泄漏的檢測和定位的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及泄漏的檢測和定位。其中，一種用于對引導或包含流體的裝置(3)中的泄漏進行檢測和定位的設備(1)，所述設備(1)具有：至少一個可布置在裝置(3)附近的軟管(2)，該軟管能讓流體中所含有的至少一種組分滲透；至少一個可連接到軟管(2)上的傳感器(8)；以及，可連接到軟管(2)上的輸送裝置(14)。傳感器(8)被設計成用于產生測量信號，該測量信號取決于所獲取的、流體中所含有的至少一種組分的濃度(K)，并且輸送裝置(14)被設計成用于生成軟管中具有流速的體積流量。分析裝置(17)與輸送裝置(14)和傳感器(8)連接，使得在考慮流速的情況下可對測量信號進行分析以確定泄漏位置。
【專利說明】泄漏的檢測和定位
[0001]本發(fā)明涉及用于對引導或包含流體的裝置中的泄漏進行檢測和定位的設備和方法。
[0002]在工業(yè)設備或其它地方提供此類設備和方法來對引導或包含流體的裝置，例如特別是容器、儲槽、器皿、管路或管道進行監(jiān)測，這是很普遍的。如果流體，不管是氣體還是液體，有潛在危害的話，為了保護環(huán)境或為了工業(yè)安全可規(guī)定使用所述監(jiān)測系統(tǒng)。
[0003]這種類型的已知設備包括布置在待監(jiān)測裝置附近的集流管或軟管。軟管或集流管允許至少分段地讓流體中所含有的待檢測組分滲透，所述待檢測組分在下文中也簡單地稱之為物質或原料。一旦發(fā)生泄漏，所述組分就會從裝置中流出并由于滲透性差異的緣故而擴散到集流管或軟管中。然后從這里用泵將組分輸送到被設計成用于檢測組分的傳感器。
[0004]此類設備和方法的基本原理是眾所周知的，且早在以前就是眾多改進實施形式的研究對象。
[0005]例如從DE 10 2005 023 255 Al中已知一種集流管，其用于監(jiān)測并定位設備的泄漏，其由不允許待監(jiān)測物質滲透的原料構成。集流管具有大量開口，這些開口用燒結金屬材質形成的過濾元件封閉。待監(jiān)測物質可通過過濾元件擴散并到達集流管內部以便檢測。
[0006]從DE 196 17 359中已知一種設備，其用于對引導有機物的裝置進行檢驗，特別是檢驗石油管道、垃圾堆或類似位置處的泄漏，該設備具有選擇性地讓待檢測物質滲透的軟管。所述軟管布置在所述裝置附近。此外，在軟管的徑向方向上還布置了多個相互間隔開來的傳感器，其通過導電線與分析單元連接。
[0007]DE 100 60 976 Al公開了另一種具有可滲透集流管的、用于識別并定位泄漏的設備，所述集流管上連接有壓力泵。該設備具有多個用于對流出的物質進行檢測的傳感器。此夕卜，例如鋁材質的犧牲陽極被布置在已知位置作為標識，即在這些位置出現(xiàn)了可檢測的氫。
[0008]DE 10 2007 005 693 Al描述了一種生產集流管(其用于識別并定位在發(fā)生泄漏時流出到集流管周邊環(huán)境中的物質)的方法并且還描述了用該方法制造的集流管。集流管具有多個開口，這些開口用可滲透的彈性材料，特別是用硅橡膠來封閉。
[0009]用DE 24 31 907 C3中已知的方法可將物質或組分從其滲透進集流管中的位置檢測出來。該位置與泄漏位置一致，物質在該位置從裝置的監(jiān)測段流出。為此借助于連接到集流管上的泵將滲透進集流管的物質連接至集流管上的傳感器，如有必要連同集流管中的載氣引入一同連接至集流管上的傳感器。在流速已知時，可根據(jù)在接通泵直至物質到達傳感器所需要的時間間隔來檢測物質滲透進集流管的位置，從而檢測設備零部件上的泄漏位置。
