EP1277034A1 - Method and installation for detecting and locating a source of noises and vibrations - Google Patents

Method and installation for detecting and locating a source of noises and vibrations

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Publication number
EP1277034A1
EP1277034A1 EP01929712A EP01929712A EP1277034A1 EP 1277034 A1 EP1277034 A1 EP 1277034A1 EP 01929712 A EP01929712 A EP 01929712A EP 01929712 A EP01929712 A EP 01929712A EP 1277034 A1 EP1277034 A1 EP 1277034A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
source
appearance
noise
dated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01929712A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Pascal Simonie
Marc Chamant
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PII Ltd
Original Assignee
Metravib RDS SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metravib RDS SA filed Critical Metravib RDS SA
Publication of EP1277034A1 publication Critical patent/EP1277034A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/24Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
    • G01M3/243Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations for pipes

Definitions

  • the present invention relates to the detection and localization of sources of noise and vibration, such as leaks or shocks appearing in a fluid transport pipe.
  • each sensor is part of a detection device connected to each other by a wired or radio type link.
  • a detection system has a major drawback relating to the obligation to limit the spacing between two neighboring detection devices, which does not make it possible to monitor a pipe having a great length.
  • the object of the invention therefore aims to remedy the drawbacks stated above by proposing a technique suitable for locating with precision a source of noise and vibration over a long length of a pipeline for transporting a fluid with a number limited detection devices, while allowing the use of conventional communication systems and minimizing their use.
  • the method according to the invention for detecting and locating a source of noise and vibration following an impact and / or a leak occurring on a pipe for transporting a fluid consists of:
  • the method consists:
  • Another object of the invention is to propose a technique making it possible to detect a source of noise and vibration, such as a leak and / or a shock occurring on the pipe likely to affect the integrity of the pipe.
  • the method consists in analyzing said signals by carrying out, in a determined frequency domain, the determination of the energy of each signal in this band and in comparing it with a triggering threshold in order to detect the appearance of a leak.
  • the method according to the invention consists in analyzing said signals by sampling said signals during sampling periods, so that the samples of each period are added and compared with threshold values.
  • Another object of the invention is to provide an installation for detecting and locating a source of noise and vibration following an impact and / or a leak occurring on a pipe for transporting a fluid.
  • this installation comprises: - at least two detection devices each comprising:
  • An acoustic or vibratory magnitude sensor intended to be mounted on the pipeline at a location separate from the location where the other sensor is mounted, by a given distance
  • a system for receiving a dating signal transmitted by a transmission network common to said devices
  • control center comprising:
  • Fig. 1 is a diagram explaining the implementation of a detection installation according to the invention.
  • Fig. 2 is a functional block diagram explaining an alternative embodiment of a detection device according to the invention.
  • Fig. 3 is a form of a time signal corresponding to the appearance of a leak.
  • Fig. 4 is a curve illustrating the energy as a function of time for a time signal received corresponding to the appearance of a leak.
  • Fig. 5 is a form of a time signal corresponding to the appearance of a shock.
  • the subject of the invention relates to a method and an installation 1 ensuring the detection and localization of a source of noise and vibrations S likely to appear on a pipe 2 for transporting a fluid in the general sense .
  • a transport pipe 2 can be made in any suitable manner for the transport of a fluid, such as a liquid or a gas, and be placed in the open air, buried or immersed.
  • the installation 1 comprises at least two and, in the example illustrated, three detection devices 3 each comprising a vibration or acoustic wave sensor 4 intended to be mounted on the pipe 2.
  • Each sensor 4 is separated from each sensor neighbor, with a distance D which may be of equal or different value for each pair of neighboring sensors thus formed.
  • the sensors 4 can thus be separated from each other by a distance D of the order of a few kilometers or a few tens of kilometers.
  • each acoustic or vibratory magnitude sensor 4 is constituted by an accelerometer, a hydrophone, a geophone, a microphone, etc.
  • Each detection device 3 comprises a system 5 for receiving a dating signal transmitted by a transmission network 6 common to the various detection devices 3. It should be understood that the transmission network 6 is adapted to simultaneously supply all the detection devices 3 installed along line 2, the same dating signal. According to a preferred variant embodiment, the transmission network 6 is a GPS (Global Positioning System) network. According to this exemplary embodiment, each reception system 5 of a detection device 3 comprises a GPS antenna 7 connected to a GPS receiver 8.
  • Each detection device 3 comprises a communication system 9 with a control center 10 common to the various detection devices 3 installed along the pipe 2.
  • the detection devices 3 communicate with the common control center 10 via a communication network 11 of all types, such as, for example, a GSM network, a satellite or wired telephone network, a radio or fiber optic communication network, etc.
  • a communication network 11 of all types, such as, for example, a GSM network, a satellite or wired telephone network, a radio or fiber optic communication network, etc.
  • each detection device 3 is provided with a modem 12, while the common control center 10 is equipped with a communication interface circuit 13 which is connected to a control and processing unit 14 structured around mainly a computer associated with means of specific programming whose main functions will be described in the following description.
  • Each detection device 3 comprises means 17 adapted to record and date, using the dating signal supplied by the transmission network 6, the time electrical signal delivered by each sensor 4.
  • the means 17 of each device 3 are connected at the input to a sensor 4 by means of an amplifier or conditioner 18 of the time signal delivered by the sensor 4.
  • the means 17 comprise means of analysis 20 of the signals delivered by the sensors, so as to detect the appearance of a source of noise and vibrations at a triggering instant tj.
  • These means of analysis which will be described more precisely in the following description, are mounted at the output of amplifier 18.
  • each detection device 3 comprises a power supply 29 for the various circuits, preferably connected to an energy source of the type mains, rechargeable battery or battery, for example.
  • a series (two or more) of detection devices 3 is installed in various suitable locations along the pipe 2 to be monitored.
  • the sensors 4 are mounted on the pipe 2, being separated two by two from a known measurement D which may be equal to or different from a pair of neighboring sensors.
  • Each detection device 3 receives the time signal s (fig. 3 and 5) delivered by the associated sensor 4 and a common dating signal transmitted by the transmission network 6.
  • Each detection device 3 records the time electrical signal s delivered by the associated sensor 4 and ensures its dating using the signal delivered by the transmission network 6.
  • Each signal delivered by the sensors 4 is analyzed by the analysis means 20.
  • the corresponding detection device 3 As soon as one of the analysis means 20 detects the appearance of a source of noise and vibration, at a triggering instant ti, the corresponding detection device 3, called the trigger, ensures the transmission to the control center 10, of at least the triggering instant tj and an identifier of said detection device, said trigger.
  • the control center 10 then transmits at least the neighboring detection device (s) of the trigger device 3, the trigger instant ti.
  • the trigger detection device 3 corresponds to the device placed in the middle of the other two, so that the control center 10 transmits at least to these two neighboring detection devices 3 the trigger time ti.
  • the center of control 10 can transmit the triggering instant ti to the other detection devices 3 more or less close to the device called the trigger.
  • All the detection devices 3 knowing the triggering instant ti, namely, in the example illustrated, the triggering device and the two neighboring devices, transmit to the control center 10, preferably at the latter's request, to the minus the portion of the dated signal appearing during an analysis period Ta determined in advance, including the trigger time tj. It should be noted that the dated part of the signal originating from the trigger device 3 can be transmitted to the control center 10 when the trigger time tj is sent.
  • the control center 10 analyzes said dated signals so as to measure the time difference in appearance ⁇ t of a common source of noise and vibration between at least two detection devices 3.
