NL1022994C2 - Werkwijze en inrichting voor het detecteren van lekken. - Google Patents

Description

% I Werkwijze en inrichting voor het detecteren ven lekken.

I 5 Het ie bekend lekken in vaten op te sporen door gebruik I te maken van een richtmicrofoon. Hierbij richt men een I richtmicrofoon met een zeer smalle richtbundel op een van lek I verdachte plaats van het op lek te onderzoeken vat. Van lek I verdachte plaatsen zijn bijvoorbeeld naden tussen de diverse I 10 onderdelen van het vat.

I Hierbij maakt men gebruik van het verschijnsel dat een I door een lek heen tredend gas een ruisend geluid opwekt. Bij I zeer grote lekken is het geruis zo groot dat het door het I menselijke oor waarneembaar is. Bij kleine lekken is dit niet I 15 meer het geval; enerzijds door de kleinere amplitude van de I ruis, en anderzijds door de hogere frequentieband van een I ^ door een klein lek opgewekt geluid. Met behulp van een microfoon is het geluid op te vangen, te versterken en waar I te nemen, bij voorbeeld na elektronische bewerking door het 20 weergeven ervan op een scherm, of door het opslaan ervan in I een geheugen of op een andere opslagmedium. Bovendien is het mogelijk het geluid zodanig te versterken en naar een andere I frequentiegebied te moduleren dat het wel voor het menselijke I oor waarneembaar is.

I 25 Dergelijke lekdetectie-inrichtingen en -werkwijzen I ontbreekt het desondanks aan gevoeligheid.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen I van een dergelijke werkwijze en inrichting waarbij een grotere gevoeligheid verkregen.

30 Dit doel wordt bereikt door de maatregelen volgens de conclusies. Hierbij maakt men gebruik van het verschijnsel dat het toevoeren van een energiebundel aan een ontsnappend gas het gevolg heeft - bij een geschikte keuze van de

IV

eigenschappen van de energiebundel - dat de bewegingsenergie van de ontsnappende gasdeeltjes wordt vergroot. Als gevolg daarvan zal het door de ontsnappende gasdeeltjes opgewekte geluidsniveau worden vergroot, zodat het gemakkelijker 5 waarneembaar is voor de richtmicrofoon en de daarmee gekoppelde apparatuur.

Er wordt hierbij op gewezen dat, alhoewel de uitvinding hiertoe geenszins is beperkt, de uitvinding zich leent voor lekonderzoek van met SF6 gevulde schakelaars. De hierbij 10 optredende lek is uiterst gering, maar door het verwachte inwerkingtreden van regelgeving op het gebied van maximale uitstoot van SF6, is het van belang het ontsnappen van SF6 door lekken zeer nauwkeurig te meten.

Het is dan ook aantrekkelijk gebruik te maken van een 15 energiestralingsbundel die zodanige eigenschappen heeft dat de bewegingsenergie van het ontsnappende SF6 sterk wordt vergroot door absorptie van de betreffende energiebundel. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het zogenaamde foto-akoestische effect. Dit is het effect dat absorptie van 20 stralingsenergie door gassen plaatsvindt waardoor de bewegingsenergie van deze gassen toeneemt. Men maakt hierbij bovendien gebruik van het feit dat in de omgeving, bijvoorbeeld in de buitenlucht geen of nauwelijks SF6 aanwezig is, zodat buiten het ontsnappende gas geen andere 25 deeltjes kunnen worden aangeslagen. Dit maakt een bijzonder nauwkeurige detectie mogelijk.

uit EP-A-0602119 is weliswaar eveneens een lekdetectieinrichting bekend welke gebruik maakt van hetzelfde foto-akoestische verschijnsel, doch hierbij worden 30 in een productiefaciliteit op lek te controleren voorwerpen met een opsporingsgas gevuld, en vervolgens stuk voor stuk onderworpen aan een lekonderzoek, waarbij het gehele voorwerp gelegen is binnen het vanggebied van de richtmicrofoon. De 3 I plaatsbepaling van een eventueel lek vindt slechte plaats I door de stralingsenergiebundel een aftastende beweging te I laten uitvoeren over te onderzoeken product. ' - I De uitvinding wijkt hiervan af door het feit dat de I 5 stralingsenergiebron is ingericht om tegelijkertijd met de I richtmicrofoon te worden bewogen, zodat het gebied waar de I stralingsenergie terecht komt, zoveel mogelijk samenvalt met I het vanggebied van de richtmicrofoon.

I Als gevolg van deze maatregel wordt de werkwijze en wordt I 10 de inrichting geschikt om reeds geïnstalleerde apparaten, I zoals met SF6 gevulde schakelaars aan een dergelijk I lekonderzoek te onderwerpen.

