[go: up one dir, main page]

NO800782L - Kabel egnet for paavisning av temperaturvariasjoner - Google Patents

Kabel egnet for paavisning av temperaturvariasjoner

Info

Publication number
NO800782L
NO800782L NO800782A NO800782A NO800782L NO 800782 L NO800782 L NO 800782L NO 800782 A NO800782 A NO 800782A NO 800782 A NO800782 A NO 800782A NO 800782 L NO800782 L NO 800782L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
cable
pulse
insulation
ferromagnetic material
ferromagnetic
Prior art date
Application number
NO800782A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert James Luke
Ronald Chapman Robson
Original Assignee
Shell Int Research
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Publication of NO800782L publication Critical patent/NO800782L/no
Application filed by Shell Int Research filed Critical Shell Int Research

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/16Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
    • G01M3/18Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/186Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/12Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
    • F17C13/126Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for large storage containers for liquefied gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/36Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils
    • G01K7/38Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using magnetic elements, e.g. magnets, coils the variations of temperature influencing the magnetic permeability
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/002Investigating fluid-tightness of structures by using thermal means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/11Locating faults in cables, transmission lines, or networks using pulse reflection methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/18Coaxial cables; Analogous cables having more than one inner conductor within a common outer conductor
    • H01B11/1834Construction of the insulation between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/08Flat or ribbon cables
    • H01B7/0807Twin conductor or cable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03Thermal insulations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146Two-phase
    • F17C2223/0153Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605Parameters
    • F17C2250/0631Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03Dealing with losses
    • F17C2260/035Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/038Detecting leaked fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/04Reducing risks and environmental impact
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K3/00Thermometers giving results other than momentary value of temperature
    • G01K3/08Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values
    • G01K3/14Thermometers giving results other than momentary value of temperature giving differences of values; giving differentiated values in respect of space
    • G01K2003/145Hotspot localization
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K2007/166Electrical time domain reflectometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K2203/00Application of thermometers in cryogenics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Locating Faults (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrdrer en fremgangsmåte for påvisning av temperaturvariasjon over eller under en forutbestemt verdi, en kabel egnet til bruk i denne fremgangsmåte, en fremgangsmåte for fabrikasjon av en slik kabel, et apparat for påvisning av den nevnte temperaturvariasjon, såvel som noen spesielle anvendelser av den nevnte kabel.
Ifolge foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte til påvisning av temperaturvariasjon over eller under en forutbestemt verdi, å sende et elektrisk signal av kort varighet langs en elektrisk strbmkrets anordnet i termisk kontakt med det areal hvor temperaturvariasjonen skal påvises, hvilken stromkrets omfatter minst to vesentlig parallelle ledere isolert fra hinannen og mellom hvilke er plasert ferromagnetisk materiale med et curiepunkt tilnærmet lik den forutbestemte temperatur, påvise en refleksjon av det elektriske signal og måle tidsintervallet, mellom signalets sending og påvisningen av dets refleksjon.
Når et elektrisk signal, av kort varighet, såsom en spenningspuls, sendes fra en ende av en linje, vandrer den langs nevnte linje med en hastighet tilnærmet lysets hastighet. Hvis pulsen moter et impedansbrudd, vil noe av, eller hele pulsen, reflekteres tilbake fra arealet for bruddet. Hvi$ der ikke er noe slike brudd langs, linjen, reflekteres ikke pulsen for den har vandret til ledningens ende hvor enten en åpen eller lukket strbmkretstilstand kan forekomme og virke som et impedansbrudd. Pulsen reflekteres derfor tilbake fra enden av linjen.
På lignende måte, hvis et areal av oket magnetisk permeabilitet dannes ved et punkt langs linjen, vil pulsen se det .som et brudd, og noe av. eller hele pulsen vil reflekteres tilbake fra dette punkt, avhengig av bkningen i permeabilitet. Enhver ikke-reflektert puls vil fortsette langs linjen til et videre brudd, såsom ved linjeenden.
Et kjent fenomen forbundet med ferromagnetiske materialer er den meget store endring i magnetisk permeabilitet ved en temperatur identifisert som curiepunktet, fra å være ferromagnetisk til å være paramagnetisk eller omvendt.