[0010]基于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的任務在于提供一種經過改進的設備或經過改進的方法，以便對引導或包含流體的裝置中的泄漏進行檢測和定位。
[0011]就設備而言，該任務通過一種用于對前述類型的引導或包含流體的裝置中的泄漏進行檢測和定位的設備得以實現(xiàn)，且所述裝置具有如權利要求1所述的其它特征。
[0012]本發(fā)明有利的實施形式是從屬權利要求的描述對象。
[0013]用于檢測和定位引導或包含流體的裝置中的泄漏的設備具有:至少一個布置在所述裝置附近的軟管，該軟管可讓流體中所含有的至少一種組分滲透；至少一個連接到軟管上的傳感器；以及，至少一個可連接到軟管上的輸送裝置。傳感器被設計成用于產生測量信號，所述測量信號取決于所獲取的、流體中所含有的至少一種組分的濃度。所述輸送裝置被設計成用于生成軟管中具有流速的體積流量。分析裝置與輸送裝置和傳感器連接，使得在考慮流速的情況下可對測量信號進行分析以確定泄漏位置。
[0014]本說明書中的流體既可以是氣體狀態(tài)，又可以是液體。相應地，在流體中所包含的組分是液體物質或氣體物質。引導或包含流體的裝置例如是管、管道、儲槽或容器。從廣義上來說所述裝置可以僅僅是其中安裝有工業(yè)設備的區(qū)域。為此例如可將軟管埋在地下，以便提前將某些區(qū)域中的污染顯示出來。
[0015]當從裝置(例如從管或容器)中排出的氣體、蒸汽或液體的濃度很低時，根據(jù)本發(fā)明的設備也能將其檢測出來。其中，物理測量原理的基礎在于，用于檢測的軟管是密閉的，但是至少能讓待檢測的液體組分或氣體組分滲透，從而使得這些組分由于滲透性差異經過一段時間的擴散后進入軟管。
[0016]例如可將軟管沿著待監(jiān)測的管路敷設。若是要對例如容器進行大面積監(jiān)測，則要提供的是，將軟管蜿蜒敷設在該區(qū)域。無論哪種情況都要將可連接到軟管的輸送裝置設計成用于將軟管中的氣柱或液柱輸送到傳感器。如果已知軟管中體積流量的流速，則可根據(jù)直到可用傳感器檢測到組分所經歷的時間間隔推斷出泄漏位置。
[0017]由于物理擴散過程基本上獨立于待檢測組分的化學特性，因此借助根據(jù)本發(fā)明的設備可在多種不同應用中檢測各種物質。包含所述組分的流體例如能夠以液體形式或蒸汽形式進入軟管。在其它情況下，待檢測的組分為溶解在流體中的物質。軟管可以布置在地面上或布置在地下。如果待監(jiān)測的是管道，則特別可將軟管也敷設在海底或地下水位以下。
[0018]在擴散一段時間后，軟管內化學物質的濃度分布大體上與和在軟管周邊環(huán)境中的濃度分布一致對應。換言之，在軟管內的分布對應于在緊鄰軟管的周邊環(huán)境中的、和位置相關的濃度分布圖。因此，在軟管內會產生擴展的液體試樣或氣體試樣，其可靠地描述了軟管的周邊環(huán)境的化學組成。所述液體試樣或氣體試樣可借助輸送裝置引入至少一個傳感器中，從而使得可檢測一種或多種組分。
[0019]軟管優(yōu)選具有多個堆疊布置的可滲透層，其中可滲透層中的至少一層被構造用于可選擇性地讓流體中所含有的至少一種組分滲透。此類具有可選擇性滲透層的結構特別是在如下環(huán)境中是有利的，即在這種環(huán)境中還有其它物質，這些物質由于其化學性質和/或物理性質可能會加大借助至少一個傳感器來檢測所觀察組分的難度。因此通過可選擇性滲透層或膜可阻止會影響到測量的這種濃度的物質進入軟管。所述方法在任何情況下都有可能提高測量靈敏度，原因在于可使用高度專業(yè)化的方法來進行檢測。
