DE888378C

DE888378C - Vorrichtung zum Feststellen von Fluessigkeitsverlusten

Info

Publication number: DE888378C
Application number: DED11633A
Authority: DE
Inventors: Robert Edouard A Despiegelaere
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-25
Filing date: 1952-02-22
Publication date: 1953-08-31
Also published as: LU31360A1; BE502847A; NL98684C; FR1061773A; GB707191A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung! zum Feststellen und! genügend genauen Orten von Flüssigkeitsverlusten in Leitungs- oder Kanalisationsnetzen.

Um solche Aufgaben zu erfüllen, müssen solche Vorrichtungen auf folgende Fragen Antwort geben können: Treten in dem Leitungsnetz Verluste auf? Wie groß sind diese Verluste? Wo befindet sich der Fehlerort?

Eine Antwort auf diese Fragen ist immer von Bedeutung, wenn es sich um wirtschaftliche oder Sicherheitsfragen oder auch um beide handelt.

Diese Aufgabe wird insbesondere dann erschwert, wenn das Kanalisationsnetz vergraben, verbaut oder schwer zugänglich ist und die Flüssigkeiten gasig oder färb- und geruchlos sind und die gleiche Temperatur aufweisen wie ihre Umgebung.

Zur Zeit benutzt man zum Suchen und Feststellen von Verlusten relativ einfache und empirische Mittel, mit denen man die Kanalisationsnetze nach den von den Verlusten erzeugten Geräuschen abhorcht. Diese Geräusche können entweder unmittelbar oder aber gegebenenfalls nach zuvor erfolgter Verstärkung vom Ohr aufgenommen werden.

Bisher fanden folgende Vorrichtungen Verwendung: a) eine einfache Eisenstange, die einerseits an die zu untersuchende Leitung und andererseits an das Ohr gelegt wird; b) ein Hörer in Art eines Stethoskops mit einer Membran am Ende eines metallischen Stabes, wobei die Schwingungen der

Membran über ein als Resonator. und Verstärker wirkendes Luftvolumen· und ein Hörrohr an das Ohr des Beobachters- gelangen; c) ein Mikrophon zum Einfangen der Kanalisationsgeräu'sche mit nachgeschaltetem NF-Verstärker undi Kopfhörer.-

Die zuvor genannten Vorrichtungen besitzen folgende Nachteile: Die Beobachtungen sind subjektiv und rein qualitativ sie sind nicht nur vom Schätzungsvermögen des Beobachters, sondern

ίο auch von der Wiedergabetreue, Empfindlichkeit, und: der Selektivität seines Gehörs abhängig. Zwei aufeinanderfolgende Beobachtungen, selbst wenn sie an zwei eng benachbarten Orten gemacht werden, sind notwendigerweise durch' einen mehr oder weniger großen Zeitintervall voneinander getrennt, so daß der Vergleich der beiden aufgenommenen Geräusche in starkem Maße vom akustischen! Erinnerungsvermögen und von den in dler Zwischenzeit aufgenommenen sonstigen, nicht von der

°-o Kanalisation herrührenden Geräuschen abhängt. Während des Tages erreichen diese letztgenannten Störgeräusche oft solche Intensitäten, Häufigkeiten und Unterschiedlichkeiten, daß die Untersuchungen abgebrochen und in der Nacht oder während" ruhigerer Stunden wieder aufgenommen werden müssen. Letztlich werden von den bisher bekannten Vorrichtungen sämtliche Geräusche aufgenommen und verstärkt, so daß die gesuchten Geräusche in dem allgemeinen Geräusch untergehen.

Zweck der Erfindung ist, diese Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, mit.der die Leitungsverluste nicht nur qualitativ abgeschätzt, sondern auch quantitativ mit einer für die Praxis ausreichenden Genauigkeit bestimmt werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt, insbesondere die Feststellung von Verteilungsverlusten und die Größe dieser Verluste bei unter Druck stehenden. Wasserleitungen, da der Erfinder die Entdeckung gemacht hat, daß hierbei alle Verlust- oder Abnahmestellen Tonfrequenzen zwischen etwa 2000 und 4500 Hz aussenden. Auf Grund dieser Tatsachen besteht der Erfindungsgegenstand zur Feststellung und zum Orten von. Leitungsverlusten aus einem akustisch gegen Fremdgeräusche abgeschirmten Tonfrequenzaufnahmegerät, dessen erzeugte modulierte Ströme verstärkt und einer Meßeinrichtung und/oder einem Tonfrequenzwiedergabegerät für die verstärkten modulierten Ströme zugeführt werden.

