ES2495490A1

ES2495490A1 - Method of detection of the sealing in tanks, perfected (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2495490A1
Application number: ES201330580A
Authority: ES
Inventors: Francisco Borja RUIZ BLANCO; Mariano PÉREZ ABADÍA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2033-04-22
Also published as: ES2495490B2

Abstract

Improvements introduced in the patent of invention p200803003 by: method of detection of the tightness of deposits, being useful in the ultrasonic detection of losses of liquid products in tanks, for which a microphone is introduced in the aerial part and another microphone in the liquid part of the deposit, having a first phase of capture of noise at atmospheric pressure and a second phase with vacuum in the tank, and dividing both phases into a period of "calibration" and a period of "detection", the improvements being directed to the detection of leaks in the liquid zone, so that in the period of "calibration", both in the phase at atmospheric pressure and in the vacuum phase, the maximum and minimum energies of the captured frames are calculated and two values are obtained of "severity" depending on whether the relationship between the maximum and the minimum energy of the analysis of the frames of this period exceeds a certain threshold "T" and continues the first and second phases indicated will be "detected". (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

Mejoras introducidas en la patente de invención P200803003 por: Método de detección de la estanqueidad en depósitos. Improvements introduced in the invention patent P200803003 by: Method of detection of the tightness in tanks.

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OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a unas mejoras introducidas en el objeto de la Patente de Invención P200803003 por: método de detección de la estanqueidad de depósitos, siendo de especial 10 utilidad para la detección de la estanqueidad de depósitos contenedores de productos líquidos, tales como carburantes, aceite, etc., que tienen una parte líquida y otra aérea, de forma que las mejoras hacen referencia a la detección de fugas en la zona líquida del depósito o contenedor. The following invention, as expressed in the statement of the present specification, refers to improvements introduced in the object of the Invention Patent P200803003 by: method of detection of the tightness of deposits, being especially useful for the detection of the tightness of liquid product container tanks, such as fuels, oil, etc., which have a liquid and an aerial part, so that the improvements refer to the detection of leaks in the liquid area of the tank or container.

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CAMPO DE APLICACIÓN SCOPE

En la presente memoria se describen unas mejoras introducidas en el objeto de la patente P200803003 por: método de detección de la estanqueidad de depósitos, las cuales son de aplicación en depósitos contenedores de productos líquidos y en especial de carburantes, 20 para la detección de fugas en la zona líquida del mismo. The present specification describes improvements introduced in the object of the patent P200803003 by: method of detecting the tightness of deposits, which are applicable in containers containing liquid products and especially fuel, 20 for leak detection in the liquid zone of it.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Como ya se indica en la patente principal P200803003, en la actualidad existen equipos de 25 detección de fugas en depósitos basados en dos técnicas: la despresurización temporal y ultrasónica, de forma que los equipos basados en ultrasonidos despresurizan artificialmente el depósito lo que hace que el aire exterior tienda a penetrar en el interior del depósito a través de posibles orificios. As already indicated in the main patent P200803003, there are currently equipment for leak detection in tanks based on two techniques: temporary and ultrasonic depressurization, so that ultrasonic-based equipment artificially depressurizes the tank, which makes the Outside air tends to penetrate inside the tank through possible holes.

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Así, el paso del aire por los posibles orificios produce un sonido ultrasónico que puede ser captado por transductores colocados en el interior del depósito, de manera que si el orificio se encuentra en la parte aérea, por encima del nivel del líquido, se produce un característico continuo silbido en el tiempo por lo que técnicas de promediado en frecuencia como el PSD (Power Spectral Density) son las más adecuadas para caracterizar el sonido producido, 35 mientras que si el orificio se encuentra en la parte líquida se produce un burbujeo cuyo sonido corresponde a un impulso temporal (impulso concentrado en el tiempo), por lo que su análisis más adecuado será mediante un análisis temporal. Thus, the passage of air through the possible holes produces an ultrasonic sound that can be captured by transducers placed inside the tank, so that if the hole is in the aerial part, above the level of the liquid, a Characteristic continuous whistle over time so that frequency averaging techniques such as PSD (Power Spectral Density) are the most appropriate to characterize the sound produced, 35 while if the hole is in the liquid part a bubbling occurs whose sound It corresponds to a temporary impulse (impulse concentrated in time), so its most appropriate analysis will be through a temporary analysis.

Así, cuando la fuga se encuentra en la zona líquida el burbujeo ascendente desde el orificio 40 de la fuga hasta la superficie, produce un sonido impulsivo no constante en el tiempo, sino circunscrito en un periodo muy corto de tiempo, que puede estimarse menor a 800 ms. que al ascender a la superficie produce un característico sonido puntual y discontinuo. Thus, when the leak is in the liquid zone, the ascending bubbling from the hole 40 of the leak to the surface produces an impulsive sound not constant in time, but circumscribed in a very short period of time, which can be estimated less than 800 ms that when ascending to the surface produces a characteristic punctual and discontinuous sound.

Asimismo, otra incidencia a tener presente, tal y como igualmente se hacía referencia en la 45 patente principal P200803003, es la debida a los sonidos producidos en el exterior del depósito, tales como los referidos al paso de vehículos, máquinas trabajando en las proximidades y otros ruidos que pueden perturbar las medidas a realizar en la detección de posibles fugas en depósitos. Also, another incident to keep in mind, as also referred to in the main patent P200803003, is due to the sounds produced outside the tank, such as those referred to the passage of vehicles, machines working in the vicinity and other noises that may disturb the measures to be taken in the detection of possible leaks in deposits.

