältiger Weise beschränkt, zum einen dadurch, daß zahlreiche Störgeräuschquellen vor handen sind, die zu keiner Tageszeit ausgeschlossen werden können, zum anderen dadurch, daß Kunststoffroh re, die überwiegend als Verbraucher-Anschlußleitungen eingesetzt werden, mit einer hohen Dämpfung behaftet sind, so daß eine Schalleitung nur über kurze Leitungs abschnitte erfolgt. Mit akustischen Methoden allein ist daher ein Trinkwasserversorgungsnetz nicht in hinrei chendem Maße überwachbar.The sensitivity of such acoustic detection ver driving is limited in many ways, however one in that numerous sources of noise are excluded at any time of the day can be, on the other hand, that plastic tube re that predominantly as consumer connecting lines are used, with a high damping are, so that a formwork cable only over short lines sections. With acoustic methods alone therefore a drinking water supply network is not in there can be monitored accordingly.
Die "geräuschunabhängige" Methode, ein Leck durch Zu flußmessungen in abgesperrten, möglichst kleinen Teilen des Netzes zu erfassen, ist sehr aufwendig, da für sich absperrbare Netzzonen in der Regel noch relativ groß sind und daher, auch wenn ein Leck zuverlässig festge stellt werden kann, dessen Lokalisierung schwierig bleibt, weil Zuflußmessungen keinerlei Hinweis darüber geben können, welches Rohr innerhalb der abgesperrten Teilzone undicht ist. Weitere Sonderverfahren, die zu sätzlich zu einer Erkennung eines Lecks auch eine an nähernde Lokalisierung desselben erlauben, wie z. B. ein Farbtest durch Einfärben des Wassers oder die Anwendung der Tracer-Gas-Technik, d. h. Erkennung eines Lecks mit tels eines im Wasser löslichen Testgases, das über die Leckstelle in das umgebende Erdreich gelangt und durch dieses rasch an die Oberfläche diffundieren und dort mittels eines Flammen-Ionisations-Detektors nachgewie sen werden kann, sind wiederum mit dem Nachteil behaf tet, daß zumindest Teile des Netzes außer Betrieb ge nommen werden müssen.The "noiseless" method, a leak by closing flow measurements in closed, as small as possible parts of the network is very complex, because by itself Lockable network zones are usually still relatively large are and therefore, even if a leak is reliably fixed can be difficult to locate remains because inflow measurements have no indication about it can give which pipe within the cordoned off Subzone is leaking. Other special procedures leading to in addition to detecting a leak, there is also a allow approaching localization of the same, e.g. B. a Color test by coloring the water or the application the tracer gas technique, d. H. Detection of a leak with tels of a water-soluble test gas, which over the Leak into the surrounding soil and through diffuse it quickly to the surface and there by means of a flame ionization detector sen, are in turn with the disadvantage tet that at least parts of the network are out of order have to be taken.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Leckerkennung in Trinkwasserversorgungsnetzen anzuge ben, das eine zuverlässige Erkennung auch relativ klei ner Lecks ermöglicht, das ohne Störung des Wasser-Ver sorgungsbetriebs einsetzbar ist und auch einen eindeu tigen Hinweis auf dasjenige Verbraucher-Anschlußrohr vermittelt, an dem die verfahrensgemäß erkannte Leck stelle vorhanden ist, sowie eine Meßanordnung zu schaf fen, die eine automatisierte Durchführung des Verfah rens ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a method for Leak detection in drinking water supply networks ben, the reliable detection relatively small ner leaks allows that without disturbing the water Ver care operation can be used and also a new one term reference to that consumer connection pipe mediated, at which the procedurally recognized leak is available, as well as a measuring arrangement to create fen, the automated execution of the procedure rens enables.
Dieses Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens, dem Grundgedanken nach durch die Merkmale des Patentan spruchs 1 und in Ausgestaltungen dieses Verfahrens durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 8 und hinsicht lich möglicher, technisch einfach realisierbarer Meßan ordnungen durch die Merkmale der Ansprüche 9 bis 16 ge löst.This task is carried out with regard to the process that Basic idea by the features of the patent claim 1 and in embodiments of this method by the features of claims 2 to 8 and with regard possible, technically easy to implement meas orders by the features of claims 9 to 16 ge solves.
Davon ausgehend, daß die Temperatur der Hauptversor gungsleitung, über die eine Vielzahl von Verbrauchern versorgt wird, weitgehend konstant ist, d. h. sich al lenfalls über einige Tage hinweg nennenswert ändern kann und ein sehr genaues Maß für die Temperatur des in der Hauptversorgungsleitung praktisch ständig strömen den Wassers ist, daß weiter das Erdreich in derjenigen Tiefe, in der die Hauptversorgungsleitung und die von dieser zu den einzelnen Verbrauchern führenden Verbrau cher-Anschlußleitungen verlaufen, ebenfalls eine im erläuterten Sinne "konstante" Temperatur hat, die sich in der Regel um einige Grade, z. B. 2 bis 3°C von der Temperatur der Hauptversorgungsleitung unterscheidet, und daß die Temperatur einer als defekt in Betracht kommenden Verbraucher-Anschlußleitung, nachdem über diese längere Zeit kein Wasser entnommen worden ist, einen stationären Wert angenommen hat, der Gleichheit der Temperaturen an der Außenseite dieses Verbraucher- Anschlußrohres und in der an diese unmittelbar angren zenden "Grenzschicht" des Erdreichs entspricht, wird - erfindungsgemäß - in einem ersten Verfahrensschritt kontinuierlich oder "punktweise" in definierten Zeitab ständen der zeitliche Verlauf T (t) der Außentemperatur des Verbraucher-Anschlußrohres gemessen und registriert, der sich während einer Wasserentnahme und in der darauf folgenden Zeitspanne ergibt, die verstreicht, bis diese Temperatur wieder den stationären Wert, der im wesent lichen der Temperatur des angrenzenden Erdreichs ent spricht, erreicht hat. Der hierbei zwischenzeitlich an genommene - niedrigere oder höhere - Extremalwert der Außentemperatur des Verbraucher-Anschlußrohres der nä her bei der Temperatur des Hauptversorgungsrohres liegt, wird - durch Differenzbildung - mit dem der Temperatur des Erdreichs entsprechenden stationären Temperaturwert verglichen und so - näherungsweise - der "Dynamik-Be reich" ermittelt, innerhalb dessen bei vorgegebenen Um gebungsbedingungen die Außentemperatur des Anschlußroh res variiert. In derselben Weise an den weiteren Ver braucher-Anschlußrohren vorgehend, werden die für diese charakteristischen Dynamikbereiche der Anschlußrohr- Temperaturen ermittelt.Assuming that the main supply temperature management, through which a variety of consumers is largely constant, d. H. itself al If necessary, change significantly over a few days can and a very accurate measure of the temperature of the in of the main supply line practically constantly flow the water is that further the earth in that Depth at which the main supply line and that of this consumption leading to individual consumers cher connection lines run, also one in explained meaning "constant" temperature, which is usually by a few degrees, e.g. B. 2 to 3 ° C from the Main supply line temperature differs, and that the temperature is considered a broken one coming consumer connecting line after over no water has been drawn for a long time, has assumed a stationary value, equality the temperatures on the outside of this consumer Connecting pipe and in the directly on this corresponds to the "boundary layer" of the soil - According to the invention - in a first process step continuously or "point by point" at defined times the time course T (t) of the outside temperature measured and registered the consumer connection pipe, which occurs during and during the water extraction following period of time that elapses until this Temperature again the stationary value, which is essentially the temperature of the adjacent soil speaks, has achieved. The meanwhile on taken - lower or higher - extreme value of Outside temperature of the consumer connection pipe nä the temperature of the main supply pipe, becomes - by forming the difference - with that of the temperature corresponding stationary temperature value of the soil compared and so - approximately - the "dynamic loading rich "determined within the given order conditions the outside temperature of the connection pipe res varies. In the same way to the other ver Going to the user connection pipes, they will be used for this characteristic dynamic ranges of the connecting pipe Temperatures determined.
Da der solchermaßen ermittelbare Temperatur-Dynamik-Be reich eines mit einem Leck behafteten Verbraucher-An schlußrohres geringer ist als derjenige eines dichten Verbraucher-Anschlußrohres, ist aus einer vergleichen den Verarbeitung der für die einzelnen Verbraucher-An schlußrohre ermittelten Dynamik-Bereiche ein vorhande nes Leck erkennbar und auch das Anschlußrohr identifi zierbar, an dem das Leck aufgetreten ist.Since the temperature-dynamics-Be Leaked consumer leaked end tube is less than that of a dense Consumer connecting pipe, is from a compare the processing of for individual consumers tail pipes determined an existing dynamic range A leak can be seen and the connection pipe identifi ed where the leak occurred.