  • the control center 10 thus makes it possible to determine the distance d from the source of noise and vibrations S with respect to one or other of the sensors 4 of a detection device 3. It should be noted that the distance d can be determined precisely, insofar as all the signals delivered by the sensors 4 are dated according to a common reference. Thus, the difference in the time ⁇ t of propagation of the leakage noise towards two sensors can be determined precisely. This time difference ⁇ t can be obtained in different ways, such as for example, by implementing an intercorrelation technique between two signals, taking into account the time difference appearing between the instants of triggering of two signals or, more precisely , by determining the instant of appearance of the triggering phenomena by analysis of the recorded signals.
  • each detection device 3 sends the information to the control center only after having detected the appearance of a source of noise and vibration using the analysis means 20. It follows that the communication network 11 is not permanently occupied. In the example illustrated, each detection device 3 records the dated signals in a rotating memory, so as to obtain the recording of the signals corresponding at least to the chosen analysis period Ta. This analysis period Ta has a sufficient duration, so that the signals taken into account by the neighboring detection devices 3 comprise the characteristic part of the appearance of a source of noise and vibrations. Each detection device 3 knowing the triggering instant ti (namely triggering devices and neighbors) transmits to the control center 10, the part of the signal appearing during the analysis period Ta and before its erasure by the following values of the signal.
  • each detection device 3 knowing the triggering instant ti transmits to the control center 10, at least the portion of the dated signal appearing during the analysis period Ta substantially centered on the triggering instant tj. Such a transmission thus makes it possible to know the shape of the signal before and after the instant ti of the appearance of the source of noise and vibrations S.
  • the analysis means 20 are able to detect at least the appearance of a leak.
  • the analysis means 20 comprise a band filter 31 connected at the output of the amplifier 18 and making it possible to select a frequency domain specific to the pipeline.
  • the output of this band filter 31 is connected to a circuit 32 for measuring the energy E (fig. 4) in this frequency band of the detected signal.
  • the measurement circuit 32 makes it possible to measure the energy in this band by detection of the effective value (RMS).
  • This energy value E is compared with a triggering threshold Si above which a leak is detected. When the value of the energy E reaches the threshold Si, this corresponds to the appearance of the triggering instant ti.
  • the value of the energy E is compared during a determined duration Ti, so that a leak is detected when the value of the energy E of each signal exceeds the triggering threshold Si during a determined duration Ti.
  • the analysis means 20 make it possible to detect at least the appearance of a shock.
  • Ways analysis 20 include an anti-kink filter 33 also placed at the output of the amplifier 18.
  • the amplified and filtered analog signal s is sampled during sampling periods t e .
  • each of the sampled points is added to the sum of the samples already taken.
  • the value of the sum is compared with positive and negative threshold values, in order to detect the appearance of a shock.
  • the sum of the samples tends to remain close to a zero value.
  • the control center 10 analyzes the corresponding dated signal, as well as the dated signals of the detection devices 3 adjacent to the triggering device .
  • the device 3 which detects the appearance of a shock, sends, to the neighboring detection devices 3, the part of the signal appearing during an analysis period including the instant of trigger.
  • Each neighboring detection device 3 is then configured in a particular detection mode consisting in performing an intercorrelation between its dated signal and the dated signal transmitted by the trigger detection device.
  • the intercorrelated signal is then analyzed as described above, that is to say by sampling it during sampling periods te, so that the samples of each period are added and compared with threshold values, in view detect the appearance of a shock.
  • This variant embodiment which aims to analyzing the signal resulting from the intercorrelation calculation rather than the signal from the sensor, has the advantage of improving the sensitivity of the detection devices 3 neighboring the triggering detection device.
  • the installation 1 described above makes it possible to monitor over a long length, a transport pipe 2, with a limited number of detection devices 3, insofar as there are no technical constraints for the choice of the distance between two neighboring detection devices 3.
  • the spacing between the detection devices 3 does not affect the accuracy of the measurements, insofar as the signals delivered by the sensors 4 are dated in a common manner allowing, by cross processing, to locate precisely a source of noise and vibration.
  • the transfer of information between the detection devices 3 and the control center 10 is not carried out continuously, which makes it possible not to monopolize the communication network 11.
  • the installation 1 makes it possible to locate a leak of the fluid transported by the pipeline and / or a shock likely to occur on the pipeline, following, for example, a hammer blow, a explosion, impact of a projectile, fall of an object, etc. Furthermore, when using a GPS type system, it can be envisaged to detect the movement of the consecutive pipe , especially a ground movement.

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Abstract

The invention concerns an installation for locating a source of noises and vibrations comprising: at least two detecting devices (3) each comprising a sensor (4) designed to be mounted on a pipe system (2), a system for receiving (5) a dating signal transmitted by a transmission network (6), means for recording and dating the temporal electric signal delivered by each sensor, a system for communicating (9) with a control centre (10) common to said devices (3) and capable of transmitting at least part of each dated signal occurring during a period of analysis including a triggering time; and a control centre (10) comprising means for analysing dated signals so as to measure the temporal difference of occurrence of a common source of noises and vibrations between at least two detecting devices and means for determining the location of said source.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION POUR DETECTER ET LOCALISER UNE SOURCE DE BRUITS ET VIBRATIONS METHOD AND INSTALLATION FOR DETECTING AND LOCATING A SOURCE OF NOISE AND VIBRATION
La présente invention se rapporte à la détection et à la localisation de sources de bruits et vibrations, telles que des fuites ou des chocs apparaissant dans une canalisation de transport d'un fluide.The present invention relates to the detection and localization of sources of noise and vibration, such as leaks or shocks appearing in a fluid transport pipe.
Il est connu dans l'art antérieur de nombreuses techniques adaptées pour localiser une fuite dans une canalisation. Il est connu ainsi, par exemple, une technique consistant à monter sur la canalisation à surveiller, au moins deux capteurs de grandeur acoustique ou vibratoire, séparés l'un de l'autre par une distance connue D. Une fuite génère un bruit qui se propage en créant une fluctuation de pression dans le fluide et/ou une vibration de la structure de la canalisation. A partir de la mesure de la différence du temps Δt de propagation du bruit de fuite vers les deux capteurs et dès lors que la vitesse V de propagation du bruit dans la canalisation est déterminée, il est possible de déduire la distance d de la fuite par rapport à l'un des capteurs selon la relation : d = (D - VΔt) / 2.Many techniques are known in the prior art suitable for locating a leak in a pipe. It is thus known, for example, a technique consisting in mounting on the pipe to be monitored, at least two acoustic or vibratory magnitude sensors, separated from each other by a known distance D. A leak generates a noise which is propagates by creating a pressure fluctuation in the fluid and / or a vibration of the structure of the pipeline. From the measurement of the difference in the time Δt of propagation of the leakage noise towards the two sensors and as soon as the speed V of propagation of the noise in the pipeline is determined, it is possible to deduce the distance d of the leakage by relation to one of the sensors according to the relation: d = (D - VΔt) / 2.
D'une manière générale, chaque capteur fait partie d'un dispositif de détection reliés l'un à l'autre par une liaison filaire ou du type radio. Un tel système de détection présente un inconvénient majeur relatif à l'obligation de limiter l'espacement entre deux dispositifs de détection voisins, ce qui ne permet pas de surveiller une canalisation présentant une grande longueur.In general, each sensor is part of a detection device connected to each other by a wired or radio type link. Such a detection system has a major drawback relating to the obligation to limit the spacing between two neighboring detection devices, which does not make it possible to monitor a pipe having a great length.