Når en elektrisk stromkrets som omfatter to parallelle ledere som er isolert fra hinannen og mellom hvilke er anbragt en mengde av et fer romagnetisk materiale, holdes ved ehtemperatur over curiepunktet av det ferromagnetiske materiale, vil materialet være paramagnetisk, og hvis en kort spenningspuls sendes langs strdmkretsen, dannes ikke noe magnetisk felt, og pulsen vil vandre til enden av strdmkretsen for den reflekteres. Tiden det tar for pulsen å vandre til enden og tilbake igjen kan måles. Hvis ved et punkt langs strbmkretsen det ferromagnetiske materiale utsettes for en tilstrekkelig lav temperatur til å kjole det under dets curiepunkt, vil det ved dette punkt bli ferromagnetisk og dets magnetiske permeabilitet vil bkes vesentlig. Et areal med oket magnetisk permeabilitet vil sees ved en kort spenningspuls ldpende langs strdmkretsen, som et impedansbrudd og, avhengig av stbrrelsen av okningen i magnetisk permeabilitet, noe av eller hele pulsen vil bli reflektert tilbake derfra. Tiden det tar for pulsen å vandre langs strdmkretsen så langt som bruddet og tilbake igjen kan måles og sammenlignes med tiden som er målt for pulsen for å vandre i strdmkret sens hele lengde og tilbake. Fra de to målinger kan avstanden langs strdmkretsen for det magnetiske brudd og herav arealet med redusert temperatur beregnes. Av stbrrelsen av toppen som reflekteres fra bruddet, og den som reflekteres tilbake fra enden av strdmkretsen, kan en.idé om stbrrelsen av både temperaturreduksjonen og lengden av strbm-kretspåvirkningen oppnåes. Hvis pulsen er tilstrekkelig stor, eller bruddet tilstrekkelig litet, kan også efterfolgende brudd identifiseres og måles.
Hvis et brudd er stort, kan hele den tilfeldige puls bli reflektert og således hindre påvisning av noe brudd forbi dette. Der er to lesninger på denne ulempe. Én er temporært å "viske ut" rfefleksjonen ved anbringelsen av en passende formet permanent magnet langs lengden av kabelen ved selve det kolde punkt. Dette har den virkning å redusere ferrittens. permeabilitet til en meget liten verdi. Den annen er å sende pulsen fra linjens motsatte ende.
På lignende måte kan en forandring fra den ferromagnetiske tilstand til den par ama gnet i ske, ved at et ferromagnetisk materiale varmes til en temperatur over dets curiepunkt, også påvises, og stillingen i en stromkrets ved hvilken dkningen i temperatur er blitt påvist kan identifiseres og måles.
En sådan elektrisk stromkrets har fordelaktigst formen
av en kabel.
Utstyr for å sende en egnet kort spenningspuls langs en stromkrets, påvisning av dens retur og måling av den forldpne tid er kommersielt erholdelig i form av et "Time Domain Ref leet ometer", såsom modellen 1501, fabrikert av Textronix Incorporated, USA.
Ved bruk av et utstyr i likhet med dette, kan den gjentagende provningsteknikk anvendes hvis nodvendig, fra kabelens begge ender, hvilket muliggjdr en nbyaktig innstilling av bruddet som skal gjores, og en synlig fremvisning eller permanent registre-ring kan erholdes.
De mest egnede ferromagnetiske materialer som hittil er oppdaget er de magnetiske blote materialer, såsom ferrimagnetiske oxyder, generelt identifisert som blote fer ritter. S-srlig de magnetiske blote ferrittmaterialer som har en kubisk krystall-struktur er spesielt gagnlige. Disse har strukturen av mineral-spinell og er ofte referert til som spine 1lferri11er. De har den generelle formel MeFe^O^, hvor Me vanligvis representerer ett, eller i blandede ferritter, flere enn ett, av overgangsmetaliene Mn, Fe, Co, Ni, Cu og Zn eller Mg og Cd. Andre kombinasjoner av ekvivalent valens er mulig, og det er også mulig å erstatte noen eller alle de treverdige jernioner med andre treverdige metall-ioner. For foreliggende anvendelse er mangan sink ferritter (NiZn ferritt) mest egnet. De magnetiske egenskaper av disse spinellferritter oppstår fra gjensidig påvirkning mellom metall-ioner som innehar særskilte stillinger i forhold til oxygenioner i ferrittens krysta 1 Ist rukt ur . ' Fullstendige detaljer av ferrittmaterialer av denne type og forskjellige andre, sammen med en diskusjon av deres magnetiske egenskaper kan finnes i publikasjo-nen "Soft Ferrites" Properties and Applications av E.C. Snelling, B.Sc.(Eng), C. Eng, F.I.E.E., utgitt av Iliffe Books Limited, London. Blote ferritter er kjent som har curiespisser mellom
-50°C og +350°C, og et materiale som har en særlig forutbestemt
temperatur for foreliggende bruk kan velges fra tabellene av ned-tegnede data .
En elektrisk stromkrets ifblge foreliggende oppfinnelse omfatter minst to parallelle ledere, isolert fra hinannen, og mellom hvilke er plasert en mengde av ferromagnetisk materiale. En hensiktsmessig stromkrets kan omfatte en kabel som kan være i form av to parallelle ledere isolert fra hinannen ved et dielektrisk materiale og mellom hvilke er anbragt og isolert fra samme et magnetisk blott ferromagnetisk materiale. En foretrukken form av kabelen ifblge foreliggende oppfinnelse er en ko-aksial kabel som har en sentral leder, hvilken kabel omfatter f.eks. en kobber-tråd eller en ståltråd hvis overflate er overtrukket med kobber eller annen god leder, omgitt av en isolasjon omfattende et dielektrisk materiale såsom polyethenjvidere omgitt av en annen leder som fortrinsvis er i form av en vevet rbrformet skjerm, eller et metallrbr, og har mellom de to ledere en mengde av ferromagnetisk materiale som kan være tilstede i form av perler tredd over den indre leder. Det ferromagnetiske materiale kan med fordel være et pulverisert blott ferrittmateriale som enten kan være homogent fordelt inne i isolasjonens dielektriske materiale eller anbragt som et lag, muligens sammen med et klebestoff på overflaten av en av lederne. I tilfelle av den foretrukne koaksiale form av kabelen kan det blote ferrittmateriale være anbragt på overflaten av den sentrale leder og dekket med et lag av isolasjonsmateriale.