Wird bei den vor zunehmenden Temperaturmessungen vorge gangen, wie gemäß Anspruch 2 vorgesehen, wonach die Wasserentnahme so lange erfolgt, bis sich - unter den angegebenen Randbedingungen - die Temperatur des in der Hauptversorgungsleitung strömenden Wassers als statio näre Extremaltemperatur der Verbraucher-Anschlußleitung ergibt und anschließend die Wasserentnahme über die zu prüfende Verbraucher-Anschlußleitung so lange unter bleibt, bis diese wieder auf den stationären Wert der Temperatur gelangt ist, der bei intakter Leitung im we sentlichen der Erdreich-Temperatur entspricht, bei de fekter Leitung einem hiervon signifikant verschiedenen, zwischen der Temperatur des Erdreichs und der Tempera tur der Hauptversorgungsleitung liegenden Temperatur wert entspricht, so genügt es im Normalfall, die dies bezüglichen Messungen jeweils nur einmal durchzuführen, so daß schon nach einer relativ kurzen Gesamt-Meßzeit ein zuverlässiges Ergebnis zur Verfügung steht. Is featured in the increasing temperature measurements went as provided according to claim 2, after which the Water is withdrawn until - under the specified boundary conditions - the temperature of the in the Main supply line of flowing water as a statio Extreme extreme temperature of the consumer connection line results and then the water withdrawal via the testing consumer connection line for so long remains until it returns to the stationary value of the Temperature has reached, which in the we considerably corresponds to the temperature of the ground, at de perfect management of a significantly different, between the temperature of the soil and the tempera temperature of the main supply line value, it is normally sufficient that this carry out measurements only once, so that after a relatively short total measuring time a reliable result is available.
Wird für sämtliche der an verschiedenen Verbraucher- Anschlußleitungen vorzunehmenden Temperatur/Zeit-Ver laufsmessungen jeweils derselbe Temperatursensor ver wendet, so braucht dieser nicht geeicht zu sein, sofern gewährleistet ist, daß das Temperatur-Antwort-Verhalten des Sensors nicht zeitlichen Schwankungen unterliegt, was bei dem Stand der Technik entsprechenden Sensoren in hinreichendem Maße vorausgesetzt werden kann.Is used for all of the different consumer Connection lines temperature / time ver run measurements the same temperature sensor applies, this need not be calibrated, provided it is guaranteed that the temperature-response behavior the sensor is not subject to fluctuations in time, what sensors corresponding to the state of the art can be assumed to a sufficient extent.
Bei Verwendung nur eines einzigen Temperatursensors für sämtliche Messungen kann die für diese insgesamt benö tigte Meßzeit dadurch in einem weitestmöglichen Maß re duziert werden, daß zuerst in aufeinanderfolgenden Mes sungen die bei Wasserentnahme über die einzelnen Ver braucher-Anschlußleitungen erreichbaren stationären Temperaturwerte gemessen werden und anschließend die stationären Temperaturwerte, die sich für Nicht-Entnah me ergeben.When using only a single temperature sensor for all measurements can be used for these in total the measurement time thereby as far as possible be induced that first in successive Mes solutions for water extraction via the individual ver Accessible stationary user lines Temperature values are measured and then the stationary temperature values, which are for non-removal me surrender.
Auch bei der mit minimalem Meßzeitbedarf verknüpften Art der Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 4 ist es nicht notwendig, geeichte Temperatursensoren zu verwenden, jedoch sollten diese dieselbe Empfindlich keit (Änderung des Ausgangssignals pro Temperaturein heit) haben, damit die mittels je eines Sensors ermit telten Temperatur-Dynamik-Bereiche unmittelbar ver gleichbar sind. Zumindest sollte die Empfindlichkeit der einzelnen Sensoren genau bekannt sein.Even with the associated with minimal measurement time requirement Method of carrying out the method according to claim 4 it is not necessary to calibrate temperature sensors use, however, these should be the same sensitive speed (change of the output signal per temperature unit) so that they can be determined by means of one sensor each immediately communicate temperature-dynamic ranges are comparable. At least the sensitivity should be of the individual sensors.
Durch eine dem Anspruch 5 entsprechende Art der Durch führung des Verfahrens wird eine hinreichende Meßgenau igkeit bzw. Nachweisempfindlichkeit auch dann erreicht, wenn das Verbraucherverhalten nicht auf die Messungen abgestimmt werden kann.By a type of through corresponding to claim 5 The procedure is sufficiently accurate reached or sensitivity to detection also achieved if consumer behavior is not based on the measurements can be coordinated.
Anhand gemäß Anspruch 6 durchgeführter zusätzlicher Temperaturmessungen ist erkennbar, mit welcher Empfind lichkeit das Leckerkennungsverfahren im jeweiligen Meß zeitraum genutzt werden kann.Based on additional performed according to claim 6 Temperature measurements can be seen with what sensitivity the leak detection method in the respective measurement period can be used.
Anhand gemäß Anspruch 7 zu ermittelnder Vergleichsdaten ist ermittelbar, inwieweit die Umgebungsbedingungen an verschiedenen Meßstellen voneinander abweichen und/oder sich verändern.On the basis of comparison data to be determined according to claim 7 can be determined to what extent the environmental conditions different measuring points differ from each other and / or change.
Durch eine dem Anspruch 8 entsprechende Vorgehensweise ist zu jeder Zeit des Jahres eine Mindestempfindlich keit des Leckerkennungs-Verfahrens erreichbar.By a procedure corresponding to claim 8 is a minimum sensitive at any time of the year Leak detection method can be achieved.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 ist ihrem grundsätz lichen Aufbau nach eine insbesondere für einen mobilen Einsatz geeignete Anordnung zur Anwendung des erfin dungsgemäßen Verfahrens angegeben, die durch die Merk male der Ansprüche 10 bis 12 in schaltungs- und steue rungstechnischer Hinsicht näher spezifiziert ist, wäh rend die sich durch einen schaltungstechnisch besonders einfachen Aufbau auszeichnende weitere Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Ansprüchen 13 und 14 im Hinblick auf eine feste Instal lation konzipiert ist, die schon bei der Erstellung des Netzes zu dessen permanenter Überwachung vorgesehen wird.By the features of claim 9 is its principle Liche structure in particular for a mobile Use suitable arrangement for applying the invent according to the method specified by the Merk male of claims 10 to 12 in circuit and control is technically specified, wäh rend which is special in terms of circuitry simple structure distinguished further arrangement for Implementation of the method according to the Claims 13 and 14 with regard to a fixed installation lation is designed, which is already in the creation of the Network provided for its permanent monitoring becomes.
Mittels gemäß Anspruch 15 gestalteter Wärmekontakt blöcke, zu deren thermisch gut leitender Fixierung an den Verbraucher-Anschlußrohren gemäß Anspruch 16 ein fach gestaltete Klemmvorrichtungen geeignet sind, sind die Temperatursensoren mit gutem Wärmekontakt zu den Anschlußrohren an diesen bequem festlegbar.By means of thermal contact designed according to claim 15 blocks for their thermally highly conductive fixation the consumer connecting pipes according to claim 16 professionally designed clamping devices are suitable the temperature sensors with good thermal contact to the Connection pipes can be easily fixed on these.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für Wasserversorgungsnetze geeignet, bei denen mindestens zwei, meist vier Verbraucher-Anschlußrohre innerhalb eines von oben her zugänglichen Schachts, in dem auch ein Hydrant angeordnet ist, an die Hauptversorgungslei tung angeschlossen sind, so daß die Meßstellen ohne zu sätzliche Vorbereitungs-Arbeiten in dem Schacht unter gebracht werden können.The method according to the invention is particularly for Suitable water supply networks where at least two, usually four consumer connection pipes within a shaft accessible from above, in which also a hydrant is arranged to the main supply line device are connected so that the measuring points without too additional preparatory work in the shaft below can be brought.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Erkennung eines in einer Hauptwasserleitung aufgetretenen Lecks ausgenutzt werden, da sich in einem stromab von einem Leck angeordneten Abschnitt der Hauptversorgungsleitung stets ein größerer Dynamikbereich ΔT ihrer Temperatur ergibt als in dem stromauf von dem Leck angeordneten Teil derselben.The method according to the invention can also be used for detection a leak in a main water pipe can be exploited, as in a downstream of one Leakage section of the main supply line always a larger dynamic range ΔT of their temperature results as being located in the upstream of the leak Part of the same.
Da generell das Auftreten eines Lecks in einer wasser führenden Leitung - Hauptversorgungs- und/oder Hausan schlußleitung - den Dynamikbereich ΔT, innerhalb dessen die Leitungstemperatur als Folge von Wasserentnahmen variieren kann, auf einen niedrigeren Wert reduziert und dadurch den zeitlichen Verlauf der Leitungstempera tur träge werden läßt, diesen gleichsam "glättet", kann ein Leck auch daran erkannt werden, daß bei einer wäh rend einer Zeitspanne definierten Dauer für eine leck behaftete Leitung des Netzes aufgenommenen Temperatur- Verlaufskurve T(t) die Zahl der Extremalwerte der Tem peratur - der absoluten und der relativen Maxima und Minima - signifikant niedriger ist als bei einer wäh rend derselben Zeitspanne für eine dichte Lichtung des Netzes aufgenommenen Temperatur-Verlaufskurve.Because generally the occurrence of a leak in a water leading line - main supply and / or house final line - the dynamic range ΔT, within which the pipe temperature as a result of water withdrawals may vary, reduced to a lower value and thereby the course of the line temperature over time can become sluggish, "smoothes" it, as it were a leak can also be recognized by the fact that at a Defined duration for a leak over a period of time affected line of the network recorded temperature Curve T (t) the number of extreme values of the tem temperature - the absolute and relative maxima and Minima - is significantly lower than with a wah same period for a dense clearing of the Network recorded temperature curve.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele zu seiner Durchführung geeigneter Meßanordnungen in wei tergehenden Einzelheiten erläutert. Es zeigenThe method according to the invention is described below embodiments shown in the drawing its implementation of suitable measuring arrangements in white ing details explained. Show it
Fig. 1 einen Teil eines Trinkwasser-Versorgungsnetzes, bei dem Verbraucher-Anschlußrohre innerhalb ei nes begehbaren Schachts an die Hauptversorgungs leitung des Netzes angeschlossen sind; Figure 1 shows a part of a drinking water supply network, in which consumer connecting pipes are connected to the main supply line of the network within a walk-in shaft.