[0020]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，軟管具有三個滲透層。布置在外層和內層之間的中間層被設計用于可選擇性地讓流體中所含有的至少一種組分滲透。中間層不讓載氣，特別是在空氣泄漏時。此外，中間層還被構造成液體的阻擋層，但是可以高滲透許多分子。因此所述分子由于濃度差所致可移動到軟管內部。為此例如外層由可滲透的并且魯棒的塑料網(wǎng)所組成。這樣一來，外層就為中間層提供了保護，該中間層構成擴散層。此外，外層還能在有壓力驅動系統(tǒng)時提供所需的抗壓強度。在一個可能的實施例中，內層為穿孔的內管，該內管被用于中間層的支撐件。中間層優(yōu)選為一種涂覆在內層上的涂層。
[0021]有利的是，軟管由一種塑料材料或多種塑料材料制成。這種實施形式是典型的替代方式且成本低，這種替代物對各種化學物質都有足夠的抵抗力。
[0022]特別優(yōu)選的是將多個傳感器沿軟管長度分散布置在軟管內。換言之就是在所述實施例中傳感器不僅在端部側布置到軟管處，而且還彼此有間隔地布置在軟管內。此種布置特別適合用于監(jiān)測擴展的裝置，如管路或類似裝置。這種長的軟管或監(jiān)測段被證明不利的是，一開始擴散進軟管的組分在泵運行時又會從軟管中擴散出來。其結果是擴散進軟管內部的組分的濃度降低，所述組分必須被輸送遠得足以使其到達傳感器中的一個為止。所述距離在這種實施形式中會被縮短，所述實施形式具有多個在徑向上彼此有間隔的傳感器。
[0023]在一個可能的實施例中，可將用于分析流體中所含組分組成的流體分析器連接到軟管上。所述流體分析器被設計成用于獲取和檢測多種化學物質，從而使得對軟管中所輸送的流體的組成進行準確分析成為可能。
[0024]輸送裝置優(yōu)選具有一個或多個連接到軟管上的泵。在一個可能的實施例中提出的是，將輸送裝置構造成抽吸泵，并且將其在端部側布置到在出口區(qū)域的軟管處。特別是在監(jiān)測段較短時，此類實施形式會為軟管提供足夠的抽吸能力，所述軟管被布置成閉環(huán)。在監(jiān)測段較大或軟管較長時被證明有益的是，將至少一個構造成壓力泵的輸送裝置布置在輸入偵牝即在端部側布置到軟管入口處，以確保足夠的傳輸性能。在本發(fā)明的改進方案中提出的是，在入口處布置壓力器皿，該壓力器皿儲存受壓力作用的載流或載氣。為了輸送所述組分可將載流從壓力器皿中導出，如有必要可將其導入軟管中以便輔助泵。
[0025]在使用空氣作為載流的實施例中提出的是，在入口處布置空氣過濾設備，該空氣過濾設備用于在將流體柱輸送到軟管中時過濾被弓I入的空氣。
[0026]在本發(fā)明有利的實施例中設置了可連接到軟管上的儲液罐，該儲液罐含有組分。該儲液罐還特別含有載流，例如壓縮空氣，還含有已知混合比的組分。儲液罐在端部側布置到軟管入口處，即布置在與出口相對的端部位置處，其中出口具有布置在那里的至少一個傳感器。在用載氣沖洗軟管或激活泵時，將可預先給定量的組分有目的地引入軟管，以便至少一個傳感器產生確定的測量幅值。用這種方式來構造檢測泄漏的設備，該設備被設計成用于單獨且自相一致地檢查其正常運行。引入已知劑量的組分一方面是用于檢驗為檢測目的而布置的至少一個所述傳感器運行方式的正確性。另一方面，這樣產生的測量幅值(“測試峰值”)標識了軟管的端部，從而可確保對布置在至少一個傳感器和儲液罐之間的整個軟管部分進行了檢驗。為此借助所述參數(shù)可檢驗體積流量的流速，并由此可檢測出泵的性能。由于組分是按已知濃度引入的，因此可獲取濃度的減少并從而可推斷出軟管的緊密度。因此從這一點上看自我檢測是可能的。