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Igualmente, podemos indicar que, tal como se expresa en la patente principal, para la detección de posibles fugas en la zona aérea de un depósito, se distinguían dos fases, una primera fase de captura de datos a presión atmosférica y una segunda fase de captura de Likewise, we can indicate that, as expressed in the main patent, for the detection of possible leaks in the aerial area of a tank, two phases were distinguished, a first phase of data capture at atmospheric pressure and a second phase of capture from

datos a presión negativa o vacío, de forma que en ambas fases se distinguen también dos periodos de tiempo definidos por un periodo de calibración y un periodo de detección. negative or empty pressure data, so that in both phases two time periods defined by a calibration period and a detection period are also distinguished.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

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De esta forma, en la presente memoria se describen unas mejoras referidas al objeto de la Patente de Invención P200803003 y cuyas mejoras están dirigidas a la detección de fugas en la zona líquida de un depósito o tanque contenedor de productos líquidos, tales como combustibles, aceites u otros, de forma que, partiendo de que en la zona aérea y en la zona líquida se ha introducido el correspondiente micrófono, en este caso, los medios de 10 detección están asociados al micrófono de la zona líquida y, al igual que el método relativo a la zona aérea, el método utilizado en la zona líquida se basa en una primera fase de captura de señal de ruido a presión atmosférica en el depósito y una segunda fase con vacío en el depósito, estando constituidos los medios de detección, igualmente, por un amplificador, comunicado con el micrófono de la zona líquida, un filtro paso bajo antialiasing, un 15 digitalizador y un microprocesador. In this way, the present specification describes improvements related to the object of the Invention Patent P200803003 and whose improvements are directed to the detection of leaks in the liquid zone of a reservoir or container tank of liquid products, such as fuels, oils or others, so that, on the basis that the corresponding microphone has been introduced in the air zone and in the liquid zone, in this case, the detection means are associated with the microphone in the liquid zone and, like the method relative to the air zone, the method used in the liquid zone is based on a first phase of capturing noise signal at atmospheric pressure in the tank and a second phase with vacuum in the tank, the detection means being constituted, likewise, by an amplifier, communicated with the microphone of the liquid zone, an antialiasing low pass filter, a digitizer and a microprocessor.

Asimismo, las dos fases de captura de señal, contaminada por ruido, se divide en un primer periodo de “calibración” y un segundo periodo de “detección” con un significado similar. Likewise, the two phases of signal capture, contaminated by noise, are divided into a first period of "calibration" and a second period of "detection" with a similar meaning.

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Así, en una primera fase de captura de datos a presión atmosférica se establece el nivel de referencia (base) de ruido de fondo estacionario y en la segunda fase se realiza la captura en vacío de manera que el aire externo al depósito o tanque tiende a introducirse por los posibles indeseados orificios por los que se producen las fugas de líquido, de forma que el aire que penetra por dichos indeseados orificios produce un burbujeo asociado a un 25 característico ruido que, como hemos indicado previamente, es un impulso concentrado en el tiempo (pico). Thus, in a first phase of atmospheric pressure data capture the reference level (base) of stationary background noise is established and in the second phase the vacuum capture is performed so that the air outside the tank or tank tends to introduced through the possible unwanted holes through which the liquid leaks occur, so that the air that penetrates through these unwanted holes produces a bubbling associated with a characteristic noise that, as we have indicated previously, is a time-concentrated impulse (peak).

Por otra parte, así como en el caso de las fugas en la zona aérea estas condiciones de vacío producían un sonido constante en el tiempo (silbido), en el caso de fuga en la zona 30 líquida el burbujeo produce un sonido impulsivo no constante en el tiempo, sino circunscrito en un periodo muy corto de tiempo (las pruebas realizadas indican que este tiempo es menor de 800 ms). On the other hand, as in the case of leaks in the air zone, these vacuum conditions produced a constant sound over time (whistle), in the case of leakage in the liquid zone 30 the bubbling produces a non-constant impulsive sound in the time, but circumscribed in a very short period of time (the tests carried out indicate that this time is less than 800 ms).

Por esta diferencia de naturaleza del sonido producido, se ha podido constatar que el 35 análisis tanto para la detección de fugas como para la eliminación de ruidos externos al sistema debe hacerse de forma temporal, a diferencia de como se hacía en la detección en la parte aérea donde se realizó un análisis frecuencias mediante la obtención de la Densidad Espectral de Potencia (PSD, Power Spectral Density). Due to this difference in the nature of the sound produced, it has been found that the analysis both for the detection of leaks and for the elimination of external noises to the system must be done on a temporary basis, unlike in the detection of the part Aerial where a frequency analysis was performed by obtaining the Power Spectral Density (PSD).

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Asimismo, como ya se ha comentado, en cada una de las fases se distinguen dos periodos de tiempo, de forma que en el primer periodo se realiza una estimación de las potencias recibidas calculando el máximo (Max) y mínimo (Min) en términos de energía, mediante la fórmula ya descrita en la patente principal P200803003 de: P<(Max+(R-1) x Min)/R (siendo “R” el factor de severidad) y se realiza una discriminación de las tramas capturadas en el 45 segundo periodo (detección) que será descrito seguidamente. Likewise, as already mentioned, in each of the phases two time periods are distinguished, so that in the first period an estimation of the powers received is made by calculating the maximum (Max) and minimum (Min) in terms of energy, by the formula already described in the main patent P200803003 of: P <(Max + (R-1) x Min) / R (where "R" is the severity factor) and discrimination is made of the frames captured in second period (detection) that will be described below.

Así, la presente invención se basa, precisamente, en introducir una mejora en el periodo de detección de la zona líquida, de forma que se distinguen dos valores diferentes de severidad (R1 y R2) que dependerán de la relación entre energía máxima del registro 50 temporal (Max) y energía mínima (Min). Thus, the present invention is based precisely on introducing an improvement in the detection period of the liquid zone, so that two different severity values (R1 and R2) are distinguished that will depend on the relationship between maximum energy of the register 50 temporal (Max) and minimum energy (Min).