Vorzugsweise werden lediglich die den gesuchten Verlust- oder Abnahmesteilen entsprechenden Tonfrequenzen eingefangen·, verstärkt und gemessen, wozu dann die mechanischen und elektrischen Eigenschäften der Bauelemente der Vorrichtung entsprechend ausgewählt werden. Insbesondere werden die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Tonfrequenzaufnahmegerätes, des Verstärkers-, der Meßeinrichtung und/oder des Tonfrequenzwiedergabegerätes für die verstärkten modulierten Ströme so kombiniert und aufeinander abgestimmt, daß die Vorrichtung einem Tonfrequenzbereich von etwa 2000 bis 4500 Hz angepaßt ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an einem in der Zeichnung dargestellten, nicht beschränkten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. ι ist eine Gesamtansicht der Vorrichtung zum Feststellen und Orten von Leitungsverlusten;

Fig. 2 zeigt im Schnitt ein Aufnahmegerät zum Einfangen von Verlustgeräuschen;

Fig. 3 ist ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen· Verstärkers;

Fig. 4a, 4b, 4c zeigen weitere Einzelheiten zur

Fig. 3;

Fig. 5 zeigt eine Ansprechcharakteristik der Vor-

richtung.

Bei allen Figuren sind gleiche Teile oder Teile, die die gleiche Funktion ausüben, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In der in Fig, 1 dargestellten Gesamtanordinung ist ein vorzugsweise elektrodynamisches Mikrophon ι mit einer Sonde 2 versehen, die auf die zu untersuchende Leitung gesetzt werden kann. Die modulierten Ströme des Mikrophons 1 gelangen über eine Zuleitung 3 in einen Verstärker 4. Die vom Verstärker 4 verstärkten modulierten Mikrophoniströme gelangen einerseits in eine Meßeinrichtung, um dbrt an einem Meßinstrument sichtbar gemacht zu werden, und/oder andererseits in einen Kopfhörer oder Lautsprecher 6 zum unmittelbaren Abhören.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Verstärker mit verschiedenem Steuer- und Regelorganen versehen. Mit Hilfe des Umschalters 7 zwischen dem Voltmeter 8 und den Spannungsquellen lassen sich die Speisespannungen messen. Der Handgriff 9 dient zur Nullpunktkorrektur der Meßeinrichtung 5· Mit dem sechsstufigem Umschalter 10 läßt sich die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung 5 verändern. Als weitere Bauelemente der Vorrichtungen sind noch zu nennen Mikrophoneingangsklemmen 11, Verstärkerausganglsklemmen 12, Hauptschalter 13 und Mikrophonschalter 14.

Das in Fig. 2 dargestellte Aufnahmegerät ist akustisch gegenüber Fremdgeräuschen isoliert in einem Gehäuse 15 untergebracht. Die akustische Isolation kann mit bekannten Mitteln erreicht werden, wie z. B. durch Auskleidung oder Zwischenschalten von schallabsoflbierenden und dämpfenden Stoffen zwischen Gehäuse und Sonde oder auch durch eine elastische Auf hängung des Gehäuses 15 in einem größeren akustisch isolierten Gehäuse (nicht dargestellt). Das eigentliche Aufnahmegerät besteht aus einer in der engen Kammer 17 angeordneten Membran 16. Die Membran 16 steht mit der Sonde 2 so in Verbindung, daß die Schwingungen der Sonde auf die Membran 16 übertragen werden. Die Sonde 2 ist auf ihrer gesamten Länge so mit akustisch isolierendem Material umgeben, daß 120' lediglich die nicht interessierenden Störgeräusche abgewehrt werden. Die Sonde 2 selbst besteht vorzugsweise aus Stahl und ist an ihrem freien Ende verjüngt. Die Schwingungen der Membran 16 werden auf das Luftvolumen in der Kammer 17 übertragen und über einen Kanal 18 bei 19' und 19" konisch er-

weiterten Öffnungen 19 zugeleitet. Die konische Erweiterung 19" führt in eine Kammer 20, deren Volumen durch die Verschiebung eines Kolbens 21 verändert werden kann. Die Verschiebung wird bewirkt durch die Betätigung einer mit dem Kolben

21 verbundenen Flügelschraube 22, die mit ihrem Gewinde 23 in einem Muttergewinde 24 geführt ist. Somit kann durch eine Drehung der Flügelschraube

22 in der einen oder anderen Richtung das Volumen der Kammer 20 geändert werden. Die Kammer 20 ■stellt, wenn ihr Volumen der Wellenlänge der Schwingungen angepaßt ist, für diese einen Resonator dar.