[0027]在另一個實施例中，可連接在軟管上的儲液罐中存儲了另一物質，該物質雖然不與待檢測組分一致，但是可以由至少一個傳感器檢測出來。根據(jù)各種可能的實施例其為一種檢驗物質，特別是氫氣、丁烷或丙烷。因此，可將該檢驗物質引入軟管入口，以便在測量時將與軟管或監(jiān)測段的總長相對應的經過時間標識出來。
[0028]優(yōu)選將傳感器構造成用于檢測揮發(fā)性有機物或無機氣體。根據(jù)可能的實施例，可檢測的物質包括碳氫化合物及其衍生物，特別是原油、柴油、煤油；鹵代烴、乙醇、酮、酯、氮化合物、無機氣體，特別是氯氣、一氧化碳、二氧化碳、硫化氫；導電液體，特別是鹽水；酸和/或堿液。為了檢驗此類物質優(yōu)選將傳感器構造成電化學傳感器或紅外線傳感器以獲取吸收光譜。
[0029]特別優(yōu)選的是，在所述裝置或另一裝置附近布置多個軟管，這些軟管可讓流體中所含有的至少一種組分滲透，并且可以連接到至少一個傳感器上以及連接到輸送裝置，從而使得借助于傳感器可產生測量信號(該測量信號取決于流體中含有的至少一種組分的濃度)，而且借助于泵可產生具有流速的體積流量。因此各個軟管構成在工業(yè)設備中同一裝置或不同裝置上的不同監(jiān)測段。各個軟管優(yōu)選固定敷設，并可通過閥的布置在必要時可連接到輸送裝置上并且可連接到被構造用于檢驗組分的傳感器上。由此可借助同一測量傳感器或可借助同一分析裝置來依次檢驗不同的監(jiān)測段。因此建議集中監(jiān)測和檢驗，其中不可避免的是，借助相應的軟件使傳感器或分析裝置與和不同監(jiān)測段相對應的不同檢測通道分別匹配。
[0030]在另一個實施例中，設置有外圍網(wǎng)絡結構以分析并存儲測量數(shù)據(jù)。在任何情況下，分析裝置都具有連接到至少一個傳感器的連接接口，其中所述連接接口被構造成用于將模擬測量信號轉換成與之對應的數(shù)字測量數(shù)據(jù)。
[0031]此外，為了集中獲取數(shù)據(jù)還設置了存儲單元，以便存儲所獲取的測量數(shù)據(jù)，所述存儲單元具有連接網(wǎng)絡的無線或有線網(wǎng)絡接口。特別地，該網(wǎng)絡接口可以是網(wǎng)站界面且所述網(wǎng)絡可構造成互聯(lián)網(wǎng)的一部分或者構造成局部網(wǎng)絡(局域網(wǎng)，LAN)。還提供特別實現(xiàn)以TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)為基礎的協(xié)議作為可靠的網(wǎng)絡協(xié)議。借助此類網(wǎng)絡接口可通過另一個控制單元或分析單元來進行遠程監(jiān)控，這些單元例如構造成計算機，特別是筆記本電腦。
[0032]在存儲單元上優(yōu)選安裝有測量結果的數(shù)據(jù)庫。如有必要可調用測量結果來進行后續(xù)分析。此外，分析裝置還包括顯示器，其特別是用于顯示被圖形化處理的測量數(shù)據(jù)或測量結果。為此提出的是，將測量數(shù)據(jù)中的趨勢確定出來并用相應圖形進行描述，從而使得操作人員能提前識別泄漏。
[0033]就方法而言，所述任務通過具有權利要求11所述的額外特征的方法得以實現(xiàn)，所述方法被用于對前述類型的引導或包含流體的裝置中的泄漏進行檢測和定位。