Así, tal como hemos indicado en la presente memoria, se describen unas mejoras en la Thus, as we have indicated herein, some improvements in the

detección de fugas en depósitos contenedores de productos líquidos, de utilidad en la detección ultrasónica de pérdidas de líquido en depósitos y tanques contenedores de productos líquidos, siendo entre otros posibles productos, carburantes, aceites u otros, para lo cual se introduce un micrófono en la parte aérea y otro micrófono en la parte líquida del depósito, habiendo una primera fase de captura de ruido a presión atmosférica en el 5 depósito y una segunda fase con vacío en el depósito, por unos medios de detección asociados al micrófono de la parte líquida del depósito, cuyos medios de detección se constituyen por un amplificador al que se comunica el micrófono, un filtro paso bajo antialiasing, un digitalizador y un microprocesador, y dividiéndose ambas fases en un primer periodo de “calibración” y un segundo periodo de “detección” para la eliminación del ruido 10 ultrasónico interferente. leak detection in liquid product container tanks, useful in the ultrasonic detection of liquid losses in liquid product container tanks and tanks, among other possible products, fuels, oils or others, for which a microphone is introduced into the aerial part and another microphone in the liquid part of the tank, there being a first phase of atmospheric pressure noise capture in the tank and a second phase with vacuum in the tank, by means of detection associated with the microphone of the liquid part of the tank tank, whose detection means are constituted by an amplifier to which the microphone communicates, a low-pass filter antialiasing, a digitizer and a microprocessor, and dividing both phases in a first period of "calibration" and a second period of "detection" for eliminating interfering ultrasonic noise 10.

Partiendo de esta técnica las mejoras hacen referencia a que en el periodo de “calibración”, tanto en la fase a presión atmosférica como en la fase de vacío, se calculan las energías máximas y mínimas de las tramas capturadas y se obtienen dos valores de “severidad” en 15 función de si la relación entre el máximo y el mínimo energético del análisis de las tramas de este periodo supera un cierto umbral “T”, de forma que: Based on this technique, the improvements refer to the fact that in the “calibration” period, both in the atmospheric pressure phase and in the vacuum phase, the maximum and minimum energies of the captured frames are calculated and two values of “ severity ”depending on whether the relationship between the maximum and the minimum energy of the analysis of the frames of this period exceeds a certain threshold“ T ”, so that:

 si Max/Min ≤ T el valor de “severidad” es R1 y está asociado a un ambiente “silencioso”, y;  if Max / Min ≤ T the value of “severity” is R1 and is associated with a “quiet” environment, and;

 si Max/Min > T el valor de “severidad” es R2 y está asociado a un 20 ambiente “ruidoso”,  if Max / Min> T the value of “severity” is R2 and is associated with a “noisy” environment,

calculando un umbral igual a: calculating a threshold equal to:

 (Max+(R-1) x Min)/R, donde R corresponderá al valor de R1 o R2 obtenido previamente,  (Max + (R-1) x Min) / R, where R will correspond to the value of R1 or R2 previously obtained,

 en el periodo de “detección” de la primera fase se obtiene una base de referencia 25 que servirá de estimación del ruido estacionario del sistema promediando los valores energéticos de las tramas que han superado el proceso de discriminación fijado por el parámetro de severidad obtenido durante el periodo de “calibración”,  in the “detection” period of the first phase, a reference base 25 is obtained that will serve to estimate the stationary noise of the system by averaging the energy values of the frames that have exceeded the discrimination process set by the severity parameter obtained during the "calibration" period,

 en el periodo de “detección” de la segunda fase para realizar el cálculo energético por trama se obtiene la FFT (Transformada Rápida de Fourier) y para el análisis de 30 registro temporal se parte del registro temporal obtenido y es restado punto a punto por el valor de la base calculada durante el periodo de detección de la primera fase.  in the “detection” period of the second phase to perform the energy calculation per frame, the FFT (Fast Fourier Transform) is obtained and for the analysis of the temporary record, the temporary record obtained is taken and subtracted point by point by the value of the base calculated during the detection period of the first phase.

Por otra parte, en el periodo de detección de la primera fase a presión atmosférica se obtiene una base de referencia que servirá de estimación del ruido estacionario del sistema 35 promediando los valores energéticos de las tramas que han superado el proceso de discriminación fijado por el parámetro de severidad obtenido durante el periodo de calibración en esta fase, de manera que para realizar el cálculo energético por trama se obtiene una primera FFT (Transformada Rápida de Fourier) y se integra entre los valores de frecuencia establecidos por configuración, cuyas frecuencias se fijan entre 3000 Hz y 10000 40 Hz. On the other hand, in the period of detection of the first phase at atmospheric pressure a reference base is obtained that will serve to estimate the stationary noise of the system 35 by averaging the energy values of the frames that have passed the discrimination process set by the parameter of severity obtained during the calibration period in this phase, so that to perform the energy calculation per frame a first FFT (Fast Fourier Transform) is obtained and is integrated between the frequency values established by configuration, whose frequencies are set between 3000 Hz and 10000 40 Hz.

En el periodo de detección de la segunda fase en vacío para realizar el cálculo energético por trama se obtiene una segunda FFT (Transformada Rápida de Fourier) y se integra entre los valores de frecuencia establecidos por configuración y cuyas frecuencias se fijan entre 45 3000 Hz y 10000 Hz, de manera que cada muestra de energía obtenida de esta forma formará parte del registro temporal (array de muestras) de longitud configurable, habiéndose establecido esta longitud en 2000 muestras. In the period of detection of the second phase in vacuum to perform the energy calculation per frame, a second FFT (Fast Fourier Transform) is obtained and is integrated between the frequency values established by configuration and whose frequencies are set between 45 3000 Hz and 10,000 Hz, so that each sample of energy obtained in this way will be part of the time register (array of samples) of configurable length, this length having been established in 2000 samples.