Fabrikasjon av kabelen for bruk ved fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen kan utfores ved bruk av kjente metoder ved kabel-fremstiIling . For å sikre at den ferdige kabel er så reagerende for temperaturendringer som mulig, er det nbdvendig å få en så hby konsentrasjon som mulig av det ferromagnetiske materiale i tett nærhet av lederen langs hvilken pulsen sendes, uten å forårsake for stor bkning i kabelens samlede impedans.
Å tre et stort antall fer rittperler inn i en koaksial kabel er ikke en meget praktisk konstruksjonsanordning. Kabelen ville bli kostbar, fordi standard kabelproduksjonsmetoder ikke kunne utnyttes. Der ville også være en risiko for.knusning åv de sprbe perler og innfbring av ubnskede diskontinuiteter. En annen konstruksjon av kabelen ville bestå i belastning av isola-
sj onsraa teria lét med f e r. r omagne ti sk materiale. Blott ferromagnetisk rna ter ia le (f.eks. fer rittmateriale) kan være homogent fordelt som partikler med en diameter mellom 3 og 10 mikron (u.) i isolasjonsmaterialet for ekstrusjonen av dette. Pulveret kan for-deles jevnt i smeltet polyethen ved standard metoder og derefter pelletisert. Det pelletiserte materiale kunne derefter brukes for fremstilling av kabelen ved standard metoder. Det er funnet at dispersjon av fer rittpuIver helt gjennom.kabelens polyethenisola - sjon gjor kabelen langt mere taps freinbri ngende enn en standard ubelastet kabel, med det resultat at det ville bli vanskeligere å påvise temperaturvariasjoner ved store avstander. I forbindelse med lange kabler vil derfor det særlige materiale bli blandet med et opplbsningsmiddel og et klebemiddel og belagt direkte på overflaten av en leder. Belegn.ingsoperasjonen kan påhjelpes ved å vedlikeholde en konstant strbm (f.eks. 10 amp.) gjennom lederen mens den belegges. Denne metode bidrar til fremstilling av et belegg med praktisk talt konstant tykkelse. En annen metode for tilfbring av.det blote ferromagnetiske materiale ved en hby konsentrasjon uten å oke den samlede impedans for meget, er å ekstrudere på en leder et relativt tynt lag av isolasjonsmateriale (f.eks. polyvinylklorid) hvori er homogent dispergert en meget tung belastning av særskilt materiale, således at hvis bare dette materiale var brukt, ville kabelisolasjonen være for skjor for rimelig bruk og ville få en for hoy impedans, og derpå ekstrudere rundt denne et forholdsvis tykt lag av isolasjonsmateriale uten at ferromagnetisk materiale er dispergert i dette og derfor er mere boyelig.
For bruk under forhold med ytterst hoye temperaturer kan en ildfast kabel konstrueres omfattende en sentral leder av aluminium eller kobber omgitt av et pulverisert isolasjonsmateriale, såsom magnesiumoxyd, hvori er dispergert en viss mengde av sær-egent ferrittmateria le, og det hele er opptatt i et ytre ror av rustfritt stål, aluminium eller kobber virkende som den annen leder. Ferrittmaterialet kan være belagt på. den sentrale leder som tidligere omhandlet, heller enn å være blandet med dielektri-kum hvis så foretrekkes. På lignende måte, i andre kabelkon-struksjoner, såsom de som har enten en olje eller en gel som dielektrisk i so]asjonsmedium, kan det magnetiske .blote ferromagnetiske materiale være suspendert i (olje eller gel) dielektrikumet på egnet måte eller kan fortrinsvis være belagt på den sentrale leder, og kabelen derefter.fabrikert som vanlig.
Foreliggende oppfinnelse kan videre forklares og illu-streres ved henvisning til eksempler på bruk hvori metoden og apparatet kan benyttes, som i det fblgende er beskrevet og vist under henvisning til tegningen.
En forste anvendelse av foreliggende fremgangsmåte og apparat er å påvise svikt i i solasjonssystemer som omslutter kolde materialer som kan fore til dannelsen av kolde punkter. Dette er en særlig viktig anvendelse, spesielt når vedkommende isolasjon omslutter et kryogenisk materiale og lekasje av kulde gjennom isolasjonen kunne fore til at den ytre beholdervegg utsettes for kryogeniske temperaturer og sprekkdannelse. Mere spesielt eksisterer et system av kryogenisk isolasjon hvor materialet i isolasjonen (f.eks. polyurethanskum) tjener som den virkelige beholder for en kryogenisk væske og svikt i isolasjonen kunne med-fbre sprekker gjennom hvilke kryogenisk væske kunne stromme kan-skje helt til kontakt med den utvendige beholdervegg. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte ved hvilken sådan svikt i isolasjonen kan påvises ved et meget tidlig tidspunkt og dessuten måles og kontrolleres.
En stromkrets ifblge foreliggende oppfinnelse kan in-stalleres enten i form av en kabel inne i selve isolasjonen eller i kontakt med enten innersiden eller yttersiden av den utvendige beholdervegg. Alternativt kan den ytre beholdervegg omfatte en av de parallelle ledere. Skjdnt temperaturen i nærheten av strdmkretsen er over den forutbestemte temperatur, vil en kort spenningspuls som sendes langs den fra én ende, vandre til den annen ende, hvorfra den vil bli. reflektert uten påvirkning på veienl Hvis en svikt oppstår i isola.sjonen ved et punkt, vil kulde stromme gjennom den og kjole strdmkretsen ved punktet nærmest svikten. Det ferromagnetiske materiale vil bli kjblt til under sitt forutbestemte curiepunkt og forårsake at et areal av oket magnetisk permeabilitet oppstår ved dette punkt. Hvis en kort spenningspuls derefter sendes langs strdmkretsen, vil den reflekteres enten delvis eller fullstendig fra arealet med oket magnetisk permeabilitet avhengig av sistnevntes stor reise.