[0034]用于檢測和定位引導或包含流體的裝置中的泄漏的方法基本上涉及前述設備的特定應用，從而使得首先要參考這方面的實施形式。
[0035]在用于檢測和定位引導或包含流體的裝置中的泄漏的方法中，將至少一個軟管布置在所述裝置附近，該軟管可讓流體中所含有的至少一種組分滲透。至少一個傳感器和至少一個泵連接在軟管上。該泵在軟管中生成具有流速的體積流量并通過軟管將流體輸送給傳感器，該傳感器會產生測量信號，所述測量信號取決于所獲取的、流體中含有的至少一種組分的濃度。分析裝置在考慮流速的情況下對測量信號進行分析以確定泄漏位置。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的方法能夠將從正在泄露的裝置中漏出的氣體、蒸汽和/或液體檢測出來，而且具有很高的靈敏度。為了檢驗裝置的泄露要用載流，例如清潔的空氣來對其進行沖洗，如有必要需定期進行沖洗。由于在測量周期之間軟管是沒有壓力的，因此待檢測組分每隔一定時間就會因濃度差擴散進軟管中，并由此在泄露位置構成一個區(qū)域，在該區(qū)域中組分的濃度會大大提高。以可預先給定的周期性時間間隔，借助泵把軟管中的流體酸輸送到至少一個傳感器以獲取測量信號，該測量信號取決于組分濃度。
[0037]在測量期間，至少一個傳感器通常只將較低的信號電平顯示出來，該信號電平與沿著軟管的一般濃度分布圖對應。在通過以下區(qū)域時，其中由于泄漏的緣故在所輸送的流體中的組分濃度被提高，因此顯示相應的上升。然后所生成的測量信號的振幅會劇烈增大，所述振幅也稱為“泄漏尖峰”。
[0038]測量信號具有取決于流體中所含有的至少一種組分的濃度的振幅，并且一旦在第一時間窗中的振幅值超過第一可預先給定的閾值則發(fā)出警報。第一時間窗對應于將最初位于軟管中的流體酸完全替換所需要的時間。同時相對于底層信號選擇第一閾值，所述底層信號取決于至少一種所述組分從軟管的反擴散。這就表明了當組分通過軟管在至少一個傳感器的方向上被輸送時，在泄漏位置一開始進入軟管的組分至少部分地重新從軟管中漏出。因此在優(yōu)選的實施例中提出的是，將相應的測量通道構造成使得根據(jù)運行時間來選擇第一閾值。所產生的警報表明設備區(qū)域中有泄漏。
[0039]優(yōu)選將預先給定量的至少一種組分或檢測物質從上述儲液罐中導入軟管。根據(jù)各種實施例，檢驗物質是檢驗氣體，特別是氫氣、丁烷或丙烷。提出的是，在每次沖洗之前允許在軟管入口處進入已知濃度的很少量的檢驗物質或組分。用這種方式引入的確定量的組分或檢驗物質，在測量時如有必要則借助載流輸送通過整個軟管的長度，其中到達至少一個傳感器的時間在運行方式正確時會位于狹窄的預期范圍內。因此在運行方式正確時可預料到的是，在第二時間窗定義的預期范圍中記錄下人工創(chuàng)建的“測試峰值”形式的、具有被增大的振幅的測量幅值。與此有偏差則表明可能出現(xiàn)了錯誤。如果預期的“測試峰值”沒有位于第二時間窗，則可表明輸送裝置出了問題，所述輸送裝置僅生成具有被降低的流速的體積流量。否則，被減小的振幅也可表明軟管泄漏。
[0040]優(yōu)選地，當?shù)诙r間窗中的振幅低于第二可預先給定的閾值時發(fā)出警告。因此如已描述的，這表明設備出了問題，即其軟管泄漏或泵壞了，抑或輸送裝置壞了。為此，所發(fā)出的警告涉及系統(tǒng)警報，這種警報表明設備的組件出了問題。