Par ailleurs, il est connu, par le document DE 195 28 287, un procédé et une installation pour détecter une fuite sur une canalisation, consistant à monter au moins deux capteurs faisant partie chacun d'un dispositif de détection, en deux endroits de la canalisation, séparés l'un de l'autre. Chaque dispositif de détection est équipé d'un système de réception d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission commun aux dispositifs et d'un système de communication avec un centre de contrôle commun aux dispositifs. Les signaux électriques, délivrés par les capteurs, sont envoyés au centre de contrôle par le système de communication qui se trouve donc monopolisé fortement par le transfert des informations. Un tel procédé impose d'avoir recours à un système de communication dédié. L'objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients énoncés ci- dessus en proposant une technique adaptée pour localiser avec précision, une source de bruits et vibrations sur une grande longueur d'une canalisation de transport d'un fluide avec un nombre limité de dispositifs de détection, tout en permettant d'utiliser les systèmes de communication classiques et en minimisant leur emploi.Furthermore, it is known, from document DE 195 28 287, a method and an installation for detecting a leak on a pipe, consisting in mounting at least two sensors each forming part of a detection device, in two places of the pipeline, separated from each other. Each detection device is equipped with a system for receiving a dating signal transmitted by a transmission network common to the devices and with a communication system with a control center common to the devices. The electrical signals, delivered by the sensors, are sent to the control center by the communication system which is therefore strongly monopolized by the transfer of information. Such a method requires having recourse to a dedicated communication system. The object of the invention therefore aims to remedy the drawbacks stated above by proposing a technique suitable for locating with precision a source of noise and vibration over a long length of a pipeline for transporting a fluid with a number limited detection devices, while allowing the use of conventional communication systems and minimizing their use.
Pour atteindre un tel objectif, le procédé selon l'invention pour détecter et localiser une source de bruits et vibrations consécutive à un choc et/ou à une fuite intervenant sur une canalisation de transport d'un fluide, consiste :To achieve such an objective, the method according to the invention for detecting and locating a source of noise and vibration following an impact and / or a leak occurring on a pipe for transporting a fluid, consists of:
- à monter au moins deux capteurs de grandeur acoustique ou vibratoire faisant partie chacun d'un dispositif de détection, en deux endroits de la canalisation séparés l'un de l'autre,- to mount at least two acoustic or vibratory magnitude sensors, each part of a detection device, at two places in the pipe separated from each other,
- à équiper chaque dispositif de détection :- to equip each detection device:
• d'un système de réception d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission commun auxdits dispositifs, • d'un système de communication avec un centre de contrôle commun auxdits dispositif. Selon l'invention, le procédé consiste :• a system for receiving a dating signal transmitted by a transmission network common to said devices, • a communication system with a control center common to said devices. According to the invention, the method consists:
- au niveau de chaque dispositif de détection, à enregistrer et dater, à l'aide du signal de datation, le signal électrique temporel délivré par chaque capteur,- at each detection device, to record and date, using the dating signal, the time electrical signal delivered by each sensor,
- au niveau de chaque dispositif de détection, à analyser lesdits signaux datés, de manière à détecter l'apparition d'une source de bruits et vibrations à un instant de déclenchement,- at each detection device, to analyze said dated signals, so as to detect the appearance of a source of noise and vibration at a triggering instant,
- à assurer, pour au moins le dispositif ayant détecté l'apparition d'une source de bruits et vibrations et le ou les dispositifs) de détection voisin(s), la transmission vers le centre de contrôle, d'au moins la partie de chaque signal apparaissant pendant une période d'analyse incluant l'instant de déclenchement,- to ensure, for at least the device having detected the appearance of a source of noise and vibration and the neighboring detection device (s), the transmission to the control center, of at least the part of each signal appearing during an analysis period including the trigger time,
- à assurer, par le centre de contrôle : • l'analyse desdits signaux datés, de manière à mesurer la différence temporelle d'apparition d'une source de bruits et vibrations commune entre au moins deux dispositifs de détection, • et la localisation de la source de bruits et vibrations à partir de la vitesse de propagation de la source de bruits et vibrations dans la canalisation, de la distance de séparation entre lesdits capteurs et de la différence temporelle mesurée. Un autre objet de l'invention est de proposer une technique permettant de détecter une source de bruits et vibrations, telle qu'une fuite et/ou un choc intervenant sur la canalisation susceptible d'affecter l'intégrité de la canalisation.- to ensure, by the control center: • the analysis of said dated signals, so as to measure the time difference in the appearance of a common source of noise and vibration between at least two detection devices, • and the location of the noise and vibration source from the propagation speed of the noise and vibration source in the pipeline, the separation distance between said sensors and the measured time difference. Another object of the invention is to propose a technique making it possible to detect a source of noise and vibration, such as a leak and / or a shock occurring on the pipe likely to affect the integrity of the pipe.
Pour atteindre un tel objectif, le procédé consiste à analyser lesdits signaux en effectuant, dans un domaine fréquentiel déterminé, la détermination de l'énergie de chaque signal dans cette bande et à la comparer à un seuil de déclenchement en vue de détecter l'apparition d'une fuite.To achieve such an objective, the method consists in analyzing said signals by carrying out, in a determined frequency domain, the determination of the energy of each signal in this band and in comparing it with a triggering threshold in order to detect the appearance of a leak.
En vue de détecter l'apparition d'un choc, le procédé selon l'invention consiste à analyser lesdits signaux en procédant à un échantillonnage desdits signaux pendant des périodes d'échantillonnage, de manière que les échantillons de chaque période soient ajoutés et comparés à des valeurs de seuils.In order to detect the appearance of a shock, the method according to the invention consists in analyzing said signals by sampling said signals during sampling periods, so that the samples of each period are added and compared with threshold values.
Un autre objet de l'invention est de proposer une installation de détection et de localisation d'une source de bruits et vibrations consécutive à un choc et/ou à une fuite intervenant sur une canalisation de transport d'un fluide. Conformément à l'invention, cette installation comporte : - au moins deux dispositifs de détection comportant chacun :Another object of the invention is to provide an installation for detecting and locating a source of noise and vibration following an impact and / or a leak occurring on a pipe for transporting a fluid. According to the invention, this installation comprises: - at least two detection devices each comprising:
• un capteur de grandeur acoustique ou vibratoire destiné à être monté sur la canalisation en un endroit séparé de l'endroit où est monté l'autre capteur, par une distance donnée,An acoustic or vibratory magnitude sensor intended to be mounted on the pipeline at a location separate from the location where the other sensor is mounted, by a given distance,
• un système de réception d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission commun auxdits dispositifs,A system for receiving a dating signal transmitted by a transmission network common to said devices,
• des moyens pour enregistrer et dater à l'aide du signal de datation, le signal électrique temporel délivré par chaque capteur,Means for recording and dating using the dating signal, the time electrical signal delivered by each sensor,
• un système de communication avec un centre de contrôle commun auxdits dispositifs et apte à assurer la transmission vers le centre de contrôle, d'au moins la partie de chaque signal daté apparaissant pendant une période d'analyse incluant un instant de déclenchement correspondant à l'apparition d'une source de bruits et vibrations, • des moyens d'analyse des signaux de manière à détecter l'apparition d'une source de bruits et vibrations à un instant de déclenchement,• a communication system with a control center common to said devices and capable of ensuring the transmission to the control center, of at least the portion of each dated signal appearing during an analysis period including a triggering instant corresponding to l appearance of a source of noise and vibration, Means for analyzing the signals so as to detect the appearance of a source of noise and vibration at a triggering instant,
- et un centre de contrôle comportant :- and a control center comprising:
• des moyens d'analyse des signaux datés de manière à mesurer la différence temporelle d'apparition d'une source de bruits et vibrations commune entre au moins deux dispositifs de détection,Means for analyzing the dated signals so as to measure the time difference in the appearance of a common source of noise and vibration between at least two detection devices,
• des moyens pour déterminer la localisation de la source de bruits et vibrations à partir de la vitesse de propagation de la source de bruits et vibrations dans la canalisation de la distance de séparation entre les capteurs et de la différence temporelle mesurée.• means for determining the location of the source of noise and vibrations from the propagation speed of the source of noise and vibrations in the channeling of the separation distance between the sensors and of the measured time difference.
