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DE19701317A1 - Leak recognition in fluid pipeline system - Google Patents

Leak recognition in fluid pipeline system

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DE19701317A1
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Germany
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Peter Dipl Ing Renner
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Abstract

The method is carried out by first automatically determining the throughflow amount in the conventional manner. In the times of the lowest throughflow, the amount of fluid material flowing is computed over a longer time duration. Average values are computed, and these average values are monitored on slowly rising amounts. Extreme values exceeding the determined thresholds are not used for forming the average value. The evaluation unit esp. monitors for strong, sudden increases in the throughflow, and compares the amount flowing presently with the usual time of day maximum. It activates an alarm if the actual amount flowing reaches an amount which is higher than the max. amount.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erkennung von Lecks in Wasserleitungsrohren, insbesondere solchen, die zur Versorgung der Bevölkerung dienen.The invention relates to a device for detecting leaks in Water pipes, especially those that supply the Serve the population.

Die Erfindung kann aber auch in Rohrleitungssystemen zum Transport beliebiger flüssiger Stoffe, zum Beispiel in der chemischen Industrie, genutzt werden.The invention can also be used in piping systems for transport any liquid substances, for example in the chemical industry, be used.

In solchen Rohrleitungssystemen treten häufig Lecks und Undichtigkeiten auf, die zu beträchtlichen Verlusten führen. Solche Lecks können durch Alterung, Lochfraß, durch Verwerfungen des umgebenden Erdreichs, das zu Spannungen in den Rohren führt, wodurch Rohre bersten können, auftreten.Leaks and leaks often occur in such piping systems that lead to considerable losses. Such leaks can go through Aging, pitting, due to faults in the surrounding soil leads to tension in the pipes, which can cause pipes to burst, occur.

Diese Undichtigkeiten, auch wenn sie klein sind, können auf lange Sicht gesehen und bei einer größeren Anzahl solcher Undichtigkeiten zu beträchtlichen Verlusten führen.These leaks, even if they are small, can persist in the long run seen and with a large number of such leaks lead to considerable losses.

Auch aus ökologischer Sicht im Sinne eines sparsamen Wasserverbrauches sind solche Verluste höchst unerwünscht. Solche Verlustmengen bleiben mit den heutigen Mitteln, die zur Verfügung stehen, weitgehendst unerkannt. Dies ist dadurch zu erklären, daß die durchfließenden Flüssigkeitsmengen, z. B. in Wasserwerken, von dem Verbrauch einer Vielzahl von Haushalten und Industrieabnehmern bestimmt wird, dadurch stark schwankt und eine aufgepfropfte Verlustmenge somit nicht erkannt wird.Also from an ecological perspective in the sense of economical Water losses such losses are highly undesirable. Such loss amounts remain available with today's means stand, largely undetected. This can be explained by the fact that the flowing amounts of liquid, e.g. B. in waterworks from Consumption of a variety of households and industrial customers is determined, fluctuates strongly and a grafted Loss amount is therefore not recognized.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, solche Lecks und Undichtigkeiten aufzuspüren und dem Bedienungspersonal Hinweise zur Beseitigung zu geben.The invention is based, such leaks and the task To detect leaks and to inform the operating personnel about To give elimination.

Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß eine Meß- und Auswerteeinheit selbsttätig solche Zeiten für die Leckerkennung auswählt, in denen der Verbrauch, also der Durchfluß, sehr gering ist. Während der Zeiten niedrigen Verbrauches wird der Durchfluß über einen längeren Zeitraum erfaßt, der durchschnittliche Verbrauch errechnet, wobei Ausreißer, die bestimmte Grenzen überschreiten nicht für die Mittelwertbildung herangezogen und über einen längeren Zeitraum durch die Auswerteeinheit beobachtet werden.This happens according to the invention in that a measuring and Evaluation unit automatically selects such times for leak detection, in which the consumption, i.e. the flow, is very low. During the At times of low consumption, the flow becomes longer Period recorded, the average consumption calculated, whereby Outliers that do not exceed certain limits for the Averaging used over a longer period of time the evaluation unit can be observed.

Weiterhin untersucht die Auswerteeinheit starke, sprunghafte Erhöhungen, vergleicht die dann fließende Menge mit der üblichen zu der jeweiligen Tageszeit fließenden Menge. Schließlich wird geprüft, ob es kurze Phasen gibt, in denen keine Flüssigkeit durch die Rohrleitung unter Berücksichtigung des üblichen Wasserdruckes fließt.Furthermore, the evaluation unit examines strong, sudden increases, compares the then flowing amount with the usual to the respective Flowing time of day. Finally, it is checked whether there are short phases there are no liquid underneath through the pipeline Taking into account the usual water pressure flows.