Fig. 2 Verlaufskurven für die Außentemperaturen der Verbraucher-Anschlußrohre des Netzes gemäß Fig. 1, wenn eines der Rohre mit einem Leck behaftet ist, zur Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Leckerkennung; FIG. 2 shows progress curves of the outer temperatures of the consumer connection pipes of the network of Figure 1, when one of the tubes is associated with a leak, for explaining a method of the invention for leakage detection.
Fig. 3 eine erste Meßanordnung zur Durchführung des Leckerkennungsverfahrens in schematisch verein fachter Blockschaltbild-Darstellung; Fig. 3 shows a first measuring arrangement for carrying out the leak detection method in a schematically simplified block diagram representation;
Fig. 4 eine einfache Vorrichtung zur Befestigung von Temperatursensoren der Meßanordnung gemäß Fig. 3 an den Verbraucher-Anschlußrohren des Netzes gemäß Fig. 1; . Fig. 4 is a simple device for fixing temperature sensors of the measuring arrangement of Figure 3 to the consumer-connection tubes of the network of FIG. 1;
Fig. 4a eine spezielle Gestaltung eines als Träger ei nes der Temperatursensoren vorgesehenen Wärme kontaktblocks und Fig. 4a shows a special design of a heat contact block provided as a carrier egg nes the temperature sensors and
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Meßan ordnung zur Leckerkennung in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung. Fig. 5 shows another embodiment of a Meßan arrangement for leak detection in a representation corresponding to FIG. 3.
Für den in der Fig. 1 dargestellten Teil eines insge samt mit 10 bezeichneten Trinkwasser-Versorgungsnetz es ist - zum Zweck der Erläuterung - angenommen, daß über diesen Teil des Netzes 10 vier Gebäude - Wohneinhei ten - 11, 12, 13 und 14 versorgt werden, die über je eine mittels eines Schiebers 16, 17, 19 oder 18 absperrbare Haus-Anschlußleitung 21 bis 24 sowie ein Anschlußstück 27 an eine Haupt-Versorgungsleitung 28, gegen diese ab sperrbar, angeschlossen sind, über das auch ein Hydrant 26 an die Hauptversorgungsleitung 28 angeschlossen ist, wobei davon ausgegangen ist, daß der Hydrant 26 und die den einzelnen Wohneinheiten 11 bis 14 zugeordneten Schieber 16 bis 19 einschließlich der an diese ange schlossenen Endabschnitte der Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24 in einem Schacht 31, z. B. von oben her, zugäng lich angeordnet sind. Es ist weiter angenommen, daß die zu der Wohneinheit 13 führende Haus-Anschlußleitung 23 mit einem schematisch angedeuteten Leck 29 behaftet ist, über das Wasser in das umgebende Erdreich austritt, in dem die Haus-Anschlußleitung 23 in einer Tiefe von etwa 1,2 Metern vergraben ist.For the part of a total of 10 designated drinking water supply network shown in FIG. 1, it is assumed - for the purpose of explanation - that over this part of the network 10 four buildings - residential units - 11 , 12 , 13 and 14 are supplied , each of which can be shut off by means of a slide 16 , 17 , 19 or 18 lockable house connection line 21 to 24 and a connector 27 to a main supply line 28 , can be locked against this, via which a hydrant 26 to the main supply line 28 is connected, it being assumed that the hydrant 26 and the individual residential units 11 to 14 associated slider 16 to 19 including the connected to these end sections of the house connecting lines 21 to 24 in a shaft 31 , z. B. from above, are arranged accessible. It is further assumed that the house connection line 23 leading to the residential unit 13 has a schematically indicated leak 29 , via which water emerges into the surrounding earth, in which the house connection line 23 is at a depth of approximately 1.2 meters is buried.
Zur Erkennung des Lecks 29 wird gemäß einer Variante eines auf der Basis von Temperaturmessungen basierenden Verfahrens unter Verwendung eines einzigen elektroni schen Temperatur-Sensors 32, der ein für die Meßtempe ratur charakteristisches, registrierbares elektrisches Ausgangssignal erzeugt, wie folgt vorgegangen, wobei zur Erläuterung der Verfahrensweise auch auf die Fig. 2 Bezug genommen sei.To detect the leak 29 is carried out according to a variant of a method based on temperature measurements using a single electronic temperature sensor 32 , which generates a characteristic of the measuring temperature, registerable electrical output signal, as follows, with an explanation of the procedure also to FIGS. 2 reference is made.
Zunächst wird für definierte Meßzeitspannen TM21, TM24, TM22 und TM23, - gleicher Dauer -, innerhalb derer eine Mehrzahl von Wasserentnahmen über die einzelnen Haus- Anschlußleitungen 21 bis 24 zu erwarten ist, für jede derselben der durch die Temperatur-Verlaufskurven 36 bis 39 des Diagramms der Fig. 2 repräsentierte T/t-Ver lauf gemessen und registriert bzw. in einem später aus wertbaren Format elektronisch gespeichert.First, for defined measuring time periods T M21 , T M24 , T M22 and T M23 , - of the same duration - within which a plurality of water withdrawals via the individual house connecting lines 21 to 24 are to be expected, for each of them by the temperature curve 36 to 39 of the diagram of FIG. 2 represented T / t curve measured and registered or electronically stored in a format that can later be used.
Zweckmäßigerweise wird hierbei, nachdem zunächst die Temperatur-Verlaufsmessung an beispielsweise der Haus- Anschlußleitung 21 als erster Messung durchgeführt wor den war, daraufhin die Temperatur-Verlaufsmessung an der "gegenüberliegenden" Haus-Anschlußleitung 24 durch geführt, die - über ihren zugeordneten Schieber 19 - an das mit der Hauptversorgungsleitung 28 verbundene An schlußstück 27 angeschlossen ist, wie auch die als er ste überwachte Haus-Anschlußleitung 21, die über ihren Schieber 16 an ebenfalls an dieses Anschlußstück 27 und damit auch an die Hauptversorgungsleitung 28 angeschlos sen ist.Appropriately, after the temperature profile measurement has been carried out on the house connection line 21 as the first measurement, the temperature profile measurement is then carried out on the “opposite” house connection line 24 , which - via its assigned slide 19 - to the connection to the main supply line 28 connected to the connecting piece 27 , as well as the house line 21 monitored as he ste, which is also connected to this connecting piece 27 and thus also to the main supply line 28 via its slide 16 .
Ergibt ein hiernach durchgeführter, erster - vorläufi ger - Vergleich der Temperaturverlaufskurven 36 und 37, daß diese zwischen denselben Extremalwerten TmaxU und TminW variieren, so ist dies, statistisch gesehen, in erster Linie ein Indiz dafür, daß an keiner der beiden Haus-Anschlußleitungen 21 und 24 ein Leck vorliegt und in zweiter Linie, die statistisch weit unwahrscheinli cher ist, daß beide Haus-Anschlußleitungen 21 und 24 mit einem Leck exakt der Seitengröße behaftet sind.If a first - preliminary - comparison of the temperature curve 36 and 37 carried out afterwards shows that these vary between the same extreme values T maxU and T minW , this is, statistically speaking, primarily an indication that neither of the two house Leads 21 and 24 have a leak and in the second place, which is statistically far less likely that both house leads 21 and 24 have a leak with exactly the same page size.
Um eine Entscheidungsmöglichkeit zu gewinnen, wird da her eine dritte Messung durchgeführt, z. B. an der zwei ten, gemäß Fig. 1 linken Haus-Anschlußleitung 22, die über den Schieber 17 und das Anschlußstück 27 an die Hauptversorgungsleitung 28 angeschlossen ist, an die über dieses sowie über den Schieber 18 auch die An schlußleitung 23 angeschlossen ist, die zu der weiteren Wohneinheit 13 auf der gegenüberliegenden Straßenseite führt.In order to gain a decision, a third measurement is carried out, e.g. B. on the two ten, as shown in FIG. 1 left house connection line 22 , which is connected via the slide 17 and the connector 27 to the main supply line 28 , to which this and the slide 18 and the connection line 23 is connected, which leads to the further residential unit 13 on the opposite side of the street.
Variiert die Temperaturverlaufskurve 38, die durch die dritte Messung gewonnen worden ist, wiederum zwischen denselben Extremalwerten TmaxU und TminW, zwischen de nen auch die Temperaturverlaufskurven 36 und 37, die durch die erste und zweite Messung ermittelt worden sind, variieren, so ist dies mit hoher Wahrscheinlich keit ein Indiz dafür, daß an keiner der bislang über prüften Haus-Anschlußleitungen 21, 24 und 22 ein Leck vorhanden ist, da die Wahrscheinlichkeit dafür, daß an sämtlichen der drei schon überprüften Haus-Anschlußlei tungen 21, 24 und 22 ein Leck genau derselben Größe vor liegt, sehr gering ist.If the temperature profile curve 38 , which was obtained by the third measurement, in turn varies between the same extreme values T maxU and T minW , between which the temperature profile curves 36 and 37 , which were determined by the first and second measurement, vary, then this is so there is a high probability that there is a leak at none of the house connecting lines 21 , 24 and 22 tested so far, since the probability that all of the three house connecting lines 21 , 24 and 22 already checked will occur Leak is exactly the same size, is very small.