La fig. 1 est un schéma explicitant la mise en oeuvre d'une installation de détection conforme à l'invention.Fig. 1 is a diagram explaining the implementation of a detection installation according to the invention.
La fig. 2 est un schéma bloc fonctionnel explicitant une variante de réalisation d'un dispositif de détection conforme à l'invention. La fig. 3 est une forme d'un signal temporel correspondant à l'apparition d'une fuite.Fig. 2 is a functional block diagram explaining an alternative embodiment of a detection device according to the invention. Fig. 3 is a form of a time signal corresponding to the appearance of a leak.
La fig. 4 est une courbe illustrant l'énergie en fonction du temps pour un signal temporel reçu correspondant à l'apparition d'une fuite.Fig. 4 is a curve illustrating the energy as a function of time for a time signal received corresponding to the appearance of a leak.
La fig. 5 est une forme d'un signal temporel correspondant à l'apparition d'un choc.Fig. 5 is a form of a time signal corresponding to the appearance of a shock.
Tel que cela apparaît plus précisément aux fig. 1 et 2, l'objet de l'invention concerne un procédé et une installation 1 assurant la détection et la localisation d'une source de bruits et vibrations S susceptible d'apparaître sur une canalisation 2 de transport d'un fluide au sens général. Une telle canalisation de transport 2 peut être réalisée de toute manière appropriée pour le transport d'un fluide, tel qu'un liquide ou un gaz, et être placée à l'air libre, enterrée ou immergée.As shown more precisely in Figs. 1 and 2, the subject of the invention relates to a method and an installation 1 ensuring the detection and localization of a source of noise and vibrations S likely to appear on a pipe 2 for transporting a fluid in the general sense . Such a transport pipe 2 can be made in any suitable manner for the transport of a fluid, such as a liquid or a gas, and be placed in the open air, buried or immersed.
L'installation 1 comporte au moins deux et, dans l'exemple illustré, trois dispositifs de détection 3 comportant chacun un capteur 4 de vibrations ou d'ondes acoustiques destiné à être monté sur la canalisation 2. Chaque capteur 4 est séparé de chaque capteur voisin, d'une distance D pouvant être de valeur égale ou différente pour chaque paire de capteurs voisins ainsi constitués. Les capteurs 4 peuvent ainsi être séparés entre eux d'une distance D de l'ordre de quelques kilomètres ou quelques dizaines de kilomètres. A titre d'exemple, chaque capteur de grandeur acoustique ou vibratoire 4 est constitué par un accéléromètre, un hydrophone, un géophone, un microphone, etc.The installation 1 comprises at least two and, in the example illustrated, three detection devices 3 each comprising a vibration or acoustic wave sensor 4 intended to be mounted on the pipe 2. Each sensor 4 is separated from each sensor neighbor, with a distance D which may be of equal or different value for each pair of neighboring sensors thus formed. The sensors 4 can thus be separated from each other by a distance D of the order of a few kilometers or a few tens of kilometers. By way of example, each acoustic or vibratory magnitude sensor 4 is constituted by an accelerometer, a hydrophone, a geophone, a microphone, etc.
Chaque dispositif de détection 3 comporte un système 5 de réception d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission 6 commun aux différents dispositifs de détection 3. Il doit être compris que le réseau de transmission 6 est adapté pour fournir simultanément à tous les dispositifs de détection 3 installés le long de la canalisation 2, un même signal de datation. Selon une variante préférée de réalisation, le réseau de transmission 6 est un réseau GPS (Global Positioning System). Selon cet exemple de réalisation, chaque système de réception 5 d'un dispositif de détection 3 comporte une antenne GPS 7 reliée à un récepteur GPS 8.Each detection device 3 comprises a system 5 for receiving a dating signal transmitted by a transmission network 6 common to the various detection devices 3. It should be understood that the transmission network 6 is adapted to simultaneously supply all the detection devices 3 installed along line 2, the same dating signal. According to a preferred variant embodiment, the transmission network 6 is a GPS (Global Positioning System) network. According to this exemplary embodiment, each reception system 5 of a detection device 3 comprises a GPS antenna 7 connected to a GPS receiver 8.
Chaque dispositif de détection 3 comporte un système 9 de communication avec un centre de contrôle 10 commun aux divers dispositifs de détection 3 installés le long de la canalisation 2. Les dispositifs de détection 3 communiquent avec le centre de contrôle commun 10 par l'intermédiaire d'un réseau de communication 11 de tous types, tels que, par exemple, un réseau GSM, un réseau téléphonique par satellite ou filaire, un réseau de communication radio ou par fibre optique, etc.. A cet effet, chaque dispositif de détection 3 est pourvu d'un modem 12, tandis que le centre de contrôle commun 10 est équipé d'un circuit interface de communication 13 qui est relié à une unité de contrôle et de traitement 14 architecturée autour principalement d'un ordinateur associé à des moyens de programmation spécifiques dont les fonctionnalités principales seront décrites dans la suite de la description.Each detection device 3 comprises a communication system 9 with a control center 10 common to the various detection devices 3 installed along the pipe 2. The detection devices 3 communicate with the common control center 10 via a communication network 11 of all types, such as, for example, a GSM network, a satellite or wired telephone network, a radio or fiber optic communication network, etc. For this purpose, each detection device 3 is provided with a modem 12, while the common control center 10 is equipped with a communication interface circuit 13 which is connected to a control and processing unit 14 structured around mainly a computer associated with means of specific programming whose main functions will be described in the following description.
Chaque dispositif de détection 3 comporte des moyens 17 adaptés pour enregistrer et dater, à l'aide du signal de datation fourni par le réseau de transmission 6, le signal électrique temporel délivré par chaque capteur 4. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 2, les moyens 17 de chaque dispositif 3 sont reliés en entrée, à un capteur 4 par l'intermédiaire d'un amplificateur ou conditionneur 18 du signal temporel délivré par le capteur 4. Dans l'exemple de réalisation illustré à la fig. 2, les moyens 17 comportent des moyens d'analyse 20 des signaux délivrés par les capteurs, de manière à détecter l'apparition d'une source de bruits et vibrations à un instant de déclenchement tj. Ces moyens d'analyse qui seront décrits plus précisément dans la suite de la description, sont montés en sortie de l'amplificateur 18.Each detection device 3 comprises means 17 adapted to record and date, using the dating signal supplied by the transmission network 6, the time electrical signal delivered by each sensor 4. As shown more precisely in FIG. . 2, the means 17 of each device 3 are connected at the input to a sensor 4 by means of an amplifier or conditioner 18 of the time signal delivered by the sensor 4. In the embodiment illustrated in FIG. 2, the means 17 comprise means of analysis 20 of the signals delivered by the sensors, so as to detect the appearance of a source of noise and vibrations at a triggering instant tj. These means of analysis which will be described more precisely in the following description, are mounted at the output of amplifier 18.
La sortie des moyens d'analyse 20 est reliée à un convertisseur analogique numérique 21 relié, en sortie, à un microprocesseur 22 de tous types connus. De manière classique, le microprocesseur 22 est relié par l'intermédiaire d'un bus de communication, à une mémoire vive 24, à une mémoire programmable 25, à une horloge 26, à des interfaces de sortie, telles qu'un écran 27 et un clavier 28. Le microprocesseur 22 est relié au récepteur GPS 8 et au modem 12. De manière classique, chaque dispositif de détection 3 comporte une alimentation 29 électrique pour les différents circuits, reliée, de préférence, à une source d'énergie du type secteur, batterie rechargeable ou pile, par exemple.The output of the analysis means 20 is connected to an analog-digital converter 21 connected, at the output, to a microprocessor 22 of all known types. Conventionally, the microprocessor 22 is connected via a communication bus, to a random access memory 24, to a programmable memory 25, to a clock 26, to output interfaces, such as a screen 27 and a keyboard 28. The microprocessor 22 is connected to the GPS receiver 8 and to the modem 12. In a conventional manner, each detection device 3 comprises a power supply 29 for the various circuits, preferably connected to an energy source of the type mains, rechargeable battery or battery, for example.