Der Verbrauch ist zur Nachtzeit bzw. zu Zeiten eines geringen Verbrauchs nicht konstant. Es läßt sich jedoch, wenn man einen längeren Zeitraum betrachtet, ein durchschnittlicher Verbrauch, der sich in engen Grenzen hält, ermitteln. Dabei ist die Einrichtung so gestaltet, daß Ausreißer, die außerhalb bestimmter Grenzwerte liegen, bei der Ermittlung des durchschnittlichen Verbrauchs eliminiert werden. Solche Ausreißer können zum Beispiel bei dem Füllen eines Schwimmbades auftreten.The consumption is at night or at times of low consumption not constant. It does, however, if you have a long period of time considered, an average consumption that is within narrow limits holds, investigate. The facility is designed so that outliers that are outside certain limit values when determining the average consumption can be eliminated. Such outliers can for example when filling a swimming pool.

Steigt der durchschnittliche so ermittelte Verbrauch schleichend an, so lassen sich kleine Undichtigkeiten diagnostizieren.If the average consumption determined in this way increases gradually, then small leaks can be diagnosed.

Tritt nun ein starker, plötzlicher Anstieg auf und geht dieser zusätzliche Verbrauch in einem angemessenen Zeitraum nicht wieder zurück, so kann es sich um eine plötzlich auftretende Undichtigkeit handeln. Diese kann zum Beispiel durch Verwerfungen im Erdreich, wodurch Rohre bersten, entstehen. In einem solchen Fall ist es sehr zweckmäßig, die Auswerteeinheit mit einer Alarmgebung zu verbinden.If a strong, sudden increase now occurs and this additional increases Consumption in a reasonable period of time can not return there is a sudden leak. This can for example due to faults in the ground, causing pipes to burst, arise. In such a case, it is very convenient to To connect the evaluation unit with an alarm system.

In vielen Fällen wirkt aber das das Rohr umgebende Füllmaterial als eine zusätzliche Dichtung, und es ergibt sich trotz eines Lecks nur ein geringer, leicht ansteigender Verlust. Das flüssige Medium sucht sich dann seinen Weg und spült das das Rohr umgebende Füllmaterial nach und nach aus, so daß sich eine steigende bis sprunghaft ansteigende Durchflußmenge ergibt. In many cases, however, the filling material surrounding the pipe acts as one additional seal, and despite a leak there is little, slightly increasing loss. The liquid medium then looks for its Away and gradually rinses out the filling material surrounding the pipe, so that there is an increasing to abruptly increasing flow rate results.  

Wenn an einer Meßstelle, auch während einer kurzen Zeit, normaler Leitungsdruck vorausgesetzt, kein Durchfluß stattfindet, so kann dieser Leitungsstrang mit seinen folgenden Verzweigungen als dicht diagnostiziert werden.If normal at a measuring point, even for a short time Provided line pressure, no flow takes place, it can Wiring harness with its subsequent branches diagnosed as tight will.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematische Abbildung mit weiteren Erfindungsmerkmalen näher beschrieben:The following is an embodiment of the invention below Reference to the schematic figure with others Features of the invention described in more detail:

1 ist eine Meßstelle von mehreren Meßstellen, die in dem Rohrleitungssystem verteilt sind und den jeweiligen Durchfluß erfassen, zwischenspeichern und vorauswerten. 1 is a measuring point of several measuring points, which are distributed in the pipeline system and record, temporarily store and pre-evaluate the respective flow.

2 stellt eine Meßstelle an einem Hochbehälter dar. Hier wird neben dem Durchfluß auch der Leitungsdruck gemessen. 2 represents a measuring point on an elevated tank. In addition to the flow, the line pressure is also measured here.

3 ist die zentrale Auswertestation. 3 is the central evaluation station.

4 ist der Netzwerkadapter, der die Meßdaten aus den verschiedenen Übertragungswegen sammelt und an den Auswerte-PC weiterleitet. 4 is the network adapter, which collects the measurement data from the various transmission paths and forwards them to the evaluation PC.

5 ist die Kabelverbindung zu denjenigen Meßstellen, die über Datenkabel (Kabelnetz) mit dem Netzwerkadapter 4 verbunden sind. 5 is the cable connection to those measuring points which are connected to the network adapter 4 via data cables (cable network).

6 führt zu Meßstellen, die über Telefonleitungen mit dem Netzwerkadapter 4 verbunden sind. 7 führt zu Meßstellen, die über Funkstrecken mit dem Netzwerkadapter 4 verbunden sind. 6 leads to measuring points which are connected to the network adapter 4 via telephone lines. 7 leads to measuring points which are connected to the network adapter 4 via radio links.

Somit werden in dieser Einrichtung die Daten von den einzelnen Meßstellen 1 durch Datenkabel, durch Telefonleitungen und Funkstrecken übertragen.Thus, the data from the individual measuring points 1 are transmitted in this device by data cables, by telephone lines and radio links.

Der Aufbau der Meßstellen ist weitgehend identisch. Die durchfließende Wassermenge wird durch einen Wasserzähler in Form von zum Durchfluß proportionalen Impulsen einer Elektronik in der Meßstelle zugeführt. Diese speichert die Wassermenge während konstanter Zeitintervalle in einzelnen Datenpaketen ab. Diese Datenpakete werden von der Datenzentrale 3 z. B. 1× täglich abgerufen und ausgewertet.The structure of the measuring points is largely identical. The amount of water flowing through is fed through a water meter in the form of pulses proportional to the flow to electronics in the measuring point. This stores the amount of water in constant data packets in individual data packets. These data packets are from the data center 3 z. B. accessed and evaluated once a day.