I tilfelle av en meget stor tank, såsom de som er in-stallert i tankskip for flytende petroleumgass (LPG) og flytende naturgass (LNG), som for tiden bygges, og de som er projektert for fremtiden, kan strdmkretsen ifblge foreliggende oppfinnelse inkluderes i isolasjonen eller forbindes med tankveggen på slik måte at hele isolasjonssystemet for hver tankvegg kan overvåkes ved en kontinuerlig strbmkretslengde, f.eks. i.form av en koaksial kabel som kan monteres i en buktet form som dekker hele arealet eller ved en rekke individuelle kortere strbmkretser lagt i en passende form, og som kan avhbres i rekkefolge. Når et areal med oket magnetisk permeabilitet oppdages, forutsatt at det ikke er så stort at hel.e pulsen reflekteres, kan en idé om dets dimen-sjoner erholdes ved forskjellige refleksjoner når pulsen krysser sine kanter, dvs. passerer vekslende gjennom områder av ferromag-netisme og paramagnetisme. For å lette dette, og påvisningen av videre kuldepunkter utover et fbrste, kan det fors t-e areal av oket magnetisk permeabilitet oppheves ved anbringelsen av en permanent magnet neer inntil det, eller en liten direkte strbm kan fores langs strdmkretsen for å minske den voksende permeabilitet av den kabellengde som påvirkes av kuldepunktet som vil tillate den korte spenningspuls å passere videre.
Evnen av apparatet ifblge oppfinnelsen til å reagere på en.senkning i temperaturen kan brukes for å oppdage en svikt i en beholder eller et ror som inneholder en gass eller væske under trykk. I denne situasjon vil et lite hull tillate det inneholdte materiale å stråle fra beholderen, og som et resultat av Joule Thomson effekten kjoles arealet som omgir hullet, et velkjent fenomen. Temperatursenkningen ved dette punkt er påvisbar ved strdmkretsen av foreliggende apparat på samme måte som et kuldepunkt i et isolasjonssystem.
I tilfelle av en svikt av en sådan natur at den vil ska-de strdmkretsen, oppdages også derte, da en diskontinuitet oppstår ved det beskadigede areal, og pulsen reflekteres fra dette.
Alternativt kan foreliggende fremgangsmåte og apparat brukes til å oppdage en svikt i et varrneisolerende system, hvor' svikten kan fore til dannelsen av et hett punkt. Hete punkter kan være spesielt farlige, fordi de kan bli tenningskiIder. Eksempler på varmeisojasjonssysterner som kan beskyttes ved appara tet ifblge oppfinnelsen omfatter dem som omslutter kjemiske de-stillasjonsanlegg, ovner, kjeler, reaksjonsbeholdere og opphetede lagringsbeholdere. Metoden for oppdagelse av en svikt er lik den for påvisning av en svikt i et kryogenisk i solasjonssyst em unn-tatt at pulsen reflekteres fra en magnetisk diskontinuitet forårsaket ved at en seksjon av det magnetiske blote ferromagnetiske materiale i merheten av svikten passerer gjennom sitt curiepunkt og blir paramagnetisk mens resten forblir ferromagnetisk.
Såvel som.end ringer i temperatur på grunn av isolasjons-svikt kan metoden og apparatet ifblge oppfinnelsen også oppdage en forandring frembragt ved en udnsket forandring i tilstand, f.eks. forårsaket ved mangelfullt opphetnings- eller kjblingsut-styr, som et resultat av at en kjemisk reaksjon går ut av kon-troll eller som resultatet av et utbrudd av brann, eller ved mangelfullt driftsutstyr pl grunn av f.eks. svikten av dets lagring.
Refererende nu til tegningen viser fig. 1 apparatet ifblge oppfinnelsen festet til overflaten av et isolasjonssystem som har en svikt i samme, og fig. 2a, b, c, d og. e viser alternative former av kabel ifblge oppfinnelsen.
Fig. 1 viser et "Time Domain Reflectometer" (T.D.R.) 1, koblet til en kabel 2 ifblge foreliggende oppfinnelse,, som ar festet til overflaten av et isolasjonssystem 3. En svikt i dette system 3 har forårsaket dannelsen av et kuldepunkt i arealet 4. Når en kort spenningspuls sendes langs kabelen 2 fra T.D.R. 1, og når kuldepunktet 4 ikke eksisterer, fores pulsen ureflektert så langt som til enden 9 av kabelen 2 hvor den ble reflektert. Når en kort spenningspuls langs kabelen 2 fra T.D.R. 1, og kuldepunktet 4 er tilstede, vil det magnetiske blote ferromagnetiske materiale inne i kabelen 2 i seksjonene mellom punktene 5 og 6, og. 7 og 8, i nærheten.av kuldepunktet 4, passere gjennom sitt curiepunkt for å bli ferromagnetisk, og pulsen vil se magnetiske diskontinuiteter ved punktene 5,6, 7 og 8. Ved punktene 5 og 7
vil forandringen være fra pa ramagnetisk til ferromagnetisk tilstand, som f.eks. gir en positiv refleksjon, og ved punktene 6
og 8 vil forandringen være tilbake fra den ferromagnetiske til den paramagnetiske tilstand som gir en motsatt refleksjon. De forskjellige tider som det tar.for pulsene å vandre fra T.D.R. til hvert av punktene 5, 6, 7 og 8 vil bli vist og kan nedtegnes
permanent. Fra de erholdte tider og en kjennskap til hastigheten ved hvilken pulsen vandrer langs kabelen og tilbake kan de rela-tive avstander langs kabelen av hvert av punktene 5, 6, 7 og 8 beregnes. Hvis forlangt, kan T.D.R. være kalibrert til å vise denne informasjon direkte.
Hvis pulsen reflekteres fullstendig fra seksjonen 5 6il