[0041 ] 在本發(fā)明的改進實施形式中提出的是，對第二時間窗內或第二時間窗外的“測試峰值”的到達時間或位置進行分析，以便推斷出流動參數(shù)(比如流速和/或壓力)的平均值。對預先給定的極限值來說，要對平均值進行監(jiān)控，以便當記錄的偏差超過極限值時，也同樣發(fā)出警告或系統(tǒng)警報。
[0042]優(yōu)選地，將測量的測量信號存儲在存儲裝置中。在時間上將各種與不同測量相對應的測量信號進行外推(extrapoliert)。換言之就是將當前測量的測量數(shù)據(jù)與上次測量的測量數(shù)據(jù)進行比較，以識別數(shù)據(jù)中的可能偏差。通過將測量數(shù)據(jù)進行時間外推，可將自身尚且運行良好的組件已經顯現(xiàn)的故障識別出來。因此有可能的是，將某一時刻的可能故障識別出來，在該時間還沒有對正確的運行方式造成損害。
[0043]在本發(fā)明的改進實施形式中提出的是，將多個可滲透的軟管(所述軟管被布置在引導流體或包含流體的裝置或另一裝置附近)依次連接到至少一個輸送裝置和至少一個傳感器，以便對由軟管定義的監(jiān)測段進行檢驗。特別還提出的是，對許多分別由軟管中的一個所定義的監(jiān)測段依次進行檢驗。
[0044]下面將參考附圖來詳細分析本發(fā)明可能的實施例。圖中顯示:
[0045]圖1以示意圖形式示出了一種裝置，該裝置具有根據(jù)本發(fā)明的可能實施例的、用于進行泄漏檢測和定位的設備；
[0046]圖2示出了用于進行泄漏檢測和定位的設備的三層軟管；
[0047]圖3示出了根據(jù)時間測得的組分濃度的分布圖。
[0048]彼此相對應的部件在所有圖中都用同一參考標記進行標識。
[0049]圖1以示意圖形式示出了用于檢測并定位泄漏的設備I的結構。所述設備I包括軟管2，所述軟管沿著引導流體的裝置3敷設，所述裝置例如在這里被實現(xiàn)成管路。特別將這里示出的裝置3設計成輸送原油的管道。
[0050]因此，為了檢驗裝置3的泄漏構造了軟管2，該軟管可讓揮發(fā)性有機物滲透。通過閥5將儲液罐4和過濾設備6連接到軟管2的入口 7。所述過濾設備6被用于過濾空氣，其在示例性示出的實施形式中作為載流引入軟管中，以便在將位于軟管2中的流體酸或氣體酸輸送到布置在出口 9區(qū)域的傳感器8中時，致使對軟管2進行沖洗。
[0051]在儲液罐4中存儲了已知濃度的檢驗物質。該檢驗物質可在入口側進入軟管2，以便在測量時用確定的方式生成測量幅值，該幅值用作標志。
[0052]為了將傳感器8連接到所述軟管2，或連接到另一軟管10而設置了其它閥11，其中軟管10在圖1中只示意性示出，其還定義了另一監(jiān)測段。由軟管2、10定義的各個監(jiān)測段可依次借助同樣在出口側布置的測量設備來進行檢驗。特別是在出口側設置了用于獲取被輸送的體積流量的測量儀12和壓力測量儀13。
[0053]此外，還在出口側布置有輸送裝置14，該輸送裝置被構造成抽吸泵。輸送裝置14被設計成用于在軟管2、10中生成體積流量，其中體積流量具有流速，該流速可由測量儀12來獲取。
[0054]冷卻裝置15用于對被輸送的流體進行冷卻。布置在下游的流體分析器16被設計成用于對流體的化學組成進行分析。
[0055]分析裝置17與傳感器8、測量儀12、壓力測量儀13、輸送裝置14以及流體分析器16連接。由于傳感器8、測量儀12和壓力測量儀13提供的是模擬測量信號，因此在這些儀器以及分析裝置17的計算機單元18之間布置有連接接口 19，該連接接口被設計成用于將模擬的輸入信號轉換成數(shù)字的輸出信號。特別是可將模擬的測量信號轉換成數(shù)字的測量數(shù)據(jù)，該測量數(shù)據(jù)可存儲在計算機單元18未詳細描述的存儲單元中，例如存儲在硬盤上。
