NO813758L - Fremgangsmaate og anordning for lekkasjedetektering i beholdere - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og en anordning for detektering av lekkasje i beholdere, f.eks. rørledninger.

Når en lekkasje oppstår i en fluidfylt beholder opptrer der et trykkfall i fluidet. Trykkfallet fortsetter sålenge som lekkasjen fortsetter og forplantes oppstrøms og nedstrøms med lydhastigheten i fluidet fra lekkasjestedet i form av en trinnendring i trykk som imidlertid, dersom det dreier seg om en mindre lekkasje, vil være av liten størrelse, f.eks. i stør-relsesorden 0,1 % av det totale trykk i beholderen. Det er kjent å foreta overvåking av slike endringer med sikte på å kunne påvise eventuell lekkasje, og det er også kjent å beregne posisjonen til en lekkasje ved å anordne to eller flere trykkovervåkingsstasjoner langs en rørledning, og beregne posisjonen til en lekkasje ved et punkt mellom stasjonene ut fra ankomst-tidene for den trinnendring i trykk som forplantes fra lekkasjen.

De anvendte trykkovervåkingsstasjoner har vært basert på innføring av trykkfølere gjennom beholderveggene. Dette har med-ført betydelige utgifter og en viss mulighet for lekkasjer ved eventuelle feil i monteringen eller avtetningen av trykkføleren.

Montering og utskifting av trykkfølerne er også vanskelig eller umulig dersom beholderen er i bruk.

Denne oppfinnelse omfatter nye detektorer for overvåking av trinnendringer i trykket i en beholder som omfatter organer på beholderens utside for detektering av en endring i beholderens dimensjoner og et filter som er innrettet til å slippe gjennom fra nevnte organer stort sett bare signaler som er karakteristiske for dimensjonelle endringer som følge av et i beholderen opptredende trykkfall som skjer med en minstehastighet på 0,005 og fortrinnsvis 0,01 bar pr. sekund som ikke følges av en trykkstigning ved denne minste hastighet innen 0,05 sekund. Filteret avviser fortrinnsvis signaler med høyere frekvens enn 20 Hz og helst frekvenser større enn 10 Hz eller 4 Hz for å eliminere interferens, og organer er hensiktsmessig anordnet for ignorering av signaler under en terskelamplitude. Filteret vil hensiktsmessig slippe gjennom signaler i området 0,1 til 20, fortrinnsvis 0,1 til 10 og helst 0,1 til 4 Hz.

Organene for detektering av en endring i beholderens dimensjoner kan være et aksellerometer som overvåker aksellerasjon av beholderveggen, organer for avføling av endringer i beholde rens resonansegenskaper som følge av dimensjonelle endringer, eller organer for detektering av endringer, eller organer for detektering av endringer i beholderens krumning, f.eks. organer for detektering av endringer i lystap i et optisk fiber på beholderens overflate som følge av endringer i dens krumning, men er fortrinnsvis en strekklapp som er innrettet til å avføle endringer i beholderens omkrets.

Detektorene kan anvendes i forbindelse med.ét lekkasje-detekteringssystem som omfatter et signalbehandlingssystem som er innrettet til å måle amplituden i et signal fra detektorene og avgi en alarm som reaksjon på signaler som er større enn den forutbestemte størrelse. Dersom to eller flere detektorer er anordnet ved suksessive stasjoner langs en rørledning, kan signalbehandlingssystemet omfatte organer for på samme måte å behandle signaler fra begge detektorer og for frembringelse av et signal som indikerer posisjonen til en lekkasje i avhengighet av tidsforholdet mellom detekteringssignalene.

Anordningen ifølge oppfinnelsen omfatter hensiktsmessig én, to eller flere strekklapper som er festet til beholderens utvendige overflate. Et signal som indikerer endringer i beholderens omkrets kan oppnås ved å feste én eller flere strekklapper til små sektorer av beholderen. Strekklappene dekker stort sett hele beholderens omkrets. Strekklappene er hensiktsmessig koplet i serie over en strekklapp-forsterker. Fortrinnsvis be-nyttes fire eller flere strekklapper plassert diametralt motsatt i forhold til hverandre for minst mulig mekanisk interferens. Strekklappene er fortrinnsvis av piezo-motstands-halvledertype og strekklapp-forsterkeren måler da motstanden over strekklapp-settet og avgir et utgangssignal til førnevnte filter.

Strekklappene er hensiktsmessig omgitt av en elektrostatisk skjerm f.eks. en skjerm av aluminiumfolie, og er hensiktsmessig festet til røret. Elektrostatskjermen er hensiktsmessig forbundet med strekklappene ved hjelp av et klebemiddel.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives i tilknytning til den medfølgende tegning der figur 1 viser et tverrsnitt gjennom et rør som er utstyrt med en detektor ifølge oppfinnelsen og figur 2 viser en skjematisk anskueliggjørelse av et prøvesystem ifølge oppfinnelsen.

Figur 1 viser et tverrsnitt gjennom et rør 1 som er omgitt av fire strekklapper 2, 3, 4 og 5 av piezo-motstands-halvledertype, forbunet i serie via en strekklapp-forsterker 6, som avgir et utgangssignal i avhengighet av motstanden over strekklappene. Strekklappene 2, 3, 4 og 5 er fastlimt til rørets 1 overflate med et epoksylim og er omgitt av en elektrostatisk skjerm 7 i form av en aluminiumfolie som er limt til strekklappene med et epoksylim. Skjermens enkeltseksjoner er elektrisk forbundet ved hjelp av ledninger 8, 9 og 10. Skjermen kan alternativt lages kontinuerlig.