I Een andere maatregel betreft het feit gebruik gemaakt I wordt van een laserlichtenergiebundel. Laser biedt als gevolg I IS van zijn natuurlijke eigenschappen immers de mogelijkheid een zeer smalle gerichte bundel op te wekken. Hierbij kan, als I gevolg van dit gewenste absorptiespectrum van het te I detecteren gas, gebruik gemaakt worden van alle bekende typen I lasers. Om de inrichting hanteerbaar te houden heeft het I 20 echter de voorkeur gebruik te maken van eenvoudige lasers, I zoals halfgeleider-lasers of gas-alasers.

I Om het richten op dezelfde van lek verdachte plaats te vereenvoudigen, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een inrichting waarbij de richtmicrofoon en het 25 laseruitkoppelvlak geplaatst zijn in een zelfde, met de hand te hanteren element. Uiteraard zal dan sprake zijn van een I mate van parallax, doch dit valt door geschikte middelen te I compenseren.

I Het is overigens eveneens, zoals in bijgaande figuur is 30 weergegeven mogelijk te maken van een afzonderlijke richtmicrofoon en een afzonderlijke laserbundel. In het betreffende geval is de laserbundelbron opgenomen in een 1« 4 camera. Deze camera speelt voor het overige geen rol bij de onderhavige uitvinding.

Een ander verschil met de stand van de techniek is gelegen in het feit dat bij toepassing van SF6-schakelaars, 5 er geen afzonderlijke vulhandeling behoefd te worden uitgevoerd; SF6-schakelaars zijn van nature met SF6 gevuld. Het gaat er juist om de lekken van SF6 zoveel mogelijk te voorkomen door het detecteren van lekken en het herstellen van deze lekken.

10 Een andere maatregel welke de gevoeligheid sterk verbetert is het feit dat gebruik wordt gemaakt van een gepulste laser. Door toepassing van eén gepulste laser wordt de energieimpuls toegevoerd aan het ontsnappende gas, zodat telkens nadat het ontsnappende gas door een laserpuls 15 getroffen is, een 'explosie' van het ontsnappende gas plaatsvindt welke tot een 'relatieve knal' leidt die gemakkelijk door de richtmicrofoon kan worden waargenomen.

Bij voorkeur wordt hier gebruik gemaakt van synchronisatie met op de richtmicrofoon volgende filters en 20 andere elektronische apparatuur om daarmee achtergrondgeluiden weg te kunnen filteren.

In figuur 1 is een schakelaar 1 weergegeven die voorzien is van een naad 2. Het vermoeden bestaat dat de schakelaar 1 SF6 lekt. Hiertoe wordt een richtmicrofoon 3 op de 25 betreffende plaats gericht, terwijl een laserlichtbron 4 op dezelfde naad gericht wordt. Aldus is het, met een afzonderlijke richtmicrofoon en met een afzonderlijke energiebron mogelijk de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toe te passen.

30 Het heeft echter de voorkeur een gecombineerde inrichting 5 toe te passen zoals in figuur 2 is afgeheeld. Hierbij wordt de microfoon 3 en de laserbron 4 tegelijkertijd op de van lek verdachte plaats 2 gericht.

Claims (6)

1. Inrichting voor het detecteren van lekken in vaten waarbinnen een druk heerst die verschilt van de 5 omgevingsdruk, omvattende een met de hand hanteerbare richtmicrofoon voor het detecteren van bij een lek opgewekt geluid en met de richtmicrofoon gekoppelde weergavemiddelen Ivoor het weergeven van het door de richtmicrofoon opgevangen geluid, met het kenmerk, dat de richtmicrofoon gekoppeld is 10 met een stralingsenergiebron voor het toevoeren van stralingsenergie aan tenminste een deel van het gebied waarvan de geluiden door de richtmicrofoon worden waargenomen, welke stralingsenergie geschikt is voor het vergroten van de bewegingsenergie van het uit het lek 15 ontsnappende gas.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stralingsenergiebron door een laserenergiebron wordt gevormd.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 20 dat de inrichting is gedimensioneerd op het ontsnappen van zwavelhexafluoride uit elektrische vermogensschakelaars.

4. Werkwijze voor het detecteren van lekken in vaten, waarbinnen een druk heerst die verschilt van de omgevingsdruk, waarbij een gebruiker een richtmicrofoon op 25 een van lek verdachte plaats in het vat richt en het door de richtmicrofoon opgevangen geluid wordt weergegeven, met het kenmerk, dat een stralingsenergiebron op dezelfde, van lek verdachte plaats wordt gericht voor het daaraan toevoeren van een stralingsenergie met eigenschappen tot het vergroten van 30 de bewegingsenergie van het uit het lek ontsnappende gas.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, toet hét kenmerk,: dat H het richten van de stralingsenergiebron plaats vindt door het richten van de richtmicrofoon.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, 5 dat de werkwijze wordt gebruikt voor het detecteren van lekken in met zwavelhexaflüoride gevulde vermogensschakelaars.