[0056]此外，分析裝置17還用作控制元件的控制裝置，所述控制元件被構造成閥門5、11和輸送裝置14。相應地將另一個連接接口 20布置在控制元件5、11、14和計算機單元18之間，其將計算機單元18的數(shù)字控制信號轉換成相應的模擬信號。
[0057]此外，分析裝置17還與輸出單元21連接，該輸出單元被構造用于以視覺形式、聲音形式和/或觸覺形式輸出警告或警報。
[0058]包括有線連接和/或無線連接的網(wǎng)絡接口 22將分析裝置17與另一個分析單元23相連，所述分析單元23在這里被構造成筆記本電腦。借助這樣連接的分析單元23可對分析裝置17的所有功能實施遠程控制。特別地，可借助分析單元23來遠程控制測量的啟動和數(shù)據(jù)的分析。
[0059]圖2以示意圖形式示出了設備I的軟管2。在所示實施例中，軟管2具有層疊布置的三個層31、32、33。為了更好地描述，將兩個位于較外面的層32、33部分地去除了。
[0060]層31、33由塑料構成并具有多個開口 34。內層31被構造為用于中間層32的支撐件，該中間層32由塑料涂層構成。中間層32可選擇性地讓待檢測組分滲透，在此示例性情況下也可讓揮發(fā)性有機物滲透。中間層32與開口 34的區(qū)域重疊，并由此構成軟管2的可選擇性滲透的膜。外層33由可透過的且魯棒的塑料網(wǎng)所組成，以便保護中間層32免受機械損壞。
[0061]下面將參考附圖3來描述用于對泄漏進行檢測和定位的方法。圖3示出的圖像示意性地描述了隨時間t變化的示意性測量數(shù)據(jù)M，其中測量信號或測量數(shù)據(jù)M的振幅與所獲取的組分濃度有關。
[0062]為了監(jiān)測裝置3的泄漏，以周期性的時間間隔自動開始測量。在這種情況下，測量的基本原理的基礎在于，緊鄰軟管2的周邊環(huán)境中存在的物質由于濃度差的緣故在經過一段時間的擴散后會擴散進軟管2中。因此，在泄漏時從裝置3中排出的組分會在泄漏位置擴散進軟管2。測量時用載流-在圖1所示實施例中用過濾的空氣-來沖洗軟管2，以便將位于軟管中的流體酸依次輸送到用于獲取測量信號的傳感器8中，所述測量信號與組分的濃度K有關。
[0063]所述方法適用于對監(jiān)測段進行監(jiān)測，該監(jiān)測段的長度不超過30km。在獲得泄漏位置時的定位精度，其典型地為軟管長度或監(jiān)測段長度的0.5%左右。
[0064]將輸送裝置14激活用于沖洗軟管2，以便在軟管2中生成具有流速的流體流量。狀態(tài)參數(shù)(特別是壓力、流速和/或流體流量或質量流量)將由測量儀12、13來測量。傳感器8產生測量信號，該測量信號與所獲取的組分濃度K有關。所述測量信號被輸送到分析單元17，其中連接接口 19將測量信號轉換成數(shù)字測量數(shù)據(jù)M以便更好地進行分析。通常借助相應地在軟件中實現(xiàn)的算法可易于分析數(shù)字測量數(shù)據(jù)。但這不會對基本的方法(比如如何分析測量信號或測量數(shù)據(jù)M)產生影響，從而使得在分析方面可認為這些術語意思相同。