Als nächstes wird nunmehr für die letzte der noch nicht überprüften Haus-Anschlußleitungen 23 für die genannte Meßzeitspanne TM der an dieser sich ergebende Tempera turverlauf 39 gemessen.Next, for the last of the house connection lines 23 which have not yet been checked, the temperature curve 39 resulting from this is measured for the measurement period T M mentioned.
Ergibt diese Messung, daß die Temperaturdifferenz δT zwischen der Maximaltemperatur TmaxL und der Minimal temperatur TminW, zwischen denen die Extremalwerte der Temperatur-Verlaufskurve 39 variieren, geringer ist als die Temperaturdifferenz ΔT, zwischen denen die Maxi malwerte TmaxU und TminW der Verlaufskurven 36, 37 und 38 variieren, so ist dies ein sicheres Indiz dafür, daß die zu der "dritten" Wohneinheit 13 führende Haus-An schlußleitung 23 mit einem Leck 29 behaftet ist.This measurement shows that the temperature difference δT between the maximum temperature T maxL and the minimum temperature T minW , between which the extreme values of the temperature curve 39 vary, is less than the temperature difference ΔT, between which the maximum values T maxU and T minW of the curves 36 , 37 and 38 vary, so this is a sure indication that the leading to the "third" residential unit 13 house connection line 23 is affected by a leak 29 .
Dies gilt sowohl dann, wenn, was in den wärmeren Mona ten eines Jahres der Fall ist, die Temperatur des Was sers in der Hauptversorgungsleitung 28 niedriger ist als die mittlere Temperatur des Wassers, die sich in den Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24 einstellt, wenn über diese Wasser nicht entnommen wird, als auch dann, wenn, was in den kühleren Monaten des Jahres der Fall ist, die Temperatur in der Hauptversorgungsleitung 28 höher ist als die in den Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24 sich einstellende mittlere Temperatur, wenn über diese Wasser nicht entnommen wird.This applies both when, as is the case in the warmer months of a year, the temperature of the water in the main supply line 28 is lower than the average temperature of the water which arises in the house connecting lines 21 to 24 when water is not withdrawn via this water, and also if, as is the case in the cooler months of the year, the temperature in the main supply line 28 is higher than the average temperature which arises in the house connection lines 21 to 24 , if above this Water is not removed.
Das insoweit erläuterte Verfahren führt sehr viel schneller, nämlich innerhalb einer einzigen Meßzeit spanne TM zu dem genannten Ergebnis, wenn gleichzeitig an allen vier Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24 die in nerhalb dieser Zeitspanne TM mit einer Wasserentnahme verknüpften Temperatur-Verlaufskurven 36 bis 39 gemes sen werden.The method explained so far leads much more quickly, namely within a single measuring period T M to the above-mentioned result, if at the same time all of the four house connecting lines 21 to 24 have the temperature-profile curves 36 to 39 associated with water extraction within this period T M be measured.
Zu einer qualitativen Erläuterung der in der Fig. 2 dargestellten T/t-Verlaufskurven 36 bis 39 sei davon ausgegangen, daß das Erdreich, in dem die Haus-Anschluß leitungen 21 bis 24 verlegt sind, eine etwas höhere Temperatur hat als das durch die Hauptversorgungslei tung 28 fließende Wasser, das wegen zahlreicher Entnah men von Wasser aus dem Netz 10 relativ rasch durch die Hauptversorgungsleitung strömt und daher, bis es zum Verbraucher gelangt ist, die Umgebungstemperatur, wenn diese signifikant, z. B. 2° höher ist, nicht annehmen kann. Das in einer einzelnen der Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24, über die nur relativ selten eine Wasserent nahme erfolgt, entsprechend länger "stehen" bleibende Wasser hat jedoch gleichsam "Zeit", Wärme aus der Umge bung durch Wärmeleitung aufzunehmen, so daß seine Tem peratur - mindestens annähernd - bis auf die Umgebungs temperatur TmaxU ansteigen kann. In der Haus-Anschluß leitung 21 sei diese Temperatur im Zeitpunkt t₁ der T/t-Verlaufskurve 36 erreicht. Eine im Zeitpunkt t₂ beginnende Wasserentnahme in der Wohneinheit 11, die dazu führt, daß relativ warmes Wasser über die Haus- Anschlußleitung 21 entnommen wird und in diese kälteres Wasser aus der Hauptversorgungsleitung 28 nachströmt, hat dann zur Folge, daß die Wassertemperatur in der Haus-Anschlußleitung 21, die mittels des Temperatur- Sensors 32 überwacht wird, wobei als Maß für die Was sertemperatur die Außentemperatur der Haus-Anschlußlei tung 21 genommen wird, absinkt, wie durch den ersten abfallenden Ast 43 der T/t-Verlaufskurve 36 repräsen tiert. Wird hierbei relativ viel Wasser entnommen, z. B. die Füllmenge einer Badewanne von etwa 100 Litern, so sinkt die Wassertemperatur in der Haus-Anschlußleitung 21 bis auf die in der Hauptversorgungsleitung 28 gege bene Temperatur TminW ab, welche die untere Grenze der möglichen Wassertemperaturen in den Haus-Anschlußlei tungen 21 bis 24 markiert. Nach Beendigung der Wasser entnahme steigt die Wassertemperatur in der Haus-An schlußleitung 21 unmittelbar wieder an, wie durch den ersten ansteigenden Ast 44 der T/t-Verlaufskurve 36 repräsentiert. Erfolgt wenig später, z. B. im Zeitpunkt t₃ wieder eine Wasserentnahme, so sinkt die Temperatur an der Haus-Anschlußleitung 21 wieder ab, wie durch den zweiten abfallenden Ast 46 der T/t-Verlaufskurve darge stellt. War diese Wasserentnahme nur geringfügig, so wird die Minimaltemperatur TminW nicht erreicht, son dern es tritt alsbald wieder ein Temperaturanstieg 44′ ein, der, wenn die nächste Entnahme deutlich später er folgt, wieder bis zum Maximalwert TmaxU führen kann. Der Variationsbereich - Dynamikbereich - ΔT, inner halb dessen die an der Haus-Anschlußleitung 21 meßbaren Temperaturwerte variieren können, ist somit - im we sentlichen - durch die Umgebungstemperatur im Erdreich als oberem Grenzwert TmaxU und die Wassertemperatur in der Hauptversorgungsleitung 28 als unterem Grenzwert TminW eingegrenzt.For a qualitative explanation of the T / t curves 36 to 39 shown in FIG. 2, it can be assumed that the soil in which the house connection lines 21 to 24 are laid has a somewhat higher temperature than that caused by the main supply line device 28 flowing water, which flows relatively quickly through the main supply line due to numerous withdrawals of water from the network 10 and therefore, until it reaches the consumer, the ambient temperature, if this significant, z. B. is 2 ° higher, can not accept. That in a single one of the house connecting lines 21 to 24 , over which water removal only takes place relatively rarely, correspondingly longer "stand", but still water has "time" to absorb heat from the environment by conduction, so that its temperature - At least approximately - can rise to the ambient temperature T maxU . In the house connection line 21 , this temperature was reached at the time t 1 of the T / t curve 36 . A water tapping in the residential unit 11 which begins at the time t 2 and which leads to relatively warm water being drawn off via the house connecting line 21 and flowing into this colder water from the main supply line 28 has the consequence that the water temperature in the house Connection line 21 , which is monitored by means of the temperature sensor 32 , the device being taken as a measure of what the outside temperature of the house connection line 21 decreases, as represented by the first falling branch 43 of the T / t curve 36 . If a relatively large amount of water is removed, e.g. B. the filling amount of a bathtub of about 100 liters, the water temperature in the house connection line 21 drops to the given in the main supply line 28 temperature T minW from which the lower limit of the possible water temperatures in the house connection lines 21 to 24 marked. After the end of the water withdrawal, the water temperature in the house connection line 21 rises again immediately, as represented by the first rising branch 44 of the T / t curve 36 . Takes place a little later, e.g. B. at the time t₃ again a water withdrawal, the temperature at the house connection line 21 drops again, as represented by the second falling branch 46 of the T / t curve Darge. If this water withdrawal was only marginal, then the minimum temperature T minW is not reached, but instead a temperature rise 44 ′ occurs again, which, if the next withdrawal takes place significantly later, can again lead to the maximum value T maxU . The range of variation - dynamic range - .DELTA.T, within which the temperature values measurable on the house connection line 21 can vary, is - essentially - by the ambient temperature in the ground as the upper limit value T maxU and the water temperature in the main supply line 28 as the lower limit value T. minW limited.
Ist jedoch, wie für die Haus-Anschlußleitung 23 der dritten Wohneinheit 13 angenommen, ein Leck 29 vorhan den, über das ständig Wasser in das die Haus-Anschluß leitung 23 umgebende Erdreich abströmen kann, so stellt sich auch dann, wenn in der Wohneinheit 13 eine Wasser entnahme nicht erfolgt, als oberer Grenzwert TmaxL, den die Temperatur an der Haus-Anschlußleitung 23 nicht mehr überschreiten kann, eine Gleichgewichtstemperatur ein, die zwischen der Wassertemperatur TminW in der Hauptversorgungsleitung 28 und der Umgebungstemperatur TmaxU liegt, mit der Folge, daß der für die defekte Haus-Anschlußleitung 29 mögliche Dynamikbereich δT deutlich kleiner ist als der Dynamikbereich ΔT einer dichten Haus-Anschlußleitung.However, as assumed for the house connection line 23 of the third residential unit 13 , a leak 29 existing, through which water can continuously flow into the soil surrounding the house connection line 23 , it also arises when in the residential unit 13 a water withdrawal does not take place, as an upper limit T maxL , which the temperature at the house connection line 23 can no longer exceed, an equilibrium temperature which lies between the water temperature T minW in the main supply line 28 and the ambient temperature T maxU , with the result that the dynamic range δT possible for the defective house connection line 29 is significantly smaller than the dynamic range ΔT of a dense house connection line.