Die vom Resonator verstärkten Schwingungen gelangen über die Öffnung 19 zum eigentlichen Mikrophon 25 und werden dort über die Zuleitung 26 als modulierte Ströme abgenommen.

Das Gehäuse 15 ist am seinem Deckel mit einem Handgriff versehen, um die Gesamtheit· vom Aufnahmegerät und Sonde besser handhaben zu können. Der nachgeschaltete Verstärker für die modulierten, Ströme, der auch ein gewöhnlicher NF-Verstärker sein kann, ist vorzugsweise entsprechend der nachfolgenden Beschreibung zu Fig. 3 ausgeführt.

Um den Transport zu erleichtern und den Verstärker von festen Versorgungsnetzen unabhängig zu machen, werden alle erforderlichen Betriebsspannungen elektrischen Batterien 27 (oder Akkumulatoren) entnommen.

Die Nachprüfung der Speisespannungen kann z. B. mit einem Meßinstrument 8 erfolgen, das· mit einem Umschalter/ wahlweise auf die verschiedenen Spannungsquellen geschaltet werden kann.

Der eigentliche Verstärker ist vierstufig und enthält vier Röhren· 28, 29, 30 und 31.

Das Mikrophon ist über einen Übertrager 32 an das Gitter der ersten Röhre 28 angeschlossen. Zwischen den einzelnen Verstärkerstufen 28-29, ²9"3°> 30-31 sind von Eigenkapazitäten gebildete Bandifilter 33, 34, 35 vorgesehen. Die Bandfilterimpedanzen sind so gewählt, daß Frequenzen unterhalb χ Hz und oberhalb y Hz abgeschnitten oder bis zu 90% gedämpft werden. Die Werte χ und y können entsprechend den Frequenzen der zu untersuchenden Geräusche gewählt werden. Bei der Untersuchung von unter Druck stehenden Kanalisationsnetzen wird man χ etwa 2000 Hz und y etwa 4500 Hz wählen.

Um die Empfindlichkeit der Vorrichtung der Stärke der zu untersuchenden Schwingungen anzupassen, ist hinter dem Filter 34 zwischen der zweiten und dritten Verstärkerstufe ein östufiges Widerstandsdämpfungsglied 36 vorgesehen. Die Endstufe des Verstärkers enthält einen Ausgangstransformator 37, der primärseitig an einen Gleichrichter 38 in GraetZ'Schaltung angeschlossen! ist. Der gleichgerichtete Wechselstrom wird in einer Triode 39 verstärkt und dann einem Röhrenvoltmeter 5 od. dgl. zugeführt. Das als Anzeigegerät dienende Röhrenvoltmeter 5 wird mit Hilfe einer Rück- oder Gegenkopplung 40, die den Ausgang dies Gleichrichters 38 mit dem Eingang der Endstufe 31 des Verstärkers verbindet, gedämpft. An den Sekundärklemmen des Ausgangstransformators 37 ist über ein Bandfilter 41 (i?C-Glied) ein Kopfhörer, der gegebenenfalls auch eine geringe Impedanz haben kann, angeschlossen.

In den Fig. 4 a, 4 b, 4 c sind die Einzelheiten der Fig. 3 ausführlicher dargestellt.

Die in den Bandfiltern 33, 34, 35 auftretenden Dämpfungserscheinungen lassen sich vorteilhafterwei'se dadurch kompensieren, daß man bereits das Aufnahmegerät und das Mikrophon mit den zu Beginn der Beschreibung erläuterten Verbesserungsanordnungen versieht.

Auf diese Weise kann z. B. mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Feststellung von Verlusten in Wasserleitungen, die Geräusche mit einer Frequenz von 2000 bis 4500 Hz erzeugen, eine Verstärkeransprechcharakteristik entsprechend der Fig. 5 erzielt werden. Bei dieser Charakteristik sind auf der Abszisse die gemessenen Tonfrequenzen, und auf der Ordinate die Ausschläge des Meßgerätes 5 aufgetragen.