Le fonctionnement de l'installation 1 découle directement de la description qui précède.The operation of the installation 1 follows directly from the above description.
Une série (deux ou plus) de dispositifs de détection 3 est installée en divers endroits appropriés le long de la canalisation 2 à surveiller. Les capteurs 4 sont montés sur la canalisation 2 en étant séparés deux à deux d'une mesure D connue pouvant être égale ou différente d'un couple de capteurs voisins à l'autre. Chaque dispositif de détection 3 reçoit le signal temporel s (fig. 3 et 5) délivré par le capteur 4 associé et un signal de datation commun transmis par le réseau de transmission 6. Chaque dispositif de détection 3 enregistre le signal électrique temporel s délivré par le capteur associé 4 et assure sa datation à l'aide du signal délivré par le réseau de transmission 6. Chaque signal délivré par les capteurs 4 est analysé par les moyens d'analyse 20. Dès qu'un des moyens d'analyse 20 détecte l'apparition d'une source de bruits et vibrations, à un instant de déclenchement ti, le dispositif de détection 3 correspondant, dit déclencheur, assure la transmission vers le centre de contrôle 10, d'au moins l'instant de déclenchement tj et d'un identificateur dudit dispositif de détection, dit déclencheur. Le centre de contrôle 10 transmet alors au moins au(x) dispositifs) de détection voisin(s) du dispositif déclencheur 3, l'instant de déclenchement ti. Comme illustré dans l'exemple de la fig. 1, le dispositif de détection déclencheur 3 correspond au dispositif placé au milieu des deux autres, de sorte que le centre de contrôle 10 transmet au moins à ces deux dispositifs de détection 3 voisins l'instant de déclenchement ti. Bien entendu, le centre de contrôle 10 peut transmettre l'instant de déclenchement ti aux autres dispositifs de détection 3 plus ou moins proches du dispositif dit déclencheur.A series (two or more) of detection devices 3 is installed in various suitable locations along the pipe 2 to be monitored. The sensors 4 are mounted on the pipe 2, being separated two by two from a known measurement D which may be equal to or different from a pair of neighboring sensors. Each detection device 3 receives the time signal s (fig. 3 and 5) delivered by the associated sensor 4 and a common dating signal transmitted by the transmission network 6. Each detection device 3 records the time electrical signal s delivered by the associated sensor 4 and ensures its dating using the signal delivered by the transmission network 6. Each signal delivered by the sensors 4 is analyzed by the analysis means 20. As soon as one of the analysis means 20 detects the appearance of a source of noise and vibration, at a triggering instant ti, the corresponding detection device 3, called the trigger, ensures the transmission to the control center 10, of at least the triggering instant tj and an identifier of said detection device, said trigger. The control center 10 then transmits at least the neighboring detection device (s) of the trigger device 3, the trigger instant ti. As illustrated in the example in fig. 1, the trigger detection device 3 corresponds to the device placed in the middle of the other two, so that the control center 10 transmits at least to these two neighboring detection devices 3 the trigger time ti. Of course, the center of control 10 can transmit the triggering instant ti to the other detection devices 3 more or less close to the device called the trigger.
Tous les dispositifs de détection 3 connaissant l'instant de déclenchement ti, à savoir, dans l'exemple illustré, le dispositif déclencheur et les deux dispositifs voisins, transmettent vers le centre de contrôle 10, de préférence à la requête de ce dernier, au moins la partie du signal datée apparaissant pendant une période d'analyse Ta déterminée à l'avance, incluant l'instant de déclenchement tj. Il est à noter que la partie du signal datée provenant du dispositif déclencheur 3 peut être transmise au centre de contrôle 10 lors de l'envoi de l'instant de déclenchement tj. Le centre de contrôle 10 procède à l'analyse desdits signaux datés, de manière à mesurer la différence temporelle d'apparition Δt d'une source de bruits et vibrations commune entre au moins deux dispositifs de détection 3. Le centre de contrôle 10 assure également la localisation de la source de bruits et vibrations S à partir de la vitesse de propagation V de la source de bruits et vibrations dans la canalisation, de la distance D de séparation entre lesdits capteurs et de la différence temporelle mesurée Δt en appliquant la relation d = (D - VΔt) / 2.All the detection devices 3 knowing the triggering instant ti, namely, in the example illustrated, the triggering device and the two neighboring devices, transmit to the control center 10, preferably at the latter's request, to the minus the portion of the dated signal appearing during an analysis period Ta determined in advance, including the trigger time tj. It should be noted that the dated part of the signal originating from the trigger device 3 can be transmitted to the control center 10 when the trigger time tj is sent. The control center 10 analyzes said dated signals so as to measure the time difference in appearance Δt of a common source of noise and vibration between at least two detection devices 3. The control center 10 also provides the location of the source of noise and vibrations S from the propagation speed V of the source of noise and vibrations in the pipe, the distance D of separation between said sensors and the measured time difference Δt by applying the relation d = (D - VΔt) / 2.
Le centre de contrôle 10 permet ainsi de déterminer la distance d de la source de bruits et vibrations S par rapport à l'un ou l'autre des capteurs 4 d'un dispositif de détection 3. Il est à noter que la distance d peut être déterminée de manière précise, dans la mesure où tous les signaux délivrés par les capteurs 4 sont datés selon une référence commune. Ainsi, la différence du temps Δt de propagation du bruit de fuite vers deux capteurs peut être déterminée de manière précise. Cette différence de temps Δt peut être obtenue de différentes manières, telle que par exemple, en mettant en oeuvre une technique d'intercorrélation entre deux signaux, en prenant en compte le décalage temporel apparaissant entre les instants de déclenchement de deux signaux ou, plus précisément, en déterminant l'instant d'apparition des phénomènes de déclenchement par analyse des signaux enregistrés. De plus, il est à noter que chaque dispositif de détection 3 envoie les informations au centre de contrôle uniquement après avoir détecté l'apparition d'une source de bruits et vibrations à l'aide des moyens d'analyse 20. Il s'ensuit que le réseau de communication 11 n'est pas occupé en permanence. Dans l'exemple illustré, chaque dispositif de détection 3 enregistre les signaux datés dans une mémoire tournante, de manière à obtenir l'enregistrement des signaux correspondant au moins à la période d'analyse Ta choisie. Cette période d'analyse Ta présente une durée suffisante, de manière que les signaux pris en compte par les dispositifs de détection voisins 3 comportent la partie caractéristique de l'apparition d'une source de bruits et vibrations. Chaque dispositif de détection 3 connaissant l'instant de déclenchement ti (à savoir dispositifs déclencheur et voisins) transmet au centre de contrôle 10, la partie du signal apparaissant pendant la période d'analyse Ta et avant son effacement par les valeurs suivantes du signal. Pour ce faire, il peut être prévu d'arrêter l'enregistrement du signal daté au terme de sa période d'analyse Ta jusqu'à ce que cette partie du signal soit transmise au centre de contrôle 10. L'enregistrement du signal est alors poursuivi. De préférence, chaque dispositif de détection 3 connaissant l'instant de déclenchement ti assure la transmission vers le centre de contrôle 10, d'au moins la partie du signal datée apparaissant pendant la période d'analyse Ta sensiblement centrée sur l'instant de déclenchement tj. Une telle transmission permet ainsi de connaître la forme du signal avant et après l'instant ti de l'apparition de la source de bruits et vibrations S.The control center 10 thus makes it possible to determine the distance d from the source of noise and vibrations S with respect to one or other of the sensors 4 of a detection device 3. It should be noted that the distance d can be determined precisely, insofar as all the signals delivered by the sensors 4 are dated according to a common reference. Thus, the difference in the time Δt of propagation of the leakage noise towards two sensors can be determined precisely. This time difference Δt can be obtained in different ways, such as for example, by implementing an intercorrelation technique between two signals, taking into account the time difference appearing between the instants of triggering of two signals or, more precisely , by determining the instant of appearance of the triggering phenomena by analysis of the recorded signals. In addition, it should be noted that each detection device 3 sends the information to the control center only after having detected the appearance of a source of noise and vibration using the analysis means 20. It follows that the communication network 11 is not permanently occupied. In the example illustrated, each detection device 3 records the dated signals in a rotating memory, so as to obtain the recording of the signals corresponding at least to the chosen analysis period Ta. This analysis period Ta has a sufficient duration, so that the signals taken into account by the neighboring detection devices 3 comprise the characteristic part of the appearance of a source of noise and vibrations. Each detection device 3 knowing the triggering instant ti (namely triggering devices and neighbors) transmits to the control center 10, the part of the signal appearing during the analysis period Ta and before its erasure by the following values of the signal. To do this, provision may be made to stop recording the dated signal at the end of its analysis period Ta until this part of the signal is transmitted to the control center 10. The signal recording is then for follow-up. Preferably, each detection device 3 knowing the triggering instant ti transmits to the control center 10, at least the portion of the dated signal appearing during the analysis period Ta substantially centered on the triggering instant tj. Such a transmission thus makes it possible to know the shape of the signal before and after the instant ti of the appearance of the source of noise and vibrations S.