Para el análisis de registro temporal en el periodo de detección de la segunda fase en vacío, 50 se parte del registro temporal obtenido y es restado punto a punto por el valor de la base calculada durante el periodo de detección de la primera fase, consistiendo dicho registro temporal en una secuencia de valores alrededor de un valor de energía promedio que se ve For the analysis of temporary registration in the detection period of the second phase in a vacuum, 50 is based on the temporary registration obtained and is subtracted point by point by the value of the base calculated during the detection period of the first phase, which consists temporal record in a sequence of values around an average energy value that is seen

incrementado cuando el micrófono sumergido detecta, o bien un ruido externo al sistema, o bien un burbujeo debido a una fuga en la parte líquida del tanque, manifestándose estos sonidos capturados como picos en el registro temporal. increased when the submerged microphone detects, either a noise external to the system, or a bubbling due to a leak in the liquid part of the tank, manifesting these captured sounds as peaks in the time register.

Los picos en el registro temporal son detectados por un proceso de binarización por umbral, 5 establecido en 2dB, y el posterior análisis de las transiciones del registro resultante, cuyas transiciones marcarán el comienzo y el final de cada pico, permitiendo conocer tanto el número de picos producidos en el registro temporal como la anchura de cada uno de ellos, de forma que los picos menores en anchura de un valor predeterminado se considerarán asociados a burbujeo, el resto se considerará ruido externo indeseado. 10 The peaks in the temporal register are detected by a threshold binarization process, set at 2dB, and the subsequent analysis of the transitions of the resulting register, whose transitions will mark the beginning and end of each peak, allowing to know both the number of peaks produced in the temporal record as the width of each one of them, so that peaks smaller in width of a predetermined value will be considered associated with bubbling, the rest will be considered unwanted external noise. 10

Finalmente, el proceso creará un nuevo registro temporal donde se indique las potencias de cada pico asociado al burbujeo (punto medio) habiéndose eliminado los picos derivados de un ruido externo indeseado, así como los picos menores en anchura del valor predeterminado próximos a los bordes del registro inicial y los próximos temporalmente a un 15 pico identificado como ruido externo, resultando un perfil formado por una secuencia de picos estrechos, de forma que los picos cuya amplitud superen un primer umbral intermedio son promediados con el fin de obtener un valor medio de la energía de burbujeo y este valor promedio es de nuevo comparado con un umbral final, y si el valor promedio en amplitud es superior al umbral final se considerará que el sistema analizado sufre de una fuga en la 20 parte líquida. Finally, the process will create a new temporary register indicating the powers of each peak associated with the bubbling (midpoint) having eliminated the peaks derived from an unwanted external noise, as well as the smaller peaks in width of the predetermined value near the edges of the initial registration and those temporarily close to a peak identified as external noise, resulting in a profile formed by a sequence of narrow peaks, so that the peaks whose amplitude exceeds a first intermediate threshold are averaged in order to obtain an average value of the bubbling energy and this average value is again compared to a final threshold, and if the average value in amplitude is greater than the final threshold, the analyzed system will be considered to suffer from a leak in the liquid part.

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar, y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de planos, en cuyas figuras de forma ilustrativa y 25 no limitativa, se representan los detalles más característicos de la invención. In order to complement the description that is going to be carried out below, and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, the present descriptive report is accompanied by a set of drawings, in whose figures illustratively and not limiting, the most characteristic details of the invention are represented.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DESIGNS

Figura 1. Muestra una vista de un depósito contenedor de un producto líquido en el que se 30 ha dispuesto un primer micrófono en la zona aérea y un segundo micrófono en la zona líquida, mediante los cuales se detectarán, mediante el procesamiento y análisis de la señal capturada, las posibles fugas en la zona aérea y en la zona líquida, respectivamente. Figure 1. It shows a view of a container container of a liquid product in which a first microphone has been arranged in the aerial zone and a second microphone in the liquid zone, by means of which they will be detected, by processing and analyzing the signal captured, possible leaks in the air zone and in the liquid zone, respectively.

Figura 2. Muestra una vista de la cadena de captura de la señal tanto por el micrófono aéreo 35 como por el sumergido en el líquido, compartiendo la cadena de amplificación y digitalización. Figure 2. Shows a view of the signal capture chain both by the aerial microphone 35 and by the submerged in the liquid, sharing the amplification and digitization chain.

Figura 3. Muestra una vista de un esquema del procesamiento seguido en el periodo de calibración en el que se calculan las energías máximas y mínimas de las tramas capturadas, 40 siendo cada trama, aproximadamente, de 80 ms. Figure 3. It shows a view of a processing scheme followed in the calibration period in which the maximum and minimum energies of the captured frames are calculated, each frame being approximately 80 ms.

Figura 4. Muestra una vista de un esquema del procesamiento seguido en el periodo de detección sin vacío, esto es, a presión atmosférica Figure 4. Shows a view of a processing scheme followed in the detection period without vacuum, that is, at atmospheric pressure

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Figura 5. Muestra una vista de un esquema del procesamiento seguido en el periodo de detección con vacío. Figure 5. Shows a view of a processing scheme followed in the vacuum detection period.

Figura 6. Muestra una vista de un esquema del análisis de registro temporal durante el periodo de detección con vacío. 50 Figure 6. Shows a view of a scheme of the temporal record analysis during the vacuum detection period. fifty

Figura 7. Muestra una vista de un diagrama correspondiente al proceso completo seguido hasta el cálculo base en la fase de captura de datos a presión atmosférica, esto es, sin Figure 7. It shows a view of a diagram corresponding to the complete process followed until the base calculation in the phase of data capture at atmospheric pressure, that is, without

vacío. empty.