Durch die akustische Isolation des Mikrophons einerseits und die Korrekturglieder des Verstärkers andererseits können die nicht von den zu untersuchenden Leitungen herrührenden Fremdgeräusche die Messungen nicht stören, selbst wenn die Störgeräusche stärker sind als die Leitungsgerätische.

Die zuvor beschriebenen Vorrichtungen sind allgemein anwendbar bei allen Flüssigkeiten transportierendenKanalisationsnet'zen, insbesondere aber bei Leitungen mit unter Druck stehenden Flüssigkeiten.

Bei Wasserleitungsnetzen ergeben sich folgende Vorteile: 1. Die Verteilungsnetze können bei normalem Straßenverkehr, auch bei großem Verkehrslärm untersucht werden, wodurch nächtliche Untersuchungen unnötig werden; 2. die von den Wasserleitungsverlusten herrührenden Geräusche brauchen nicht geschätzt, sondern können gemessen werden; 3. die Anzeige des Meßinstruments ist ein genügend genaues Maß für die Größenordnung der Wasserverluste.

Die Erfindung ist nicht auf das an Hand der Zeichnung erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt, und es lassen sich Abänderungen, vornehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. So kann z. B. das Meßinstrument durch ein aufzeichnendes Gerät ersetzt werden, und es können auch andere Sonden, Mikrophone, Röhren usw. zur Verwendung kommen.

Claims

Patentansprüche:

i. Vorrichtung zum Feststellen von Flüssigkeitsverlusten in Leitungsr- und Kanalisationsnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Bauelemente der Vorrichtung so· ausgewählt oder eingestellt werden, daß lediglich die von den Geräuschen der Flüssigkeitsverluste herrührenden Tonifrequenzen aufgenommen, verstärkt und gemessen und die Frequenzen sonstiger Störgeräusche ausgeschieden werden.
2. Vorrichtung nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen außerhalb eines Bandes von etwa 2000 bis 4500 Hz ausgeschieden werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Aufnahmegerät (1), in dem die Geräusche aufgenommen und¹ in modulierte elektrische Ströme umgewandelt werden, einen·Verstärker (4) für die modulierten Ströme, in dem die nicht von den Flüssigkeitsverlusten herrührenden Störfrequenzen abgeschieden werden, und ein Meßinstrument (5) und/oder Tonwiedergabegerät (6) für die auegesiebten verstärktem modulierten Ströme.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (4) ein vierstufiger Röhrenverstärker ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, diadiurch gekennzeichnet, daß das Meßinstrument (5) ein Röhrenvoltmeter ist.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verstärkerstufen (28, 29, 30, 31) Bandfilter (33, 34, 35) vorgesehen sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazitäten der Bandfilter (33, 34, 35) von Streukapazitäten gebildet werden.
8. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Verstärker (4)

eine Widerstandsdämpfungseinrichtiung (36) zur Änderung der Meßempfindlichkeit vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrenvdltmeter (5) über einen Gleichrichter (38) gespeist wird.
ίο. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Röhrenvoltmeter (S) mit einer Dämpfungseinrichtung (40) versehen ist.
11. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verstärkerausgang (37) und dem Tonwiedergabegerät (6) ein Bandfilter (41) mit i?C-Glied vorgesehen ist.
12. Vorrichtung: nach Ansprüchen 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegerät (1) gegen nicht von den Flüssigkeitsverlusten herrührende Geräusche akustisch isoliert ist.
13. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmegerät (1) mit einer metallischen Sonde (2) verbunden ist, die gegen nicht von den Flüssigkeitsverlusten herrührende Geräusche isoliert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (2) mechanisch mit einer Membran (16) verbunden ist, welche die Schwingungen über ein Luftvolumen (18) auf ein Mikrophon (25) überträgt.
15. Vorrichtung nach Ansprüchen 3. bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Aufnahmegerät (1) eine Resonanzkammer (20) vorgesehen ist, deren Volumen geändert werden kann·.
16. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) des Aufnahmegerätes (1) in einem zweiten, akustisch gegen nicht von den Filüssi.gkeits.verlusten herrührende Geräusche isolierten Gehäuse elastisch aufgehängt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

I 5361 8.53