Selon une caractéristique avantageuse de réalisation, les moyens d'analyse 20 sont aptes à détecter au moins l'apparition d'une fuite. A cet effet, les moyens d'analyse 20 comportent un filtre de bande 31 relié en sortie de l'amplificateur 18 et permettant de sélectionner un domaine fréquentiel propre à la canalisation. La sortie de ce filtre de bande 31 est reliée à un circuit de mesure 32 de l'énergie E (fig. 4) dans cette bande fréquentielle du signal détecté. Le circuit de mesure 32 permet de mesurer l'énergie dans cette bande par détection de la valeur efficace (RMS). Cette valeur d'énergie E est comparée à un seuil de déclenchement Si au-dessus duquel une fuite est détectée. Lorsque la valeur de l'énergie E atteint le seuil Si, cela correspond à l'apparition de l'instant de déclenchement ti. De préférence, la valeur de l'énergie E est comparée pendant une durée déterminée Ti, de manière qu'il est détecté une fuite lorsque la valeur de l'énergie E de chaque signal dépasse le seuil de déclenchement Si pendant une durée déterminée Ti.According to an advantageous characteristic of embodiment, the analysis means 20 are able to detect at least the appearance of a leak. To this end, the analysis means 20 comprise a band filter 31 connected at the output of the amplifier 18 and making it possible to select a frequency domain specific to the pipeline. The output of this band filter 31 is connected to a circuit 32 for measuring the energy E (fig. 4) in this frequency band of the detected signal. The measurement circuit 32 makes it possible to measure the energy in this band by detection of the effective value (RMS). This energy value E is compared with a triggering threshold Si above which a leak is detected. When the value of the energy E reaches the threshold Si, this corresponds to the appearance of the triggering instant ti. Preferably, the value of the energy E is compared during a determined duration Ti, so that a leak is detected when the value of the energy E of each signal exceeds the triggering threshold Si during a determined duration Ti.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens d'analyse 20 permettent de détecter au moins l'apparition d'un choc. Les moyens d'analyse 20 comportent un filtre anti-repli 33 placé également à la sortie de l'amplificateur 18. Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 5, le signal analogique s amplifié et filtré est échantillonné pendant des périodes d'échantillonnage te. Pour chaque période d'échantillonnage te, chacun des points échantillonnés est additionné à la somme des échantillons déjà prélevés. Quand le nombre de points d'analyse programmés est atteint (période te écoulée), la valeur de la somme est comparée à des valeurs de seuils positif et négatif, afin de détecter l'apparition d'un choc. Dans le cas où le signal ne présente pas de phénomène transitoire, la somme des échantillons tend à rester voisine d'une valeur nulle. Si le signal représentatif d'un choc apparaît (fig. 5) et que sa demi pseudo-période est voisine de la période d'analyse, la somme des échantillons dans la période d'analyse te augmente fortement positivement ou négativement. La comparaison de la somme des échantillons à un seuil positif et à un seuil négatif permet de conclure sur la présence d'un choc. Même si un choc est un phénomène transitoire, les moyens d'analyse 20 permettent d'identifier sa présence, et voire de le dissocier d'une fuite dont le bruit persiste généralement dans le temps.According to another advantageous characteristic of the invention, the analysis means 20 make it possible to detect at least the appearance of a shock. Ways analysis 20 include an anti-kink filter 33 also placed at the output of the amplifier 18. As shown more precisely in FIG. 5, the amplified and filtered analog signal s is sampled during sampling periods t e . For each sampling period t e , each of the sampled points is added to the sum of the samples already taken. When the number of programmed analysis points is reached (period t e elapsed), the value of the sum is compared with positive and negative threshold values, in order to detect the appearance of a shock. In the case where the signal does not present a transitory phenomenon, the sum of the samples tends to remain close to a zero value. If the signal representative of a shock appears (fig. 5) and its half pseudo-period is close to the analysis period, the sum of the samples in the analysis period t e increases strongly positively or negatively. The comparison of the sum of the samples with a positive threshold and with a negative threshold makes it possible to conclude on the presence of a shock. Even if a shock is a transient phenomenon, the analysis means 20 make it possible to identify its presence, and even to dissociate it from a leak whose noise generally persists over time.
Dans l'exemple qui précède, dans le cas où un dispositif de détection 3 détecte l'apparition d'un choc, le centre de contrôle 10 analyse le signal daté correspondant, ainsi que les signaux datés des dispositifs de détection 3 voisins du dispositif déclencheur.In the above example, in the case where a detection device 3 detects the appearance of a shock, the control center 10 analyzes the corresponding dated signal, as well as the dated signals of the detection devices 3 adjacent to the triggering device .
Selon une variante de réalisation, il peut être envisagé que le dispositif 3, qui détecte l'apparition d'un choc, envoie, aux dispositifs de détection 3 voisins, la partie du signal apparaissant pendant une période d'analyse incluant l'instant de déclenchement.According to an alternative embodiment, it can be envisaged that the device 3, which detects the appearance of a shock, sends, to the neighboring detection devices 3, the part of the signal appearing during an analysis period including the instant of trigger.
Chaque dispositif de détection 3 voisin est alors configuré dans un mode de détection particulier consistant à réaliser une intercorrélation entre son signal daté et le signal daté transmis par le dispositif de détection déclencheur. Le signal intercorrélé est alors analysé comme décrit précédemment, c'est-à-dire en procédant à son échantillonnage pendant des périodes d'échantillonnage te, de manière que les échantillons de chaque période soient ajoutés et comparés à des valeurs de seuil, en vue de détecter l'apparition d'un choc. Cette variante de réalisation, qui vise à analyser le signal résultant du calcul d'intercorrélation plutôt que le signal issu du capteur, présente l'avantage d'améliorer la sensibilité des dispositifs de détection 3 voisins du dispositif de détection déclencheur.Each neighboring detection device 3 is then configured in a particular detection mode consisting in performing an intercorrelation between its dated signal and the dated signal transmitted by the trigger detection device. The intercorrelated signal is then analyzed as described above, that is to say by sampling it during sampling periods te, so that the samples of each period are added and compared with threshold values, in view detect the appearance of a shock. This variant embodiment, which aims to analyzing the signal resulting from the intercorrelation calculation rather than the signal from the sensor, has the advantage of improving the sensitivity of the detection devices 3 neighboring the triggering detection device.