Figura 8. Muestra una vista de un diagrama correspondiente al proceso completo seguido hasta el análisis del registro temporal y detección de fugas en la zona líquida del depósito, con vacío. 5 Figure 8. It shows a view of a diagram corresponding to the complete process followed until the analysis of the temporary record and leak detection in the liquid area of the tank, with vacuum. 5

Figuras 9 y 10. Muestran respectivas gráficas relativas al registro temporal capturado y el resultado de detección de picos relativos a los puntuales burbujeos. Figures 9 and 10. They show respective graphs related to the temporal record captured and the result of detection of peaks relative to the specific bubbles.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE 10 DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT 10

A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada podemos observar cómo, tal y como se indicaba en el objeto de la patente principal P200803003, partiendo del estado de la técnica conocido para evaluar las posibles pérdidas de fluido existentes, en el que en un depósito 1 contenedor de productos líquidos, tales como 15 carburante u otros, se tiene una parte líquida y otra aérea, se introducen una pareja de micrófonos, un primer micrófono o transductor 2 en la parte aérea y un segundo micrófono o transductor 3 en la parte líquida y se dispone de unos medios de detección, así como de una bomba de vacío 4. In view of the aforementioned figures and in accordance with the numbering adopted we can observe how, as indicated in the object of the main patent P200803003, based on the state of the known art to evaluate the possible losses of existing fluid, in the that in a tank 1 container of liquid products, such as fuel or others, there is a liquid and an aerial part, a pair of microphones, a first microphone or transducer 2 are introduced in the aerial part and a second microphone or transducer 3 in the liquid part and detection means are available, as well as a vacuum pump 4.

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Por otra parte, como también es conocido de la patente principal P200803003, en el método de detección de fugas se definen dos fases de operación: On the other hand, as it is also known from the main patent P200803003, two phases of operation are defined in the leak detection method:

 una primera fase consiste en la captura de ruido, por parte de los transductores instalados en el depósito 1, a presión atmosférica no 25 existiendo tendencia a entrar el aire al interior. En este registro se captura una señal que contiene el ruido térmico de los elementos electrónicos y el ruido de cuantificación del digitalizador. El resultado obtenido es una representación en la frecuencia de este estado que es considerado la base de referencia, y; 30  a first phase consists of the capture of noise, by the transducers installed in the tank 1, at atmospheric pressure, there is no tendency to enter the air inside. This register captures a signal that contains the thermal noise of the electronic elements and the quantizer noise of the digitizer. The result obtained is a representation in the frequency of this state that is considered the baseline, and; 30

 una segunda fase en la que se realiza la captura de ruido bajo condiciones de vacío, cuyo vacío artificial introducido en el tanque o depósito 1 crea en posibles orificios que se encuentren por encima del nivel de liquido una tendencia a que el aire penetre dentro del tanque 35 produciendo un silbido característico, mientras que si se encuentran en la zona líquida se producirá un burbujeo provocando un sonido impulsivo no constante en el tiempo, sino circunscrito en un periodo muy corto de tiempo (pico) y que puede evaluarse menor a 800 ms.  a second phase in which noise capture is carried out under vacuum conditions, whose artificial vacuum introduced into the tank or reservoir 1 creates in holes that are above the liquid level a tendency for the air to penetrate into the tank 35 producing a characteristic whistle, while if they are in the liquid zone a bubbling will occur causing an impulsive sound not constant in time, but circumscribed in a very short period of time (peak) and that can be evaluated less than 800 ms .

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Además, cada una de estas dos fases se divide a su vez en dos periodos definidos para poder reducir adecuadamente los ruidos externos indeseados, correspondiendo a un primer periodo de “calibración” y a un segundo periodo de “detección”. In addition, each of these two phases is divided in turn into two defined periods to adequately reduce unwanted external noise, corresponding to a first period of "calibration" and a second period of "detection."

Como consecuencia de la diferente naturaleza del sonido producido en la zona líquida, se 45 ha podido constatar que el análisis tanto para la detección de fugas como para la eliminación de ruidos externos al sistema debe hacerse de forma temporal, a diferencia de como se hacía en la detección en la parte aérea donde se realizó un análisis frecuencias mediante la obtención de la Densidad Espectral de Potencia (PSD, Power Spectral Density). 50 As a consequence of the different nature of the sound produced in the liquid zone, it has been found that the analysis for both leak detection and the elimination of noise outside the system must be done temporarily, unlike in the case of the detection in the aerial part where a frequency analysis was performed by obtaining the Power Spectral Density (PSD). fifty

Como ya es conocido por lo descrito en la patente principal en el primer periodo (calibración) se realiza una estimación de las potencias recibidas de manera que se calcula As is already known by what is described in the main patent in the first period (calibration) an estimation of the powers received is made so that it is calculated

el máximo (Max) y mínimo (Min) en términos de energía, mediante la fórmula P<(Max+(R-1) x Min)/R (siendo R el factor de severidad) se realiza una discriminación de las tramas capturadas en el segundo periodo (detección) que será descrito seguidamente. the maximum (Max) and minimum (Min) in terms of energy, using the formula P <(Max + (R-1) x Min) / R (where R is the severity factor) discrimination is made of the frames captured in the second period (detection) that will be described below.