Das insoweit erläuterte Verfahren erlaubt daher, ohne daß Absolutmessungen von Temperaturen erforderlich sind, anhand einer Erfassung der Dynamikbereiche ΔT und δT, innerhalb derer bei einer dichten Haus-An schlußleitung 23 deren Temperatur bzw. bei einer Leck behafteten Haus-Anschlußleitung deren Temperatur über mehrere Wasserentnahmen hinweg variieren kann, das Vor handensein eines Lecks eindeutig zu erkennen.The method explained so far therefore allows, without the need for absolute measurements of temperatures, based on a detection of the dynamic ranges ΔT and δT, within which in a dense house connection line 23 whose temperature or in a leaked house connection line whose temperature over several water withdrawals can vary to clearly identify the presence of a leak.
Ist ein solches Leck 29 schon vorhanden, bevor mit den Temperaturmessungen begonnen werden konnte, so ist für seine eindeutige Identifizierung mindestens eine Ver gleichsmessung mit einer nicht beschädigten Haus-An schlußleitung 21 und/oder 22 und/oder 24 erforderlich.If such a leak 29 already exists before the temperature measurements could be started, then at least one comparison measurement with an undamaged house connection line 21 and / or 22 and / or 24 is required for its unambiguous identification.
Eine solche Vergleichsmessung kann im Prinzip auch aus einer relativ weit entfernten Meßstelle, z. B. an einer in einem weiten Schacht 31 an die Hauptversorgungslei tung 28 angeschlossenen Haus-Anschlußleitung erfolgen.In principle, such a comparison measurement can also be carried out from a relatively distant measuring point, e.g. B. in a wide shaft 31 connected to the Hauptversorgungslei device 28 house connection line.
Ist an einer Haus-Anschlußleitung ein deren Temperatur überwachender Temperatur-Sensor 32 permanent instal liert, so kann schon allein aus einer innerhalb kurzer Zeit erfolgenden Änderung des Dynamikbereiches von ei nem Wert ΔT auf einen kleineren Wert δT das Auftre ten eines Lecks zuverlässig erkannt werden.If a temperature-monitoring temperature sensor 32 is permanently installed on a house connection line, the occurrence of a leak can be reliably detected from a change in the dynamic range from a value ΔT to a smaller value δT within a short time.
Das geschilderte Verfahren ist sehr empfindlich und er laubt unter einer als typisch anzusehenden Nebenbedin gung, daß der Temperaturunterschied ΔT zwischen dem die Haus-Anschlußleitungen 21 bis 24 umgebenden Erd reich und der Wassertemperatur in der Hauptversorgungs leitung etwa 2° beträgt, noch einen eindeutigen Nach weis eines Lecks, das mit einem Leckverlust von nur 1 m³/Tag behaftet ist.The described method is very sensitive and he leaves under a typical to be regarded as a condition that the temperature difference ΔT between the house connecting lines 21 to 24 surrounding earth and the water temperature in the main supply line is about 2 °, a clear evidence a leak with a leakage loss of only 1 m³ / day.
Um vorab eine Information darüber zu gewinnen, welche Nachweisempfindlichkeit für das Dynamik-Bereich-Meßver fahren zu erwarten ist, wird in einer Tiefe, in der die Hausanschlußrohre 21 bis 24 verlegt sind, und in einem Bereich, von dem vermutet werden kann, daß dort kein Leck in der Nähe ist, die Temperatur des Erdreichs ge messen, desgleichen an einer zugänglichen Stelle, z. B. im Bereich des Hydranten 26 die Temperatur, auf der sich die Hauptversorgungsleitung 28 befindet, da diese Temperaturen in sehr guter Näherung ein Maß für die Temperatur TmaxU und die Temperatur TminW sind, durch die - bei intakter Hausanschlußleitung - der Dynamikbe reich ΔT bestimmt ist, innerhalb dessen die Tempera turen der Hausanschlußleitungen 21 bis 24 allenfalls variieren können.In order to obtain information in advance as to which detection sensitivity is to be expected for the dynamic range measuring method, is in a depth in which the house connection pipes 21 to 24 are laid and in an area which can be assumed to be there there is no leak nearby, measure the temperature of the ground, likewise at an accessible location, e.g. B. in the area of the hydrant 26, the temperature at which the main supply line 28 is located, since these temperatures are a very good approximation of the temperature T maxU and the temperature T minW , through which - with the house connection line intact - the dynamic range ΔT is determined, within which the tempera tures of the house connection lines 21 to 24 may vary.
Soweit für die Messung der Temperatur des Erdreichs und die Messung der Temperatur der Hauptversorgungsleitung 28 jeweils derselbe Temperatursensor benutzt wird, was ohne weiteres möglich ist, da beide Temperaturen TmaxU und TminW zumindest über einen Tag hinweg als weitge hend konstant angenommen werden können, so braucht die ser Temperatursensor nicht einmal geeicht zu sein, da für die Empfindlichkeit des Meßverfahrens lediglich die erfaßbare Temperaturdifferenz ΔT von Bedeutung ist, wobei die Empfindlichkeit des insoweit erläuterten Meß verfahrens umso besser ist, je größer diese Temperatur differenz ΔT ist.As far as the same temperature sensor is used for the measurement of the temperature of the soil and the measurement of the temperature of the main supply line 28 , which is readily possible since both temperatures T maxU and T minW can be assumed to be largely constant at least over a day, so This temperature sensor does not even need to be calibrated, since only the detectable temperature difference ΔT is important for the sensitivity of the measuring method, the sensitivity of the measuring method explained so far the better, the greater this temperature difference ΔT.
Ist das nachzuweisende Leck 29 relativ groß, mit der Folge, daß die Temperatur TmaxL der leckbehafteten Haus anschlußleitung 23 sich nur wenig von der Temperatur TminW der Hauptversorgungsleitung 28 unterscheidet, so kann es für den Nachweis des Lecks 29 schon ausreichend sein, wenn die Temperaturen TmaxU bzw. TmaxL der jewei ligen Hausanschlußleitungen 21, 22 und 24 bzw. 23 je weils nach einer Zeitspanne gemessen werden, innerhalb derer eine Wasserentnahme über diese Hausanschlußlei tung 21 bis 24 über eine längere Zeitspanne nicht er folgt ist und daher davon ausgegangen werden kann, daß die Temperaturen der überwachten Hausanschlußleitungen 21 bis 24 jeweils ihrem stationären Wert TmaxU bzw. TmaxL angenommen haben.If the leak 29 to be detected is relatively large, with the result that the temperature T maxL of the leaky house connection line 23 differs only slightly from the temperature T minW of the main supply line 28 , it may be sufficient for the detection of the leak 29 if the Temperatures T maxU or T maxL of the respective house connection lines 21 , 22 and 24 or 23 are each measured after a period of time within which a water withdrawal via this house connection line 21 to 24 has not occurred over a longer period of time and is therefore assumed it can be seen that the temperatures of the monitored house connection lines 21 to 24 have each assumed their stationary value T maxU or T maxL .
Ergibt dieser Vergleich, daß drei dieser Temperaturen, beim angenommenen Erläuterungsbeispiel die Temperaturen der Anschlußleitungen 21, 22 und 24 denselben, relativ hohen Wert TmaxU haben und nur die Temperatur der An schlußleitung 23 signifikant niedriger ist, so ist schon durch eine solche - einfache - Messung die Haus anschlußleitung 23 identifizierbar, an der das Leck 29 vorliegt.If this comparison shows that three of these temperatures, in the assumed explanatory example the temperatures of the connecting lines 21 , 22 and 24 have the same, relatively high value T maxU and only the temperature of the connecting line 23 is significantly lower, then such a - simple - Measurement of the house connection line 23 identifiable, at which the leak 29 is present.
Auch solche Vergleichs-Messungen können mit einem ein zigen, nicht geeichten Temperatursensor 32 durchgeführt werden, wenn dieser hinreichend rasch von Meßstelle zu Meßstelle umsetzbar ist, was zumindest dann der Fall ist, wenn die einzelnen Hausanschlußleitungen 21 bis 24, wie für das Erläuterungsbeispiel gemäß Fig. 1 vor ausgesetzt, in dem Schacht 31 relativ bequem zugänglich sind.Such comparison measurements can also be carried out with a single, non-calibrated temperature sensor 32 if this can be implemented sufficiently quickly from measuring point to measuring point, which is at least the case when the individual house connection lines 21 to 24 , as for the explanatory example according to FIG . 1 are relatively easily accessible before exposed in the well 31st
Wird andererseits gleichzeitig an sämtlichen vier Haus anschlußleitungen deren Temperatur gemessen, so kann die Meßzeit TM dadurch minimiert werden, daß mit den Anwohnern verabredet wird, zu einer bestimmten Zeit über ihren jeweiligen Hausanschluß eine definierte Was sermenge zu entnehmen, die ausreichend ist, um die Hausanschlußleitungen 21 bis 24 auf ihre in guter Nähe rung mit der Temperatur des Wassers in der Hauptversor gungsleitung 28 übereinstimmende Minimaltemperatur TminW zu bringen und anschließend für eine Zeitspanne, die ausreicht, die Temperatur der Hauptanschlußleitun gen 21 bis 24 wieder auf ihre jeweilige Maximaltempera tur TmaxU bzw. TmaxL ansteigen zu lassen, kein Wasser zu entnehmen.If, on the other hand, the temperature of all four house connection lines is measured at the same time, the measuring time T M can be minimized by arranging with the residents to take a defined quantity of water from their respective house connection at a certain time, which is sufficient to cover the Bring house connection lines 21 to 24 to their in good proximity with the temperature of the water in the main supply line 28 corresponding minimum temperature T minW and then for a period of time which is sufficient to bring the temperature of the main connection lines 21 to 24 back to their respective maximum temperature T to let maxU or T maxL rise, no water to be taken.