6, eller hvis ref leies jonene fåes fra seksjonene 7 til 8, og den efterfdlqende er for liten for nbyaktig måling, kan en permanent magnet, f.eks.' et bbyelig plastfyllt magnetisk materiale festes nær seksjonen 5 til 6 for å oppheve diskontinuiteten der, da pulsen vil fortsette praktisk talt ureflektert til seksjonen 7 til 8 hvorfra et tilsvarende stbrre sett av refleksjoner vil erholdes. Dette ikke bare letter "kart legningen" av kuldepunktet 4, men muliggjor også at ef terf blgende kuldepunkter lettere kan identifise-. res .
Betraktes et skip for transport av flytende naturgass (L.N.G.), fremgår det at hver side av en tank på de stbrste sider ville kreve en kontinuerlig kabellengde lagt i siksak enten på dens. ytre overflate, eller innleiret i den termiske isolasjon. Hvis således skipet har fem tanker, og det bnskes å kontrollere de fire sider og bunnen av hver tank, ville der kreves 25 kabler.
Et automatisk omkoblingssystem kunne undersbke hver kabel i rekkefolge. Videre ville det være en fordel å kontrollere ekkoer ved begge ender av hver kabel. Ikke bare vil dette være en krysskontroll på tilstedeværelsen av kuldepunkter, men det vil muliggjbre at en lbsrevet eller på annen måte skadet kabel kan holdes virksom inntil en reparasjon kan utfores. Et antall av 50 brytere ville derfor være nbdvendig. Et sådant koaksialt omkoblingssystem i en matrise egnet for utvelgelse ved en minicom- ■ puter kan erholdes på markedet.
Systemets hjerte er et "Time Domain Ref lect.ometer "
(T.D.R.). Det sender kontinuerlig en rekke pulser ned en kabel og måler tiden for ekkoer som skal mottas. Det måler også am-plituden av refleksjonen, og muliggjor således at en beregning eller vurdering av strengheten av et kuldepunkt kan gjbres. Denne informasjon blir normalt tegnet inn som en kurve på en strim-mel eller.katodestrålerbr.
En mi ni computer kari være en dnskelig medhjelper. Denne ville muliggjdre at de små ekkoer som resulterer fra meget fjernt-liggende kuldepunkter utvetydig trekkes frem fra bakgrunnsgnist-stby. Denne stby er en folge av ufullkommenheter i selve kabelen.
Hvis en minicomputer benyttes, vil den selvfblgelig drive de ovenfor nevnte brytere, og vet derfor hvilken tank og hvilken side den behandler til en bestemt tid. Den kan også omgjbre avstanden til et kuldepunkt til en figur i meter sammen med en annen figur som angir den lengde av kabelen som er under curiepunktet. Sådan informasjon eller en.stedshenvisning kan vises på et eller flere belyste paneler, som kan være plasert ved strategiske punkter i lugaren. Alarmklokker kan også ringe.
Avlesningen kan f.eks. vise:
Nr. 4 tank, Babord, 355 m (0,6 m)
Denne avlesning kan lett tilpasses den som ansees mest egnet for skipsbruk både fra drifts- og politelighetssynspunkter. Hvis nbdvendig, kan informasjonen innfores automatisk i en logg-bok ved en skrivemaskin, sammen med tiden og datoen.
Den grunnleggende kurvestrimmelinntegning eller katode-strålerbr-fremvisning kan bibeholdes hvis nbdvendig. Dette kan tjene som reservesystem, og det kan også være nyttig til feilret-ting.
Dette system for bruk ombord i skip frembyr en kuldepunkt påvi sning med god pålitelighet, iboende sikkerhet og lave installasjonskostnader. Dette skyldes at ganske store arealer av tankoverflater kan behandles med en enkelt kontinuerlig kabel og derved eliminere et overskudd av elektriske forbindelser og et meget stort antall kabelforbindelser til påvisningsanordningen.
Fig. 2a, b, c, d og e viser eksempler på alternative former for kabelen 2 på fig. 1.
På fig. 2a er vist en kabel med to parallelle ledere 11 og 12 isolert fra hinannen ved et dielektrisk materiale 13, og med mellom seg anbragt en mengde av et magnetisk blott ferromagnetisk materiale 14 vist dispergert i en egnet isolerende bære-del.
Fig. 2b viser en alternativ kabel med to parallelle ledere 11 og 12, forskjellen er at lederen 11 er omsluttet av en mengde av magnetisk blott ferromagnetisk materiale 14 dispergert i en egnet isolerende bærer, mens den annen leder 12 er omgitt av et
utfyllt dielektrisk materiale 13.
Fig. 2c viser en kabel ifblge en foretrukken utfbrelse av oppfinnelsen, hvori en sentral kjerneleder 11 er omsluttet av en mengde av magnetisk blott ferromagnetisk materiale dispergert i en egnet dielektrisk bærer 14 som på sin side er omgitt av en annen leder 12 i form av en vevet skjer dekket med en elektrisk ikke-ledende beskyttende kabelarmering 15. Fig. 2d og 2e viser variasjoner av den koaksiale type av kabel vist på fig. 2c. I fig. 2d er den sentrale leder 11 omgitt av et lag 16 bestående av et dielektrisk isolerende materiale hvori er dispergert en meget tung belastning av et magnetisk blott .ferromagnetisk materiale, idet belastningen er sådan at hvis kabelen ble konstruert som på fig. 2c, ville isolasjonen væ-re for skjor til generelt å være effektiv, og omgivende denne et videre lag av et ubelastet dielektrisk isolerende mate.riale 13, videre omgitt av en vevet skjermleder 12, beskyttet ved en elektrisk ikke-ledende beskyttende kabelarmering 15, og på fig. 2e er den sentrale leder 11 et relativt tynt lag 17 av et magnetisk blott ferromagnetisk materiale bundet direkte på sin ytre overflate, og denne er omgitt av et lag av en isolerende bærer 13 som på sin side er omgitt av en vevet skjermleder 12, beskyttet ved en elektrisk ikke-ledende beskyttelsesarmering 15.
Det vil forståes at ordet "parallell" brukes her til å definere en relativ plasering av lederne hvori disse er fjernet fra hinannen ved en praktisk talt konstant avstand.