Así, la mejora introducida en la presente invención se basa en distinguir dos valores 5 diferentes de severidad (R1 y R2) que dependerán de la relación entre energía máxima del registro temporal (Max) y mínima (Min), teniendo por tanto un factor de severidad “R1” para Max/Min ≤ T y factor de severidad “R2” para Max/Min > T, siendo “T” un umbral de decisión, de manera que la severidad “R1” se asociará a un ambiente "silencioso" y la severidad “R2” se asociará a un ambiente "ruidoso". 10 Thus, the improvement introduced in the present invention is based on distinguishing two different severity values (R1 and R2) that will depend on the relationship between the maximum energy of the time register (Max) and minimum (Min), thus having a factor of severity "R1" for Max / Min ≤ T and severity factor "R2" for Max / Min> T, "T" being a decision threshold, so that severity "R1" will be associated with a "quiet" environment and the severity "R2" will be associated with a "noisy" environment. 10

De acuerdo con las figuras adjuntas se puede observar como en la figura 2 se muestra la cadena de captura de la señal, tanto del primer micrófono 2 de la parte aérea como del segundo micrófono 3 de la parte líquida, compartiendo la cadena de captura mediante un relé 5 comandado desde el interfaz de usuario de la aplicación que procesa la señal en el 15 PC con objeto de seleccionar el micrófono deseado, pudiendo observar cómo, la citada cadena de captura, se basa en un amplificador 6 de bajo ruido con un filtro 7 paso bajo antialiasing previo a un digitalizador 8 de alta resolución que se conecta directamente con un procesador 9. According to the attached figures, it can be seen how in figure 2 the signal capture chain is shown, both of the first microphone 2 of the aerial part and of the second microphone 3 of the liquid part, sharing the capture chain by means of a Relay 5 commanded from the user interface of the application that processes the signal on the 15 PC in order to select the desired microphone, being able to observe how, the said capture chain, is based on a low noise amplifier 6 with a filter 7 Low pass antialiasing prior to a high resolution digitizer 8 that connects directly to a processor 9.

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En la figura 3 se muestra el procesamiento en el periodo de “calibración” establecido en configuración y fijado por defecto a 10 segundos, en cuyo periodo se produce la segmentación en tramas 10 de la señal recibida, normalmente 80 ms cada trama, procediéndose a continuación al cálculo de la energía 11 y al cálculo de las energías máximas y mínimas 12 de las tramas capturadas (normalmente 80 ms cada trama). Tras el 25 cálculo de dichas energías se procederá, en el bloque de cálculo de severidad 13, a la obtención de dos valores de severidad R1 y R2 dependiendo de si la relación entre el máximo y el mínimo energético a lo largo del análisis de las tramas de este periodo supera un cierto umbral "T". Figure 3 shows the processing in the “calibration” period established in configuration and set by default to 10 seconds, in which period the segmentation in frames 10 of the received signal occurs, normally 80 ms each frame, proceeding next to the calculation of the energy 11 and to the calculation of the maximum and minimum energies 12 of the captured frames (normally 80 ms each frame). After the calculation of said energies, in the severity calculation block 13, two severity values R1 and R2 will be obtained depending on whether the relationship between the maximum and the minimum energy throughout the analysis of the frames of this period exceeds a certain threshold "T".

30 30

Los dos valores de severidad R1 y R2 se obtienen de la siguiente manera: The two severity values R1 and R2 are obtained as follows:

 si Max/Min ≤ T entonces el valor de severidad es R1 y está asociado a un ambiente silencioso.  if Max / Min ≤ T then the severity value is R1 and is associated with a quiet environment.

 si Max/Min > T entonces el valor de severidad es R2 y está asociado a un 35 ambiente ruidoso.  if Max / Min> T then the severity value is R2 and is associated with a noisy environment.

En el último bloque 14 del esquema se calcula el valor de umbral de discriminación a aplicar en el periodo de “detección”, ya descrito en la patente principal, substituyendo el valor R de severidad por el valor de severidad R1 o R2 obtenido previamente. 40 In the last block 14 of the scheme, the discrimination threshold value to be applied in the "detection" period, already described in the main patent, is calculated, substituting the severity value R for the severity value R1 or R2 previously obtained. 40

La figura 4 de los diseños se corresponde con el periodo de “detección” de la primera fase sin vacío, durante el cual se obtiene una base de referencia que servirá de estimación del ruido estacionario del sistema. Para ello se promedian los valores energéticos de las tramas 18 que han superado un primer proceso de discriminación 15 fijado por el parámetro de 45 severidad R1 o R2 obtenido durante el periodo de “calibración” en esta fase y para realizar el cálculo energético por trama 17 se obtiene una primera FFT (Transformada Rápida de Fourier) 16 y se integra entre los valores de frecuencia establecidos por configuración. Por defecto estas frecuencias se fijan entre 3000 Hz y 10000 Hz. Figure 4 of the designs corresponds to the period of “detection” of the first phase without vacuum, during which a reference base is obtained that will serve to estimate the stationary noise of the system. For this, the energy values of the frames 18 that have passed a first discrimination process 15 set by the severity parameter R1 or R2 obtained during the "calibration" period in this phase and to perform the energy calculation per frame 17 are averaged. a first FFT (Fast Fourier Transform) 16 is obtained and is integrated between the frequency values set by configuration. By default these frequencies are set between 3000 Hz and 10000 Hz.