L'installation 1 décrite ci-dessus permet de surveiller sur une grande longueur, une canalisation de transport 2, avec un nombre limité de dispositifs de détection 3, dans la mesure où il n'existe pas de contraintes techniques pour le choix de la distance entre deux dispositifs de détection voisins 3. L'écartement entre les dispositifs de détection 3 ne nuit pas à la précision des mesures, dans la mesure où les signaux délivrés par les capteurs 4 sont datés de manière commune permettant par un traitement croisé, de localiser précisément une source de bruits et vibrations. De plus, le transfert d'informations, entre les dispositifs de détection 3 et le centre de contrôle 10, n'est pas effectué en continu, ce qui permet de ne pas monopoliser le réseau de communication 11. Ainsi, il est possible de ne pas avoir recours à un réseau de communication 11 dédié à l'installation selon l'invention ou dans le cas d'un réseau dédié, de limiter son utilisation. Il est à noter que l'installation 1 permet de localiser une fuite du fluide transporté par la canalisation et/ou un choc susceptible d'intervenir sur la canalisation, à la suite, par exemple, d'un coup de marteau, d'une explosion, d'un impact d'un projectile, de la chute d'un objet, etc.. Par ailleurs, lors de l'utilisation d'un système de type GPS, il peut être envisagé de détecter le mouvement de la canalisation consécutive, notamment à un mouvement de terrain.The installation 1 described above makes it possible to monitor over a long length, a transport pipe 2, with a limited number of detection devices 3, insofar as there are no technical constraints for the choice of the distance between two neighboring detection devices 3. The spacing between the detection devices 3 does not affect the accuracy of the measurements, insofar as the signals delivered by the sensors 4 are dated in a common manner allowing, by cross processing, to locate precisely a source of noise and vibration. In addition, the transfer of information between the detection devices 3 and the control center 10 is not carried out continuously, which makes it possible not to monopolize the communication network 11. Thus, it is possible to not not have recourse to a communication network 11 dedicated to the installation according to the invention or in the case of a dedicated network, to limit its use. It should be noted that the installation 1 makes it possible to locate a leak of the fluid transported by the pipeline and / or a shock likely to occur on the pipeline, following, for example, a hammer blow, a explosion, impact of a projectile, fall of an object, etc. Furthermore, when using a GPS type system, it can be envisaged to detect the movement of the consecutive pipe , especially a ground movement.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. The invention is not limited to the examples described and shown, since various modifications can be made thereto without departing from its scope.

Claims

REVENDICATIONS :CLAIMS:
1 - Procédé pour détecter et localiser une source de bruits et vibrations (S) consécutive à un choc et/ou à une fuite intervenant sur une canalisation de transport (2) d'un fluide, le procédé consistant :1 - Method for detecting and locating a source of noise and vibration (S) following an impact and / or a leak occurring on a transport pipe (2) of a fluid, the method consisting:
- à monter au moins deux capteurs (4) de grandeur acoustique ou vibratoire faisant partie chacun d'un dispositif de détection (3), en deux endroits de la canalisation séparés l'un de l'autre par une distance connue (D),- to mount at least two sensors (4) of acoustic or vibratory magnitude each part of a detection device (3), in two places of the pipe separated from each other by a known distance (D),
- à équiper chaque dispositif de détection : • d'un système de réception (5) d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission (6) commun auxdits dispositifs (3), • d'un système de communication (9) avec un centre de contrôle (10) commun auxdits dispositifs (3), caractérisé en ce qu'il consiste : - au niveau de chaque dispositif de détection (3), à enregistrer et dater, à l'aide du signal de datation, le signal électrique temporel délivré par chaque capteur,- to equip each detection device: • with a reception system (5) of a dating signal transmitted by a transmission network (6) common to said devices (3), • with a communication system (9) with a control center (10) common to said devices (3), characterized in that it consists: - at each detection device (3), in recording and dating, using the dating signal, the time electrical signal delivered by each sensor,
- au niveau de chaque dispositif de détection (3), à analyser lesdits signaux datés, de manière à détecter l'apparition d'une source de bruits et vibrations à un instant de déclenchement (ti),- at each detection device (3), to analyze said dated signals, so as to detect the appearance of a source of noise and vibration at a triggering instant (ti),
- à assurer pour au moins le dispositif (3) ayant détecté l'apparition d'une source de bruits et vibrations, et le ou les dispositifs) de détection (3) voisin(s), la transmission vers le centre de contrôle (10), d'au moins la partie de chaque signal apparaissant pendant une période d'analyse (Ta) incluant l'instant de déclenchement (tj),- to ensure for at least the device (3) having detected the appearance of a source of noise and vibration, and the neighboring detection device (s) (3), transmission to the control center (10 ), at least the part of each signal appearing during an analysis period (Ta) including the trigger time (tj),
- à assurer par le centre de contrôle (10) :- to be provided by the control center (10):
• l'analyse desdits signaux datés, de manière à mesurer la différence temporelle (Δt) d'apparition d'une source de bruits et vibrations commune entre au moins deux dispositifs de détection (3), • et la localisation de la source de bruits et vibrations à partir de la vitesse de propagation de la source de bruits et vibrations dans la canalisation, de la distance (D) de séparation entre lesdits capteurs et de la différence temporelle mesurée (Δt).• the analysis of said dated signals, so as to measure the time difference (Δt) of the appearance of a common source of noise and vibration between at least two detection devices (3), • and the location of the source of noise and vibrations from the propagation speed of the noise source and vibrations in the pipe, the distance (D) of separation between said sensors and the measured time difference (Δt).
2 - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que :2 - Method according to claim 1, characterized in that:
- le premier dispositif (3), dit déclencheur, ayant détecté l'apparition d'une source de bruits et vibrations assure la transmission vers le centre de contrôle (10), de l'instant de déclenchement (ti),- the first device (3), called the trigger, having detected the appearance of a source of noise and vibration ensures the transmission to the control center (10), of the trigger instant (ti),
- le centre de contrôle (10) transmet au moins au(x) dispositifs) de détection voisin(s) du dispositif déclencheur, l'instant de déclenchement (ti), - les dispositifs de détection (3) pour lesquels est connu l'instant de déclenchement (ti), transmettent vers le centre de contrôle (10), chacun au moins la partie du signal daté apparaissant pendant une période d'analyse incluant l'instant de déclenchement (tj).- the control center (10) transmits at least to the detection device (s) adjacent to the triggering device, the triggering time (ti), - the detection devices (3) for which the trigger instant (ti), transmit to the control center (10), each at least the part of the dated signal appearing during an analysis period including the trigger instant (tj).
3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que : - chaque dispositif de détection (3) enregistre les signaux datés dans une mémoire tournante,3 - Method according to claim 2, characterized in that: - each detection device (3) records the dated signals in a rotating memory,
- et chaque dispositif de détection (3) pour lequel est connu l'instant de déclenchement (ti), transmet au centre de contrôle (10), la partie du signal daté apparaissant pendant la période d'analyse et avant son effacement par les valeurs suivantes du signal.- And each detection device (3) for which the triggering moment (ti) is known, transmits to the control center (10), the part of the dated signal appearing during the analysis period and before its erasure by the values following signal.
4 - Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque dispositif de détection (3) pour lequel est connu l'instant de déclenchement (ti), assure la transmission vers le centre de contrôle (10), d'au moins la partie du signal daté apparaissant pendant une période d'analyse (Ta) sensiblement centrée sur l'instant de déclenchement (ti).4 - Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that each detection device (3) for which is known the trigger instant (ti), ensures the transmission to the control center (10), at least the part of the dated signal appearing during an analysis period (Ta) substantially centered on the triggering instant (ti).