Claims (10)

1. Kabel, egnet for anvendelse ved påvisning av temperaturvariasjoner over eller under en forutbestemt verdi, omfattende 5 minst to hovedsakelig parallelle ledere som er isolert fra hverandre, karakterisert ved at der mellom lederne befin-ner seg et ferromagnetisk materiale. 10
2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det ferromagnetiske materiale er disper gert i isolasjonsmaterialet.
3. Kabel ifølge krav 1, 15 karakterisert ved at lederne er koaksiale, og at midtlederen er overtrukket med et ferromagnetisk materiale.
4. Kabel ifølge krav 1-3, karakterisert ved at lederne er isolert fra hverandre med 20 polyethen.
5. Kabel ifølge krav 1-4, karakterisert ved at det ferromagnetiske materiale er et mykt ferrittmateriale. 25
6. Kabel ifølge krav 5, karakterisert ved at det myke ferrittmateriale er et ferritt-pulver. 30
7. Kabel ifølge krav 3 og 6, karakterisert ved at ferrittpulveret er bundet med et klebemiddel på gummibasis.
8. Fremgangsmåte ved fremstilling av en kabel ifølge krav 35 2 og 6, karakterisert ved at et pulverformig ferromagnetisk materiale dispergeres jevnt i et isolasjonsmateriale, og at det således behandlede materiale anvendes i det minste delvis for isoleringen av lederne fra hverandre.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 3 og 6, karakterisert ved at en ledende tråd overtrekkes med ferritt-pulver, at et isolasjonsmateriale ekstruderes over den over-trukkede tråd, at en vevet trådduk påføres isolasjonsmaterialet, og at trådduken dekkes med en beskyttende mantel.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at ferrittpulveret bindes med et klebemiddel på gummibasis.
NO800782A 1974-07-10 1980-03-18 Kabel egnet for paavisning av temperaturvariasjoner NO800782L (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB3049574A GB1465515A (en) 1974-07-10 1974-07-10 Detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO800782L true NO800782L (no) 1976-01-13