50 fifty

En la figura 5 de los diseños se corresponde al periodo de “detección” de la segunda fase, al igual que en el periodo de ”detección” de la primera fase, se calcula una segunda FFT (Transformada Rápida de Fourier) 20, a partir de las tramas que han superado el proceso In figure 5 of the designs it corresponds to the "detection" period of the second phase, as in the "detection" period of the first phase, a second FFT (Fast Fourier Transform) 20 is calculated, from of the frames that have passed the process

de discriminación 19, obteniéndose la muestra de energía de las tramas recibidas 21 entre las frecuencias establecidas en configuración, de forma que por defecto estas frecuencias se fijan entre 3000 Hz y 10000 Hz. Cada muestra de energía obtenida de esta forma formará parte del registro temporal 22 (array de muestras) de longitud configurable, habiéndose establecido esta longitud en 2000 muestras. El análisis 23 de este registro 5 temporal será el que determine la presencia de fugas en el sistema. of discrimination 19, obtaining the energy sample of the received frames 21 between the frequencies established in configuration, so that by default these frequencies are set between 3000 Hz and 10000 Hz. Each sample of energy obtained in this way will be part of the time register 22 (sample array) of configurable length, this length having been established in 2000 samples. Analysis 23 of this temporary record 5 will determine the presence of leaks in the system.

En la figura 6 de los diseños se muestra el análisis de registro temporal durante el periodo de “detección” de la segunda fase, de forma que partiendo del registro temporal 23 obtenido, tal como se ha descrito en la figura anterior, este registro temporal 23 es restado 10 punto a punto por el valor de la base 24, calculada durante el periodo de “detección” de la primera fase como se ha descrito en la figura 4. Figure 6 of the designs shows the analysis of the temporary record during the “detection” period of the second phase, so that starting from the temporary record 23 obtained, as described in the previous figure, this temporary record 23 10 point to point is subtracted by the value of base 24, calculated during the "detection" period of the first phase as described in Figure 4.

El aspecto del registro temporal es mostrado en la figura 9 y el mismo consiste en una secuencia de valores alrededor de un valor de energía promedio. Este valor promedio se ve 15 incrementado cuando el segundo micrófono 3 sumergido detecta, o bien un ruido externo al sistema, o bien un burbujeo debido a una fuga en la parte líquida del tanque. Estos sonidos capturados se manifiestan como picos en el registro temporal. The aspect of the temporal record is shown in Figure 9 and it consists of a sequence of values around an average energy value. This average value is increased when the second submerged microphone 3 detects either a noise external to the system, or a bubbling due to a leak in the liquid part of the tank. These captured sounds manifest themselves as peaks in the temporal record.

El sistema detecta estos picos a través de un proceso de binarización 25 por umbral (por 20 defecto se ha establecido un umbral de 2dB) y el posterior análisis de las transiciones del registro resultante 26. Estas transiciones marcarán el comienzo y el final de cada pico, de manera que se podrá averiguar tanto el número de picos producidos en el registro temporal como la anchura 27 de cada uno de los picos siendo discriminados 28 los picos menores en anchura de 800 ms por considerarlos asociados a burbujeo, el resto se considerará ruido 25 externo indeseado. The system detects these peaks through a binarization process 25 per threshold (a threshold of 2dB has been established by default) and the subsequent analysis of the transitions of the resulting record 26. These transitions will mark the beginning and end of each peak , so that both the number of peaks produced in the time register and the width 27 of each of the peaks can be ascertained, 28 peaks smaller in width of 800 ms being discriminated because they are considered associated with bubbling, the rest will be considered noise 25 Unwanted external

El proceso creará un nuevo registro temporal donde se indique las potencias de cada pico asociado al burbujeo (punto medio 29) y donde se habrán eliminado los picos derivados de un ruido externo indeseado, asimismo, se eliminarán los picos menores en anchura de 800 30 ms próximos a los bordes del registro inicial debido a que pudieran corresponder a la parte final o inicial de un pico más ancho e, igualmente, serán eliminados los picos menores en anchura de 800 ms próximos temporalmente a un pico identificado como ruido externo. Esta última discriminación se establece a través de un porcentaje (fijado por defecto al 10%) con respecto de la anchura del pico debido al ruido externo, es decir, si se produce un pico cuya 35 anchura es < 800 ms muy cerca de los límites de un pico cuya anchura es > 800 ms aquel se descartará por qué se puede confundir con las componentes iniciales o finales del ruido externo. El resultado de esta discriminación se muestra en la figura 10 donde se ve que el pico más ancho ha desaparecido del perfil y también ha desaparecido un pico estrecho a la izquierda del pico ancho por estar aquel próximo a éste. 40 The process will create a new temporary register where the powers of each peak associated with the bubbling are indicated (midpoint 29) and where the peaks derived from an unwanted external noise will have been eliminated, likewise, the smaller peaks in width of 800 30 ms will be eliminated close to the edges of the initial record because they could correspond to the final or initial part of a wider peak and, similarly, peaks smaller in width of 800 ms will be eliminated temporarily near a peak identified as external noise. This last discrimination is established through a percentage (set by default to 10%) with respect to the width of the peak due to external noise, that is, if there is a peak whose width is <800 ms very close to the limits of a peak whose width is> 800 ms that will be ruled out because it can be confused with the initial or final components of the external noise. The result of this discrimination is shown in Figure 10 where it is seen that the widest peak has disappeared from the profile and a narrow peak to the left of the wide peak has also disappeared because it is next to it. 40

El perfil resultante estará formado por una secuencia de picos estrechos. Los picos cuya amplitud superen un primer umbral intermedio son promediados en el bloque 30 con el fin de obtener un valor medio de la energía de burbujeo. Este valor promedio obtenido en el bloque 30 es de nuevo comparado con un umbral final 31, de forma que si el valor promedio 45 es superior al umbral final se considerará que el sistema analizado sufre de una fuga en la parte líquida. The resulting profile will be formed by a sequence of narrow peaks. The peaks whose amplitude exceed a first intermediate threshold are averaged in block 30 in order to obtain an average value of the bubbling energy. This average value obtained in block 30 is again compared to a final threshold 31, so that if the average value 45 is greater than the final threshold, the analyzed system will be considered to suffer from a leak in the liquid part.