5 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à analyser les signaux datés en effectuant, dans un domaine fréquentiel déterminé, la détermination de l'énergie (E) de chaque signal dans cette bande et à la comparer à un seuil de déclenchement (si), en vue de détecter l'apparition d'une fuite. 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter l'apparition d'une fuite lorsque la valeur de l'énergie (E) de chaque signal dépasse le seuil de déclenchement pendant une durée déterminée (Ti). 7 - Procédé selon la revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à analyser les signaux datés en procédant à un échantillonnage desdits signaux pendant des périodes d'échantillonnage (te), de manière que les échantillons de chaque période soient ajoutés et comparés à des valeurs de seuil, en vue de détecter l'apparition d'un choc.5 - Method according to claim 1 or 2, characterized in that it consists in analyzing the dated signals by carrying out, in a determined frequency domain, the determination of the energy (E) of each signal in this band and in comparing it to a triggering threshold (si), in order to detect the appearance of a leak. 6 - Method according to claim 5, characterized in that it consists in detecting the appearance of a leak when the value of the energy (E) of each signal exceeds the triggering threshold for a determined duration (Ti). 7 - Method according to claims 1 or 2, characterized in that it consists in analyzing the dated signals by proceeding to a sampling of said signals during sampling periods (t e ), so that the samples of each period are added and compared with threshold values, in order to detect the appearance of a shock.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste pour chaque période d'échantillonnage, à comparer la somme des échantillons à une valeur de seuil négative et à une valeur de seuil positive au-delà desquelles un choc est détecté. 9 - Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il consiste :8 - Method according to claim 7, characterized in that it consists for each sampling period, to compare the sum of the samples to a negative threshold value and to a positive threshold value beyond which a shock is detected. 9 - Method according to claim 7 or 8, characterized in that it consists:
- à assurer, pour chaque dispositif (3) ayant détecté l'apparition d'un choc, la transmission vers les dispositifs de détection (3) voisins, d'au moins la partie du signal apparaissant pendant une période d'analyse (Ta) incluant l'instant de déclenchement (ti), - à assurer, pour chaque dispositif de détection (3) voisins, l'intercorrélation entre son signal daté et le signal daté transmis par le dispositif (3) ayant détecté l'apparition d'un choc,- ensuring, for each device (3) having detected the appearance of a shock, the transmission to the neighboring detection devices (3), of at least the part of the signal appearing during an analysis period (Ta) including the triggering instant (ti), - ensuring, for each neighboring detection device (3), the correlation between its dated signal and the dated signal transmitted by the device (3) having detected the appearance of a shock,
- et à analyser le signal intercorrélé en procédant à son échantillonnage pendant des périodes d'échantillonnage (te), de manière que les échantillons de chaque période soient ajoutés et comparés à des valeurs de seuil, en vue de détecter l'apparition d'un choc. 10 - Installation de détection et de localisation d'une source de bruits et vibrations (S) consécutive à un choc et/ou à une fuite intervenant sur une canalisation de transport (2) d'un fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte : - au moins deux dispositifs de détection (3) comportant chacun :- And to analyze the intercorrelated signal by sampling it during sampling periods (te), so that the samples from each period are added and compared to threshold values, in order to detect the appearance of a shock. 10 - Installation for detecting and locating a source of noise and vibration (S) following an impact and / or a leak occurring on a transport pipe (2) for a fluid, characterized in that it comprises : - at least two detection devices (3) each comprising:
• un capteur de grandeur acoustique ou vibratoire (4) destiné à être monté sur la canalisation (2) en un endroit séparé de l'endroit où est monté l'autre capteur, par une distance donnée (D),An acoustic or vibratory magnitude sensor (4) intended to be mounted on the pipe (2) at a location separated from the place where the other sensor is mounted, by a given distance (D),
• un système de réception (5) d'un signal de datation transmis par un réseau de transmission (6) commun auxdits dispositifs,A reception system (5) for a dating signal transmitted by a transmission network (6) common to said devices,
• des moyens (17) pour enregistrer et dater à l'aide du signal de datation, le signal électrique temporel délivré par chaque capteur, • un système de communication (9) avec un centre de contrôle (10) commun auxdits dispositifs (3) et apte à assurer la transmission vers le centre de contrôle, d'au moins la partie de chaque signal daté apparaissant pendant une période d'analyse incluant un instant de déclenchement correspondant à l'apparition d'une source de bruits et vibrations,Means (17) for recording and dating using the dating signal, the time electrical signal delivered by each sensor, • a communication system (9) with a control center (10) common to said devices (3) and capable of ensuring the transmission to the control center, of at least the portion of each dated signal appearing during a period of analysis including a triggering instant corresponding to the appearance of a source of noise and vibration,
• des moyens d'analyse (20) des signaux de manière à détecter l'apparition d'une source de bruits et vibrations à un instant de déclenchement (ti), - et un centre de contrôle (10) comportant :Means of analysis (20) of the signals so as to detect the appearance of a source of noise and vibration at a triggering instant (ti), and a control center (10) comprising:
• des moyens d'analyse des signaux datés de manière à mesurer la différence temporelle d'apparition d'une source de bruits et vibrations commune entre au moins deux dispositifs de détection,Means for analyzing the dated signals so as to measure the time difference in the appearance of a common source of noise and vibration between at least two detection devices,
• des moyens pour déterminer la localisation de la source de bruits et vibrations à partir de la vitesse de propagation de la source de bruits et vibrations dans la canalisation de la distance de séparation entre les capteurs et de la différence temporelle mesurée.• means for determining the location of the source of noise and vibrations from the propagation speed of the source of noise and vibrations in the channeling of the separation distance between the sensors and of the measured time difference.
11 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens d'analyse (20) comportent : - un filtre de sélection (31) de chaque signal délivré par un capteur, dans une bande fréquentielle donnée,11 - Installation according to claim 10, characterized in that the analysis means (20) comprise: - a selection filter (31) of each signal delivered by a sensor, in a given frequency band,
- des moyens (32) de détermination de l'énergie (E) de chaque signal dans la bande fréquentielle sélectionnée,- means (32) for determining the energy (E) of each signal in the selected frequency band,
- et des moyens de comparaison de cette énergie avec un seuil de déclenchement dont le dépassement est caractéristique de l'apparition d'une fuite.- And means for comparing this energy with a triggering threshold, the exceeding of which is characteristic of the appearance of a leak.
12 - Installation selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisée en ce que les moyens d'analyse (20) comportent :12 - Installation according to one of claims 10 or 11, characterized in that the analysis means (20) comprise:
- un filtre anti-repli (33) pour chaque signal délivré par un capteur (4), - des moyens d'échantillonnage de chaque signal pendant des périodes d'échantillonnage données, - des moyens de sommation des échantillons pendant chaque période d'échantillonnage,- an anti-kink filter (33) for each signal delivered by a sensor (4), - means for sampling each signal during given sampling periods, - means for summing the samples during each sampling period,
- et des moyens de comparaison de la valeur de la somme des échantillons à des valeurs négative et positive de seuil au-delà desquelles un choc est détecté.- And means for comparing the value of the sum of the samples with negative and positive threshold values beyond which a shock is detected.
13 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque dispositif de détection (3) comporte une mémoire tournante adaptée pour enregistrer cycliquement la partie de chaque signal daté apparaissant pendant une période d'analyse. 14 - Installation selon la revendication 10, caractérisée en ce que chaque dispositif de détection (3) comporte un système de réception (5) d'un signal de datation transmis par un réseau (6) de transmission G.P.S.. 13 - Installation according to claim 10, characterized in that each detection device (3) comprises a rotating memory adapted to cyclically record the part of each dated signal appearing during a period of analysis. 14 - Installation according to claim 10, characterized in that each detection device (3) comprises a reception system (5) of a dating signal transmitted by a network (6) of transmission G.P.S ..
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