Soweit eine derartige Verabredung mit den Anwohnern nicht erreichbar ist, kann das Leck-Erkennungsverfahren unter Ausnutzung längerer Meßzeiten von einigen Tagen auch in der Weise durchgeführt werden, daß an jeder der Hausanschlußleitungen 21 bis 24 ein Temperatursensor 32 installiert wird und deren Temperatur-charakteristische Ausgangssignale kontinuierlich aufgezeichnet oder in regelmäßigen Zeitabständen elektronisch gespeichert und nach einer als ausreichend angesehenen Zeitspanne rech nerisch ausgewertet werden.If such an appointment cannot be reached with the residents, the leak detection method can also be carried out using longer measurement times of a few days in such a way that a temperature sensor 32 is installed on each of the house connection lines 21 to 24 and their temperature-characteristic output signals are continuous recorded or electronically stored at regular intervals and evaluated computationally after a period of time considered sufficient.
Als Temperatursensoren 32 werden zweckmäßigerweise Tem peratur-sensitive Halbleiter-Bauelemente, wie NTC- oder PTC-Widerstände, gegebenenfalls auch Zener-Dioden mit temperaturabhängiger Durchbruchspannung eingesetzt, die jeweils Bestandteil eines integrierten Schaltkreises (IC) sind, der das Ausgangssignal des Temperatur-sensi tiven Elements zu einem temperatur-charakteristischen Ausgangssignal aufbereitet, das mit gängigen Mitteln einer Analog-/Digital-Wandlung und damit auch einer weiteren Verarbeitung mittels eines Mikroprozessors oder eines Auswertungs-Computers zugänglich ist.As temperature sensors 32 , temperature-sensitive semiconductor components such as NTC or PTC resistors, optionally also Zener diodes with temperature-dependent breakdown voltage are expediently used, each of which is part of an integrated circuit (IC) which outputs the output signal of the temperature-sensitive Elements processed to a temperature-characteristic output signal, which is accessible by conventional means of analog / digital conversion and thus also further processing by means of a microprocessor or an evaluation computer.
Temperatur-sensitive IC′s dieser Art sind für den Meß bereich zwischen -50°C bis +150°C in hinreichend klei nen Baugrößen kommerziell erhältlich, so daß ein sol cher IC, der schon in ein Kunststoffgehäuse eingegossen ist, ohne weiteres in einer Bohrung von nur etwa 8 mm Durchmesser eines Wärmekontaktblockes eingesetzt und in dieser mittels eines aushärtbaren Kunstharzes, z. B. ei nes Zweikomponenten-Polyester-Klebers fest und mit dem Wärmeleitungsblock selbst in gutem Wärmekontakt stehend verankert werden kann, der seinerseits mittels feder elastischer und/oder spannbarer Spangen oder Bügel an den vorgesehenen Temperatur-Meßstellen, mit diesen groß flächig in Anlage befindlich, fixierbar ist.Temperature-sensitive IC's of this type are for measurement range between -50 ° C to + 150 ° C in sufficiently small NEN sizes commercially available, so that a sol cher IC, which is already cast in a plastic housing is easily in a bore of only about 8 mm Diameter of a thermal contact block used and in this by means of a curable synthetic resin, for. B. egg nes two-component polyester adhesive firmly and with the Heat conduction block itself in good thermal contact can be anchored, which in turn by spring elastic and / or tensionable clips or brackets the intended temperature measuring points, with these large located in the plant, can be fixed.
Bevor anhand der Fig. 4 und 4a auf Einzelheiten derar tiger Sensorhalterungen eingegangen wird, sei zunächst anhand der Fig. 3 eine insgesamt mit 50 bezeichnete Meßanordnung erläutert, mit der nach dem anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Verfahren ein schon aufgetretenes Leck nachgewiesen werden kann. Hierbei wird davon aus gegangen, daß die Erläuterung der Funktion der Meßan ordnung 50 auch zu deren schaltungstechnischer Beschrei bung ausreichend ist, da ein einschlägig vorgebildeter Fachmann der Meßtechnik die Anordnung 50 bei Kenntnis ihrer Funktion und ihres Zweckes mit gängigen Mitteln der elektronischen Schaltungstechnik realisieren kann.Before with reference to FIGS. 4 and 4a to details Derar term sensor holders is received, whether initially with reference to FIG. 3 illustrates an overall designated 50 measuring arrangement can be detected with the after with reference to FIGS. 1 and 2 methods explained an already-appeared leak can. It is assumed that the explanation of the function of the measuring arrangement 50 is also sufficient for its circuitry description, since a relevant trained specialist in measuring technology can realize the arrangement 50 with knowledge of its function and its purpose with common means of electronic circuit technology.
Im Rahmen der Meßanordnung 50 ist jedem der Temperatur sensoren 32 eine insgesamt mit 51 bezeichnete Meßwert- Aufbereitungsstufe zugeordnet, die einen Analog-/Digi tal-Wandler 52, eine "digitale" Summierstufe 53, einen elektronischen Speicher 54 und eine die zeitliche Ver arbeitung der von dem Temperatursensor 32 kontinuier lich erzeugten Temperatur-Meßwert-Ausgangssignale steu ernden Synchronisierstufe 56 sowie eine eigene, als an die Synchronisierstufe 56 angeschlossene Batterie dar gestellte Spannungs-Versorgungsquelle 57 umfaßt. Die mittels eines eigenen Taktgebers gesteuerte Synchroni sierstufe 56 gibt an einem ersten Steuerausgang 58 in periodischer Folge Signal-Ausgabe-Steuerimpulse ab, für deren Dauer das am Digitalausgang 59 des A-/D-Wandlers 52 als Bit-Kombination anstehende Temperaturmeßwert- Signal auf seinem Momentanwert gehalten wird.Within the scope of the measuring arrangement 50 , each of the temperature sensors 32 is assigned a measured value preparation stage, denoted overall by 51 , which has an analog / digital converter 52 , a "digital" summing stage 53 , an electronic memory 54 and a processing of the time by the temperature sensor 32 continuously Lich generated temperature measured value output signals control synchronizing stage 56 and its own, as shown in the battery 56 connected to the voltage supply source 57 comprises. The controlled by its own clock synchronizer sierstufe 56 outputs at a first control output 58 in a periodic sequence signal output control pulses for the duration of the pending temperature measurement signal on the digital output 59 of the A / D converter 52 as a bit combination Current value is held.
An einem ersten Synchronisations-Ausgang 61 gibt die Synchronisierstufe 56 Synchronisationsimpulse ab, die mit derselben Periodizität erzeugt werden wie die Sig nal-Ausgabe-Steuerimpulse, gegenüber diesen jedoch um eine kleine Zeitspanne von z. B. 1/4 der Impulsdauer der Signal-Ausgabe-Steuerimpulse anstiegsverzögert sind und ihrerseits eine Impulsdauer haben, die etwa der Hälfte der Impulsdauer der Signal-Ausgabe-Steuerimpulse ent spricht, für die das Ausgangssignal am Digitalausgang 59 des A-/D-Wandlers 52 konstant gehalten ist.At a first synchronization output 61 , the synchronization stage 56 outputs synchronization pulses which are generated with the same periodicity as the signal output control pulses, but compared to this by a small period of z. B. 1/4 of the pulse duration of the signal output control pulses are delayed and in turn have a pulse duration that speaks ent about half the pulse duration of the signal output control pulses, for which the output signal at the digital output 59 of the A / D converter 52 is kept constant.
Durch die Synchronisationsimpulse, mit denen die Sum mierstufe 53 angesteuert ist, wird die Übernahme des jeweiligen - digitalen - Ausgangssignals des A-/D-Wand lers 52 in die Summierstufe 53 sowie dessen Addition zu dem bis dahin durch Aufsummierung empfangener Meßwert- Signale erreichten Summenwert gesteuert.Through the synchronization pulses with which the sum mierstufe 53 is controlled, the takeover of the respective - digital - output signal of the A / D converter 52 in the summing stage 53 and its addition to the total value obtained by summing received measured value signals controlled.
Nachdem an dem ersten Synchronisationsausgang 61 die vorgewählte Zahl von Signal-Ausgabe-Steuerimpulsen ab gegeben worden ist, gibt die Synchronisationsstufe 56 innerhalb der Zeitspanne, die nach dem Abklingen des zuletzt erzeugten Signal-Ausgabe-Impulses bis zum Ein setzen des nächsten verstreicht, an einem zweiten Syn chronisationsausgang 62 einen Speicher-Lade-Impuls ab, durch den eine - serielle - Abspeicherung des am Summa tions-Ausgang 63 anstehenden Summen-Ausgangssignals der Summierstufe 53 in dem elektronischen Speicher 54 aus gelöst wird.After the preselected number of signal output control pulses has been given at the first synchronization output 61 , the synchronization stage 56 gives one within the period of time which elapses after the last generated signal output pulse has decayed until the next one is set second syn chronization output 62 from a memory loading pulse, through which a - serial - storage of the pending summa tion output 63 of the sum output signal of the summing stage 53 in the electronic memory 54 is triggered.