En la figura 7 de los diseños se representa el diagrama completo de la primera fase 1, esto es, a presión atmosférica, donde se calcula la base energética de referencia. 50 Figure 7 of the designs shows the complete diagram of the first phase 1, that is, at atmospheric pressure, where the reference energy base is calculated. fifty

Finalmente en la figura 8 de los diseños se representa el diagrama completo de la segunda fase, esto es, con vacío, en cuya segunda fase se substrae la base para eliminar el ruido Finally, in figure 8 of the designs the complete diagram of the second phase is represented, that is, with vacuum, in whose second phase the base is removed to eliminate noise

estacionario y donde se analiza el perfil del registro temporal mediante los pasos: Binarización, detección de picos, calculo de anchura de picos, discriminación por anchura, determinación del punto medio del pico (posición), promediado de valor de picos, umbralización final. stationary and where the profile of the temporal record is analyzed by the steps: Binarization, peak detection, calculation of peak width, discrimination by width, determination of the midpoint of the peak (position), averaged peak value, final thresholding.

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Claims

1st.- METHOD OF DETECTION OF THE SEALING IN DEPOSITS, being useful in the ultrasonic detection of liquid losses in deposits, such as fuels, oil and others, for which a microphone is introduced in the aerial part and another 5 microphone in the liquid part of the tank, there being a first phase of noise capture at atmospheric pressure and a second phase with vacuum in the tank, by means of detection associated with the microphone of the liquid part of the tank, whose detection means are constituted by an amplifier to which the microphone communicates, an anti-aliasing low pass filter, a digitizer and a microprocessor, and dividing both phases into a "calibration" period and a "detection" period to eliminate interfering ultrasonic noise, characterized in that :

 in the “calibration” period, both in the atmospheric pressure phase and in the vacuum phase, the maximum and minimum energies (12) of the captured frames are calculated and two “severity” values (13) are obtained in function of whether the relationship between the maximum and the minimum energy of the analysis of the frames of this period exceeds a certain threshold "T", so that:

 if Max / Min ≤ T the value of “severity” is R1 and is associated with a “quiet” environment, and;

 if Max / Min> T the value of “severity” is R2 and is associated with a “noisy” environment,

calculating a threshold equal to:

 (Max + (R-1) x Min) / R, where R will correspond to the value of R1 or R2 previously obtained,

 in the “detection” period of the first phase, a reference base 25 is obtained that will serve to estimate the stationary noise of the system by averaging the energy values of the frames (18) that have passed a first established discrimination process (15) by the severity parameter obtained during the “calibration” period of the first phase by performing the energy calculation per frame (17) to obtain a first FFT (Fast Fourier Transform) (16), 30

 in the “detection” period of the second phase to perform the energy calculation per frame, a second FFT (Fast Fourier Transform) (20) is obtained from the frames of a second discrimination process (19) and for the Temporary record analysis (23) is based on the temporary record obtained (22) and is subtracted point by point by the value of the base calculated during the detection period of the first phase.

2nd.- METHOD OF DETECTION OF THE SEALING IN DEPOSITS, according to the 1st claim, characterized in that in the period of detection of the first phase at atmospheric pressure a reference base is obtained that will serve to estimate the stationary noise 40 of the system by averaging the energy values of the frames (18) that have passed a first discrimination process (15) set by the severity parameter R1 or R2 obtained during the calibration period in this first phase, so that to perform the energy calculation per frame ( 17) a second FFT (Fast Fourier Transform) is obtained and integrated between the frequency values set by configuration.

3rd.- METHOD OF DETECTION OF THE SEALING IN DEPOSITS, according to the 1st claim, characterized in that a second FFT 50 (Fast Fourier Transform) is obtained in the detection period of the second phase in vacuum to perform the energy calculation per frame. (20) from the frames of a second discrimination process (19) obtaining the energy sample of the frames received (21) between

the frequency values established by configuration, so that each energy sample obtained in this way will be part of the time register (22) (array of samples) of configurable length.

4th.- METHOD OF DETECTION OF THE SEALING IN DEPOSITS, according to claim 5, characterized in that for the analysis of temporary registration in the detection period of the second phase in a vacuum, the temporary record (23) obtained in the previous phase and is subtracted point by point by the value of the base (24) calculated during the detection period of the first phase, said temporary record (23) consisting of a sequence of values around an average energy value that is seen increased by 10 when the second submerged microphone (3) detects, either a noise external to the system, or a bubbling due to a leak in the liquid part of the tank, manifesting these captured sounds as peaks in the time register.

5th.- METHOD OF DETECTION OF THE SEALING IN DEPOSITS, according to claim 1, characterized in that the peaks in the temporary register are detected by a binarization process (25) by threshold, established in 2dB, and the subsequent analysis of the transitions of the resulting register (26), whose transitions will mark the beginning and the end of each peak (26), allowing to know both the number of peaks produced in the temporal register and the width (27) and amplitude of each of them, of so that the 20 peaks smaller in width of a predetermined value discriminated in the block (28) will be considered associated to bubbling, the rest will be considered unwanted external noise.

6th.- METHOD OF DETECTION OF SEALING IN DEPOSITS, according to claims 4 and 5, characterized in that the process will create a new temporary register 25 indicating the powers (amplitude) of each peak associated with bubbling (midpoint of peaks) in the block (29), the peaks derived from an unwanted external noise have been eliminated, as well as the smaller peaks in width of the predetermined value close to the edges of the initial register and those temporarily close to a peak identified as external noise, resulting in a formed profile by a sequence of narrow peaks, so that the peaks whose amplitude exceed a first intermediate threshold are averaged in amplitude in order to obtain an average value of the bubbling energy and this average value is again compared to a final threshold, and if the average value is higher than the final threshold, the analyzed system will be considered to suffer from a leak in the liquid part.

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