Figur 2 viser en rørledning 1 og detektorer 11 og 12 som beskrevet i forbindelse med figur 1. Utgangssignalene fra strekklapp-forsterkerne 13 og 14 mates til signalbehandlings-systemer 15 og 16 som inneholder 0,1 til 4 Hz båndpassfiltere som er sammenkoplet, ved en forbindelse 17.

Anordningens virkemåte er som følger:

Ved normal drift varierer strekklappenes motstand ved frekvenser som ligger utenfor 0,1 - 4 Hz-området og signalbehand-lingsfilteret avviser slike variasjoner. Dersom imidlertid en lekkasje oppstår mellom detektorene vil et trykkfall som skri-ver seg fra lekkasjen forplantes som en front til begge detektorer. Filteret overfører et signal som er proporsjonalt med trykkfallet som en eksponensielt avtagende sinusbølge til hvert signalbehandlingssystem. Signalenes ankomsttid sammenlignes i signalbehandlingssystemene som eventuelt kompenserer for fluid-strømmen i røret og som avgir et signal i avhengighet av det tidsrom som detekteres, hvilket signal indikerer lekkasjens posisjon.

Organer kan være anordnet for avvisning av eksponensielt avtagende sinusbølger med en amplitude mindre enn en forutbestemt verdi for å unngå avgivelse av lekkasjeindikasjoner når der opptrer andre trykkvariasjoner i forbindelse med normal rør-ledningsdrift.

For enkel montasje på eksisterende beholdere er det hensiktsmessig å anvende et bånd for fastspenning rundt beholderen og montere organene for detektering av endringer i beholderens dimensjoner på dette. På denne måte oppnås en god forbindelse mellom nevnte organer og båndet under kontrollerte forhold. Båndet blir så spent fast rundt beholderen.

Båndet kan hensiktsmessig være en slangeklemme. Innretnin- gen for detektering av endringer i beholderens dimensjoner kan være omgitt av en potteblanding for å beskytte den mot fuktighet og støt, og om ønskelig kan en elektrostatisk skjerm også være anordnet rundt enheten, idet denne kan være utformet i ett med båndet eller tilføyet senere.

Denne form av. oppfinnelsen er vist i figur 3 som viser et tverrsnitt gjennom et rør 18 rundt hvilket er festet en slangeklemme 19 til hvilken fire strekklapper 30, 31, 32 og 33 er fastlimt ved hjelp av et epoksylim. Strekklappene er nedsenket i og slangeklemmen er omgitt av et bånd av fleksibel pottehar-. piks 21 og er elektrisk koplet i serie ved hjelp av ledninger 22, 23, 24, 28 og 29 som ligger i harpiksen, tvers over strekklapp-f orsterkeren 25. Slangeklemmen er festet rundt røret 18 ved hjelp av strammeskrueanordningen 26. En elektrostatisk skjerm 27 omgir det bøyelige harpiksbånd.

Denne utføringsform av oppfinnelsen kan anvendes på samme måte som tidligere beskrevet i forbindelse med anordningen vist på figur 1 og 2.

Lekkasjer fra rørledningen bevirker trykkfall i rørlednin-gen som opptrer med en minstehastighet på 0,005 bar pr. sekund, som ikke følges av en trykkstigning ved denne minste hastighet innen 0,05 sekunder.

Claims (11)

1. Detektor for overvåking av trinnendringer i trykket i en beholder, karakterisert ved at den omfatter organer på beholderens utside for detektering av en endring i beholderens dimensjoner, og et filter som er innrettet til å slippe gjennom fra nevnte organer stort sett bare signaler som er karakteristiske for dimensjonsendringer som følge av et trykkfall som opptrer i beholderen med en minstehastighet på 0,005 bar pr. sekund som ikke følges av en trykkstigning ved denne minste hastighet innen 0,05 sekunder.

2. Detektor ifølge krav 1, karakterisert ved at filteret bare slipper gjennom signaler i området 0,1 til 4 Hz.

3. Detektor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at organene på beholderens utside for detektering av en endring i beholderens dimensjoner omfatter én eller flere strekklapper som er innrettet til å avføle endringer i beholderens omkrets.

4. Detektor ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter et signalbehandlingssystem som er innrettet til å måle amplituden til et signal fra detektoren og til å gi alarm som reaksjon på signaler som er større enn en forutbestemt verdi.

5. Detektor ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter fire eller flere strekklapper plassert diametralt motsatt hverandre.

6. Detektor ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter strekklappper omgitt av en elektrostatisk skjerm.

7. Detektor ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at den omfatter et bånd for fastspenning rundt en beholder og organer montert på båndet for detektering av endringer i beholderens dimensjoner.

8. Detektor ifølge krav 7, karakterisert ved at båndet er en jubelklemme og organene for detektering av endringer i beholderens dimensjoner er omgitt av en potteblanding for å beskytte den mot fuktighet og støt.

9. Beholdere, karakterisert ved at de omfatter detektorer for lekkasjer som angitt i et av de foregående krav.

10. Apparat for detektering av lekkasjer i rørledninger, karakterisert ved at det omfatter to eller flere detektorer som angitt i et av kravene 1 til 9 beliggende ved suksessive stasjoner langs rørledningen og organer for behand-ling av signaler fra begge detektorer og for avgivelse av et signal som indikerer posisjonen til den lekkasje i avhengighet av tidsforholdet mellom de detekterte signaler.

11. Fremgangsmåte for avføling av lekkasjer i beholdere, karakterisert ved at der fra beholderens utside detekteres dimensjonelle endringer som følge av trykkfall som opptrer i beholderen ved en minstehastighet på 0,005 bar pr. sekund som ikke følges av en trykkstigning ved denne minste hastighet innen 0,05 sekunder.