Nach der Übernahme des momentan am Summationsausgang 63 der Summierstufe 53 anstehenden Ausgangssignals dersel ben in den Speicher 54 gibt die Synchronisierstufe 56 an einem dritten Synchronisationsausgang 64, noch in nerhalb der Zeitspanne, die zwischen dem zuvor abgege benen "letzten" Signal-Ausgabe-Steuerimpuls einer Meß zeitspanne der Dauer TSM und dem ersten Signal-Ausgabe- Steuerimpuls der darauffolgenden Meßzeitspanne Tm ver streicht, einen Rücksetzimpuls ab, durch den die Sum mierstufe 53 wieder auf den Wert 0 am Summationsausgang 63 zurückgesetzt wird.After the transfer of the output signal currently pending at the summation output 63 of the summing stage 53 to the memory 54 , the synchronization stage 56 outputs a third synchronization output 64 , still within the time period between the previously output "last" signal output control pulse Measuring time span of the duration T SM and the first signal output control pulse of the following measuring time period T m elapses, a reset pulse by which the summing stage 53 is reset to the value 0 at the summation output 63 .
Der sich aus einer längeren Untersuchungsdauer von zwei Tagen ergebende Inhalt der den Temperatursensoren 32 einzeln zugeordneten elektronischen Speicher 54 ist so mit eine - gleichsam komprimierte - Folge von Tempera turwertsummen, die ihrerseits für einen Mittelwert der Temperatur charakteristisch sind, die in jeder der Meß zeitspannen TSM, in der die für jeden Summierzyklus vor gegebene Anzahl von Einzelmessungen vorgenommen worden sind, gegeben war.The result of a longer examination period of two days, the content of the electronic sensors 54 individually assigned to the temperature sensors 32 is thus with a - as it were compressed - sequence of temperature value sums, which in turn are characteristic of an average temperature, which in each of the measuring periods T SM in which the number of individual measurements for each summation cycle were made before.
In einer typischen Auslegung der Meßanordnung 50 ist die Dauer der Summations-Zeitspannen TSM, 10 Minuten, so daß pro Temperatursensor 32 und Tag 144 Meßwerte anfallen, wobei innerhalb einer solchen Meßzeitspanne bequem 10 Einzelmessungen durchgeführt werden können, die durch die Summation zu einem einzigen, für die spä tere Auswertung herangezogenen "Meßpunkt" komprimiert werden.In a typical configuration of the measuring arrangement 50 , the duration of the summation time periods T SM is 10 minutes, so that 144 measurement values are obtained per temperature sensor 32 and day, whereby 10 individual measurements can be conveniently carried out within such a measurement time period, which are combined to form a single one , used for the later evaluation "measuring point" are compressed.
Die Auswertung der in den Speichern 54 der einzelnen Temperatursensoren 32 enthaltenen Temperaturdaten, die eine detaillierte Information über den Temperaturver lauf in den überwachten Hausanschlußleitungen 21 bis 24 enthalten, erfolgt zweckmäßigerweise mittels eines elektronischen Rechners 66, in den die an den einzelnen Meßstellen gespeicherten Daten eingelesen werden kön nen.The evaluation of the temperature data contained in the memories 54 of the individual temperature sensors 32, which contain detailed information about the temperature course in the monitored house connection lines 21 to 24 , is advantageously carried out by means of an electronic computer 66 , into which the data stored at the individual measuring points are read can.
Bei der Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3 ist zusätzlich zu den die Temperaturen der Hausanschlußleitungen 21 bis 24 registrierenden Temperatursensoren 32 auch ein Tem peratursensor 32 vorgesehen, mit dem unmittelbar die Temperatur der Hauptversorgungsleitung 28 und deren zeitlicher Verlauf registrierbar ist, wobei der diesbe zügliche Temperatursensor 32 in unmittelbarer Nähe der Hauptversorgungsleitung im Mantelrohr eines Hydranten 26, z. B. eines Unterflur-Hydranten angeordnet ist, in den er über den Schlauchanschluß 68 des Hydranten ein geführt worden ist.In the measurement arrangement 50 according to Fig. 3 is provided in addition to the temperatures of the service lines 21 to 24 registered temperature sensors 32, a tem perature sensor 32 can be registered with the immediately the temperature of the main supply line 28 and the time course thereof, wherein the diesbe zügliche temperature sensor 32 in the immediate vicinity of the main supply line in the casing of a hydrant 26 , for. B. an underfloor hydrant is arranged, in which it has been passed through the hose connection 68 of the hydrant.
Die zeitliche Verfolgung der Temperatur der Hauptver sorgungsleitung 28 ist zweckmäßig, wenn z. B. in einen Hochbehälter des Wasserversorgungsnetzes 10 von Zeit zu Zeit Wasser gepumpt wird, das eine andere Temperatur hat als im Hochbehälter noch vorhandenes Wasser.The time tracking of the temperature of the main supply line 28 is useful if, for. B. is pumped from time to time into an elevated tank of the water supply network 10 , which has a different temperature than water still present in the elevated tank.
Die Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3 mit den Temperatursen soren 32 je einzeln zugeordneten Analag-/Digital-Wand lern 52, Summierstufen 53, Speichern 54 und Synchroni sationsstufen 56 sowie Versorgungs-Spannungsquellen 57 eignet sich insbesondere für eine rasche Installation, nachdem ein Leck 29 aufgetreten ist und nunmehr rasch nachgewiesen werden muß, bevor z. B. anhand von Schall- Korrelationsmessungen die Lokalisierung des Lecks er folgen kann.The measuring arrangement 50 according to Fig. 3 with the Temperatursen sensors 32 each individually associated Analag- / digital wall learning 52, summation 53, memories 54 and Synchroni sationsstufen 56 and supply voltage sources 57 is particularly suitable for a quick installation after a leak 29 occurred and must now be quickly demonstrated before z. B. based on sound correlation measurements he can follow the location of the leak.
Zur - zeitweisen - Fixierung der Temperatursensoren 32 an den meist aus Kunststoff (PVC), seltener aus Grauguß bestehenden Hausanschlußrohren 21 bis 24 sowie an der meist aus Grauguß bestehenden Hauptversorgungsleitung 28 mit gutem Wärmekontakt zu diesen sind Klemmvorrich tungen 69 geeignet, die, wie beispielsweise in der Fig. 4 dargestellt, als einfache Schraubzwingen ausgebildet sind, mittels derer ein stabiler Wärmekontaktblock 72, in den der Temperatursensor 32, seinerseits mit dem Wärmeleitungsblock 72 in gutem Wärmekontakt stehend, eingesetzt ist, an die äußere Mantelfläche des jeweili gen Hausanschlußrohres 21 bis 24 bzw. der Hauptversor gungsleitung 28 anpreßbar ist. Durch die gleichsam selbstzentrierende Gestaltung der Klemmvorrichtung 69, einerseits, die durch einen V-förmigen Verlauf zweier stumpfwinklig aneinander anschließender Schenkel 73 und 74 des im Querschnitt gesehen einseitig offenen, insge samt J-profilförmig ausgebildeten Zwingenbügels 71 und den radialen Verlauf der zentralen Achse 76 der Zwin genschraube 77 bedingt ist, die an einem den beiden V- förmig zueinander verlaufenden Bügelschenkeln 73 und 74 gegenüberliegend angeordneten Querschenkel 78 des Zwin genbügels 71 schraubbar geführt ist und mit einer Zen trierspitze 79 in eine Zentrier-Einsenkung 81 des Wär mekontaktblocks 72 eingreift, sowie dessen zur Außenwöl bung des jeweiligen Rohres komplementär-konkave Gestal tung seiner Anlagefläche 82, mit der er in der Klemm- Position der Schraubzwinge 69 großflächig an dem jewei ligen Rohr anliegt, andererseits, wird insgesamt eine formschlüssige Fixierung des Wärmekontaktblocks 72 an dem jeweiligen Rohr erzielt und wegen der großflächigen Anlage auch ein guter Wärmekontakt mit dem Temperatur sensor 32.For - temporarily - fixing the temperature sensors 32 to the house connection pipes 21 to 24, which are mostly made of plastic (PVC), more rarely made of gray cast iron, and to the main supply line 28, which is mostly made of gray cast iron and with good thermal contact with them, clamping devices 69 are suitable which, as for example in are the Fig. 4, designed as a simple screw clamps, by means of which a stable thermal contact block 72 is, for its part standing with the heat conduction block 72 in good thermal contact is inserted into the temperature sensor 32, to the outer surface of the jeweili gen house connection pipe 21 to 24 or the main supply line 28 can be pressed. Due to the self-centering design of the clamping device 69 , on the one hand, the V-shaped course of two legs 73 and 74 adjoining each other at an obtuse angle, the clamp bracket 71 , which is open on one side, viewed in cross section, together with the J-profile shape, and the radial course of the central axis 76 of the Zwin gene screw 77 is conditional, which is screw-guided on one of the two V-shaped stirrup legs 73 and 74 opposite cross leg 78 of the Zwin gene bracket 71 and with a Zen trier tip 79 engages in a centering depression 81 of the heat contact block 72 , as well whose complementary concave design of the respective tube of its contact surface 82 , with which it bears in the clamping position of the screw clamp 69 over a large area of the respective tube, on the other hand, overall a positive fixation of the thermal contact block 72 is achieved on the respective tube U.N d Because of the large area, there is also good thermal contact with the temperature sensor 32 .