Family

ID=10308575

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO752442A NO752442L (no) 1974-07-10 1975-07-08
NO800782A NO800782L (no) 1974-07-10 1980-03-18 Kabel egnet for paavisning av temperaturvariasjoner

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO752442A NO752442L (no) 1974-07-10 1975-07-08

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4023412A (no)
JP (1) JPS5149074A (no)
CA (1) CA1064140A (no)
DE (1) DE2530444A1 (no)
FR (1) FR2292962A1 (no)
GB (1) GB1465515A (no)
NL (1) NL7508151A (no)
NO (2) NO752442L (no)
SE (2) SE7507836L (no)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1171933A (en) * 1980-06-23 1984-07-31 Yasushi Wakahara Apparatus for detecting the local temperature variations of an object and the sites of the temperature variations
EP0044431B1 (en) * 1980-06-23 1986-10-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for detecting the local temperature variations of an object and the sites of the temperature variations
DE3125388A1 (de) * 1981-06-27 1983-01-13 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt "verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen ueberwachung von fluide medien enthaltenden anlagen"
DE3232211C2 (de) * 1982-08-30 1991-10-24 Bernd 2420 Eutin Brandes Mediumtransportleitung
US5382909A (en) * 1983-06-30 1995-01-17 Raychem Corporation Method for detecting and obtaining information about changes in variables
JPS6048134U (ja) * 1983-09-09 1985-04-04 株式会社 潤工社 温度検知装置
DE3687819T2 (de) * 1985-06-12 1993-06-09 Raychem Corp Kohlenwasserstoffsensor.
US4926165A (en) * 1985-10-15 1990-05-15 Raychem Corporation Devices for detecting and obtaining information about an event
US5179342A (en) * 1991-02-11 1993-01-12 Westinghouse Electric Corp. Superconductor quench measuring device which evaluates reflected pulses
US5185594A (en) * 1991-05-20 1993-02-09 Furon Company Temperature sensing cable device and method of making same
US5389875A (en) * 1993-03-19 1995-02-14 Grumman Aerospace Corporation Apparatus for non-destructive testing of dielectric/magnetic materials
US5648724A (en) * 1996-02-08 1997-07-15 U.S. Army Corps Of Engineers As Represented By The Secretary Of The Army Metallic time-domain reflectometry roof moisture sensor
US20050260331A1 (en) * 2002-01-22 2005-11-24 Xingwu Wang Process for coating a substrate
WO2009046751A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-16 Abb Research Ltd Verfahren zur bestimmung der temperaturverteilung entlang eines leiters
NO334578B1 (no) 2009-02-13 2014-04-14 Asle Johnsen System for målinger med perler
US8066431B2 (en) * 2009-03-20 2011-11-29 Lockheed Martin Corporation Cable temperature monitor
US10101218B2 (en) * 2014-06-18 2018-10-16 Kidde Technologies, Inc. Thermal sensor
FR3029295B1 (fr) * 2014-12-01 2016-12-30 Win Ms Procede et dispositif de detection de points chauds dans une installation, notamment pour la detection de fuites dans des conduits d'air.
DE102019200862B4 (de) * 2019-01-24 2024-01-18 Audi Ag Kabelanordnung zum Transport von Drehstrom
CN109612600B (zh) * 2019-01-31 2024-10-22 珠海艾文科技有限公司 基于居里温度跳变的光纤传感探头以及光纤传感系统
FR3119653B1 (fr) * 2021-02-06 2024-04-19 Schulz Jean Michel Dispositif flexible de supportage des organes internes d’un réservoir ou d’une ligne cryogénique embarqué.