Die Datenerfassungseinheit der einzelnen Meßstellen prüft diese Datenpakete auf Grenzwerte. Diese Grenzwerte werden zeitabhängig verändert und sind vom maximal auftretenden normalen Durchfluß zur jeweiligen Stunde abhängig und werden mit einen Zuschlag über den Maximalwert hinaus vorgegeben.The data acquisition unit of the individual measuring points checks them Data packets to limit values. These limits become time-dependent changed and are from the maximum normal flow to depending on the hour and are subject to a surcharge over the Maximum value specified.

Wird dieser Grenzwert an irgendeiner Meßstelle überschritten, so entsteht eine außergewöhnliche Situation, die auf einen großen Wasserverlust durch ein Leck schließen läßt. Tritt ein solcher Zustand ein, so meldet sich die Auswerte-Elektronik in den einzelnen Meßstellen und sendet sofort eine Information über sein Netzwerk an den Netzwerkadapter 4 und weiterhin an die Auswerte-Einheit 3. Dort wird ein Alarm ausgelöst, der falls das Personal nicht präsent ist, auf ein Personenrufsystem umgeleitet wird.If this limit value is exceeded at any measuring point, an unusual situation arises which indicates a large loss of water due to a leak. If such a condition occurs, the evaluation electronics reports to the individual measuring points and immediately sends information about its network to the network adapter 4 and further to the evaluation unit 3 . An alarm is triggered there, which is redirected to a paging system if the staff is not present.

Claims (6)

1. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die durchfließende Menge in an sich bekannter Weise automatisch erfaßt wird, daß in Zeiten des niedrigsten Durchflusses die durchfließende Menge über einen längeren Zeitraum erfaßt wird, Durchschnittswerte errechnet werden und diese Durchschnittswerte auf langsam steigende Mengen untersucht werden, wobei Ausreißer, die bestimmte Grenzen überschreiten, nicht für die Mittelwertbildung herangezogen werden.1. The method, measuring, evaluation, and output unit for leak detection in piping systems for liquid substances, characterized in that the amount flowing through is automatically detected in a manner known per se that in times of the lowest flow rate, the amount flowing through is detected over a longer period of time average values are calculated and these average values are examined for slowly increasing quantities, outliers which exceed certain limits are not used for averaging. 2. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit nach starken, sprunghaften Erhöhungen sucht, vergleicht die dann fließende Menge mit der zu der jeweiligen Tageszeit üblichen maximalen Menge und löst einen Alarm aus, wenn die tatsächlich fließende Menge um einen Betrag höher ist als die Maximalmenge.2. Method, measuring, evaluation, and output unit for leak detection in Pipe systems for liquid substances according to claim 1, characterized characterized that the evaluation unit after strong, erratic Looking for increases, then compares the amount flowing with that to the usual maximum amount at the respective time of day and triggers an alarm, if the amount actually flowing is greater than that Maximum quantity. 3. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit nach Phasen sucht, in denen keine Flüssigkeit durch die Rohrleitung, unter Berücksichtigung des üblichen Wasserdruckes, strömt.3. Method, measuring, evaluation, and output unit for leak detection in Pipe systems for liquid substances according to claims 1 and 2, characterized in that the evaluation unit searches for phases in which no liquid through the pipeline, taking into account the usual water pressure flows. 4. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem üblichen tageszeitbezogenen Verbrauch stark überschreitende Menge zu einer sofortigen Reaktion in der Auswerteeinheit mit Alarmgebung führt. 4. Method, measuring, evaluation and output unit for leak detection in piping systems for liquid substances according to claims 1 to 3, characterized in that the usual quantity exceeding the time of day an immediate reaction in the evaluation unit with alarm leads.   5. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsmengen mit an sich bekannten Flüssigkeitszählern, die für die durchfließende Menge proportionale Impulszahlen liefern, erfaßt werden, diese Daten in eine Datenzentrale übertragen, dort in einer Auswerteeinheit ausgewertet und die Ergebnisse auf den Mensch-Maschine Schnittstellen wie Bildschirm und Drucker ausgegeben werden.5. Method, measuring, evaluation, and output unit for leak detection in piping systems for liquid substances according to claims 1 to 4, characterized in that the amounts of liquid per se well-known liquid meters for the flow rate Provide proportional pulse counts, capture this data in transmit a data center, there in an evaluation unit evaluated and the results on man-machine Interfaces such as screen and printer are output. 6. Verfahren, Meß-, Auswerte-, und Ausgabeeinheit zur Leckerkennung in Rohrleitungssystemen für flüssige Stoffe nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alarm entsprechend Anspruch 2 auf ein Personenruf-System umgeleitet wird, wenn die Datenzentrale nicht besetzt ist.6. Method, measuring, evaluation, and output unit for leak detection in piping systems for liquid substances according to claims 1 to 5, characterized in that an alarm according to claim 2 is redirected to a paging system when the data center is not occupied.
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