Der Wärmekontaktblock 72 kann auch, wie in der Fig. 4a dargestellt, die Form eines prismatischen Stabes oder Klotzes haben, dessen als Anlageflächen mit dem zu überwachenden Rohr nutzbare Längsflächen 82, 82′, 82′′ und 82′′′ unterschiedlichen Radien solcher Rohre ent sprechende konkave Wölbungen haben. Der Temperatursen sor 32 ist bei dieser Gestaltung des Wärmekontaktblocks 72 zweckmäßigerweise in einer sich entlang der zentra len Achse 83 des Blockes 72 erstreckenden Bohrung 84 angeordnet, und es ist an jeder der gewölbten Längsflä chen eine Zentrier-Einsenkung 81 vorgesehen.The thermal contact block 72 can, as shown in Fig. 4a, have the shape of a prismatic rod or block, the usable as contact surfaces with the pipe to be monitored longitudinal surfaces 82 , 82 ', 82 ''and 82 ''' different radii of such pipes have corresponding concave curvatures. The Temperatursen sor 32 is expediently be arranged in this configuration of the thermal contact block 72 in a along the centra len axis 83 of the block 72 extending bore 84, and it is at each of the curved Längsflä chen a centering recess 81 is provided.
Die weiter in der Fig. 5, auf deren Einzelheiten nun mehr Bezug genommen sei, dargestellte, insgesamt mit 80 bezeichnete weitere Meßanordnung zur Erkennung eines Lecks 29 kann nach demselben Verfahren benutzt werden wie die Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3, ist, im Unter schied zu dieser jedoch als permanent installierte Meß anordnung gedacht, mit der ein Trinkwasser-Versorgungs netz fortlaufend überwacht und in diesem auftretende Lecks somit sehr frühzeitig erkannt werden können.The further in Fig. 5, to the details of which reference is now shown, shown overall with 80 further measuring arrangement for detecting a leak 29 can be used according to the same method as the measuring arrangement 50 according to FIG. 3, is in the difference to this, however, intended as a permanently installed measuring arrangement with which a drinking water supply network is continuously monitored and leaks occurring in it can thus be detected very early on.
Auch mit Bezug auf diese Meßanordnung 80 wird davon ausgegangen, daß die Erläuterung ihrer Funktion aus reicht, um deren Realisierung durch einen Fachmann der Meßtechnik zu ermöglichen.With reference to this measuring arrangement 80 , too, it is assumed that the explanation of its function is sufficient to enable its implementation by a person skilled in the art of measuring technology.
Bei der Meßanordnung 80 ist zusätzlich zu den Tempera tursensoren 32, welche die an den einzelnen Hausan schlußleitungen 21 bis 24 herrschenden Temperaturen er fassen, ein weiterer Temperatursensor 32 vorgesehen, der in der Tiefe, in der die Hausanschlußleitungen im Erdreich verlegt sind, die Bodentemperatur mißt, sowie ein Temperatursensor 32, der die Temperatur der Haupt versorgungsleitung 28 erfaßt.In the measuring arrangement 80 , in addition to the tempera ture sensors 32 , which capture the connection lines 21 to 24 prevailing at the individual house connections, a further temperature sensor 32 is provided, which measures the soil temperature at the depth to which the house connection lines are laid in the ground , and a temperature sensor 32 which detects the temperature of the main supply line 28 .
Die Meßanordnung 80 ist von dem zentralen elektroni schen Rechner 86 gesteuert, der über eine Sensor-Aus wahl-Schaltstufe, in deren Rahmen die Versorgungs-Span nungsquelle für sämtliche Temperatur-Sensoren 32 vorge sehen ist, deren intervallweise, zyklische Aktivierung steuert, wobei jeweils nur einer der Sensoren 32 durch Zuführung der Versorgungsspannung aktiviert ist. Die Meßsignalausgänge 87 der einzelnen Temperatursensoren 32 sind über eine durch die Sensor-Auswahlschaltstufe 86 vermittelte ODER-Verknüpfung mit dem Analog-Eingang 88 eines einzigen, für sämtliche Temperatur-Sensoren 32 genutzten Analog-/Digital-Wandlers 52 verbunden, der die Meßsignale auf mittels des Rechners 66 verarbeitba res digitales Format bringt. The measuring arrangement 80 is controlled by the central electronic calculator 86's, the selection of a sensor from a switching stage, in the framework of which the supply voltage source for all temperature sensors 32 is provided, whose interval, cyclical activation controls, each time only one of the sensors 32 is activated by supplying the supply voltage. The measurement signal outputs 87 of the individual temperature sensors 32 are connected via an OR operation, mediated by the sensor selection switching stage 86 , to the analog input 88 of a single analog / digital converter 52 used for all temperature sensors 32 , which converts the measurement signals to of the computer 66 brings processable digital format.
Durch das Auswahl-Signal, durch das der jeweilige Sen sor 32 angesprochen wird, wird in dem Rechner auch eine dem jeweiligen Sensor zugeordnete Datei bestimmt, in der die mittels des jeweiligen Sensors erzeugten Meß wertdaten in der Reihenfolge, in der sie erfaßt werden, gespeichert werden. Die bei der Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3 durch deren Summierstufen 53 vermittelte Daten- Komprimierung wird bei der Meßanordnung 80 durch rech nerische Verarbeitung der Daten mittels des Rechners 66 erzielt.Through the selection signal by which the respective sensor 32 is addressed, a file assigned to the respective sensor is also determined in the computer in which the measured value data generated by the respective sensor is stored in the order in which they are detected become. The data compression mediated in the measuring arrangement 50 according to FIG. 3 by its summing stages 53 is achieved in the measuring arrangement 80 by computer processing of the data by means of the computer 66 .
Da bei der Meßanordnung 80 gemäß Fig. 5, im Unterschied zu der Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3, eine parallele Er fassung der Temperaturen und Vorverarbeitung derselben nicht möglich ist, reduzieren sich, wenn gleichzeitig gefordert ist, daß die mittels der Meßanordnung 80 ge mäß Fig. 5 darstellbaren Temperatur-Verlaufskurven hin sichtlich der zeitlichen Auflösbarkeit von Temperatur schwankungen dieselbe Struktur haben sollen wie die mittels der Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3 meßbaren Tem peratur-Verläufe, die zur Erfassung eines Temperatur meßwertes zur Verfügung stehenden Zeitspannen auf den Bruchteil 1/n derjenigen Meßzeitspannen, die bei der Meßanordnung 50 gemäß Fig. 3 an jedem Sensor 32 zur Er zeugung eines Temperaturmeßwertes ausgenutzt werden können, wobei mit n die Zahl der Temperatursensoren be zeichnet ist, die über den einzigen Analog-/Digital- Wandler 52 der Meßanordnung 80 an deren Rechner 66 an geschlossen sind. Since, in the measurement arrangement 80 according to Fig. 5, in contrast to the measurement arrangement 50 according to Fig. 3, a parallel He version of temperatures and pre-processing of the same is not possible, reduced when it is simultaneously required that the ge by means of the measuring arrangement 80 Mäss to Fig. 5 representable temperature history curves out clearly the time resolvability of temperature fluctuations the same structure have as the means of the measuring device 50 according to 3 measurable Tem perature gradients Fig. that for detecting a temperature related time intervals measured value available to the fraction 1 / n of those measuring periods which can be used in the measuring arrangement 50 according to FIG. 3 for each sensor 32 for generating a temperature measurement value, with n being the number of temperature sensors being referred to via the single analog / digital converter 52 of the measuring arrangement 80 on the computer 66 are closed.
Die Genauigkeit der Temperaturwert-Erfassung wird da durch jedoch nicht nennenswert beeinflußt, da die ver bleibenden Meßzeitintervalle für die Erzielung eines guten Signal-/Rauschverhältnisses ausreichend lange sind.The accuracy of the temperature value acquisition is there not significantly influenced by because the ver remaining measuring time intervals for achieving a good signal / noise ratio long enough are.
Claims (16)
- a) während und/oder unmittelbar nach einer Wasser entnahme, die über eine als defekt in Betracht kommende Verbraucher-Anschlußleitung (21, 22, 23 oder 24) erfolgt, wird deren Außentemperatur mittels eines Temperatursensors (32) fortlaufend gemessen und mindestens der hierbei auftretende Extremalwert (Minimal- oder Maximalwert) festge halten und durch Differenzbildung mit demjenigen Extremalwert der Temperatur (Maximal- bzw. Mini malwert) verglichen, der sich als stationärer Wert ergibt, wenn über die Verbraucher-Anschluß leitung über längere Zeit hinweg kein Wasser entnommen wird;
- b) Durchführung des Verfahrensschrittes (a) an min destens einer weiteren, von der Hauptversorgungs leitung (28) abzweigenden Verbraucher-Anschluß leitung(en) (21 bis 24);
- c) Vergleich der ermittelten Temperaturdifferenzen.
- a) during and / or immediately after a water withdrawal, which takes place via a consumer connection line ( 21 , 22 , 23 or 24 ) that is considered defective, its outside temperature is continuously measured by means of a temperature sensor ( 32 ) and at least the one occurring here Hold the extreme value (minimum or maximum value) and compare it with the extreme value of the temperature (maximum or minimum value), which results in a stationary value if no water is drawn from the consumer connection line for a long time;
- b) carrying out process step (a) on at least one further consumer connecting line (s) ( 21 to 24 ) branching off from the main supply line ( 28 );
- c) Comparison of the determined temperature differences.
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DE4333095A DE4333095A1 (en) | 1993-09-29 | 1993-09-29 | Method for detecting a leak in a drinking water supply network and arrangement for applying the method |
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