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2615973A (en) * 1950-04-07 1952-10-28 Samuel Scrivener Jr Temperature responsive detector system
US2926343A (en) * 1956-10-11 1960-02-23 Mc Graw Edison Co Curie point fire detector cable
NL258963A (no) * 1959-12-12
FR1300762A (fr) * 1961-03-31 1962-08-10 Du Pont Dispositif de transformation de diverses formes d'énergie
FR82223E (fr) * 1961-06-22 1964-01-10 Ibm Système de correction d'erreurs
DE1227164B (de) * 1965-06-24 1966-10-20 Euratom Kernreaktorueberwachungseinrichtung zur UEberwachung von thermischen Isolierschichten
US3510762A (en) * 1967-04-14 1970-05-05 John Robert Alexander Leslie Electrical cable temperature monitoring and hot-spot locating system and method utilizing a transmission line having a liquid dielectric
US3588689A (en) * 1969-06-16 1971-06-28 Harry F Crawford Variable impedance system for electrical cable fault locating and temperature monitoring

Also Published As

Publication number Publication date
SE7806881L (sv) 1978-06-14
JPS5149074A (no) 1976-04-27
CA1064140A (en) 1979-10-09
DE2530444A1 (de) 1976-01-29
US4023412A (en) 1977-05-17
SE7507836L (sv) 1976-01-12
NO752442L (no) 1976-01-13
FR2292962A1 (fr) 1976-06-25
FR2292962B1 (no) 1978-12-29
NL7508151A (nl) 1976-01-13
GB1465515A (en) 1977-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO800782L (no) Kabel egnet for paavisning av temperaturvariasjoner
US3981181A (en) Method for detecting liquid leak and a cable therefor
US2735754A (en) Dravnieks
US5378991A (en) Detecting degradation of non-conductive inert wall layers in fluid containers
US4048558A (en) Method and apparatus for detecting metal failures in situ
US3588689A (en) Variable impedance system for electrical cable fault locating and temperature monitoring
US3967256A (en) Integrity monitoring system for storage tank insulation
US3696675A (en) Method and means for determining liquid level in a container
US4910998A (en) Fluid detection system and method having a coaxial cable with solid, stranded dielectric elements
US3221556A (en) Bathythermograph system
EP2901111A1 (en) Guided wave radar level gauge system with dielectric constant compensation through multi-frequency propagation
US2394220A (en) Level control and indicator of interface between acid and hydrocarbon layers
US2422873A (en) Electrical conductivity cell
CA1276253C (en) Event location using a locating member containing discrete impedances
Mortimer et al. The use of thermistors for the measurement of lake temperatures: With 2 tables and 14 figures in the text
EP0049540A2 (en) Apparatus for leakage detection of cryogenic materials
US3914688A (en) Cold spot detector for lng tanks and tankers
US5382909A (en) Method for detecting and obtaining information about changes in variables
EP3899491B1 (en) Corrosion monitoring system and method
Ibragimov et al. Apparatus for identifying microcracks on the inner surface of glazed pipes
Barbosa An eddy current sensor for conductor inspection on energized power lines
NO321266B1 (no) Anordning ved nivamaling
NO753453L (no)
CN220041215U (zh) 用于差定温式感温电缆的模拟报警检测装置
US3089337A (en) Liquid level indicating system