[0065]將最初位于軟管2中的流體完全用新鮮的載流來替換所需要的時間，其定義了第一時間窗Tl。如果由傳感器8所獲取的測量信號或由其推導出的測量數(shù)據(jù)M(該測量數(shù)據(jù)包含所獲取的組分濃度K)在第一時間窗Tl的區(qū)域中超過第一可預先給定的閾值SI，則借助于輸出單元發(fā)出表明有泄漏的警報。由于在輸送裝置14被激活之后所經過的時間t是已知的，并且狀態(tài)參數(shù)是已知的，則可準確地獲得泄漏的位置。換言之，根據(jù)時間t的、所獲取的測量信號或測量數(shù)據(jù)M在出現(xiàn)泄漏時具有在第一時間窗Tl內被增大的振幅，該振幅與被增加的組分濃度K 一致。測量幅值也稱為“泄漏尖峰”，其準確位置確定了泄漏位置。
[0066]可根據(jù)之前在參考測量中獲取的或獲得的底層來選擇可預先給定的第一閾值SI。因此在底層噪音變化時，第一時間窗Tl內的不同區(qū)域B1、B2、Bn的第一閾值會變化。
[0067]同時，隨著輸送裝置14被激活，在輸入側將可預先給定量的檢驗物質從儲液罐4弓丨入軟管2。所引入的檢驗物質可由傳感器8來檢驗，其在測量時被輸送通過整個軟管2的長度。在測量數(shù)據(jù)M中，檢驗物質生成另一測量幅值。檢驗物質到達傳感器8的時間在裝置I的運行方式正確時會位于狹窄的預期范圍內，該預期范圍定義了第二時間窗T2。因此當運行方式正確時可預料的是，在第二時間窗T2中測量到了以人工創(chuàng)建的“測試峰值”形式的、具有被增大的振幅的測量幅值。與此有偏差則表明正在工作的裝置I有問題。因此借助于輸出單元21發(fā)出表明了設備I有問題的系統(tǒng)警報，前提是在第二時間窗T2中的測量數(shù)據(jù)所獲取的振幅低于另一可預先給定的第二閾值S2。
[0068]上面根據(jù)優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了描述。但是要明白的是，本發(fā)明并不局限于所示出的實施例的具體實施，相反，相關專業(yè)人員可依據(jù)本發(fā)明派生出一些變體形式，但不偏離本發(fā)明重要的基本思想。
[0069]參考標記列表
[0070]I 設備
[0071]2 軟管
[0072]3 裝置
[0073]4儲液罐
[0074]5 閥
[0075]6過濾設備
[0076]7 入口
[0077]8傳感器
[0078]9 出口
[0079]10另一軟管
[0080]11 閥
[0081]12測量儀
[0082]13壓力測量儀
[0083]14輸送裝置
[0084]15冷卻裝置
[0085]16流體分析器
[0086]17分析裝置
[0087]18計算機單元
[0088]19連接接口
[0089]20另一連接接口
[0090]21輸出單元
[0091]22網(wǎng)絡接口
[0092]23分析單元
[0093]31 內層
[0094]32中間層
[0095]33 外層
[0096]34 開口
[0097]t 時間
[0098]K 濃度
[0099]M測量數(shù)據(jù)
[0100]Tl第一時間窗
[0101]T2第二時間窗
[0102]SI第一閾值
[0103]S2第二閾值
[0104]BI 區(qū)域
[0105]B2 區(qū)域
[0106]Bn 區(qū)域
【權利要求】
1.一種用于對引導或包含流體的裝置(3)中的泄漏進行檢測和定位的設備(1)，所述設備(I)具有:至少一個能夠布置在所述裝置(3)附近的軟管(2)，所述軟管(2)能讓流體中所含有的至少一種組分滲透；至少一個能夠連接到所述軟管(2)上的傳感器(8);以及，至少一個能夠連接到所述軟管(2)上的輸送裝置(14)，其中所述傳感器(8)被設計成用于產生測量信號，所述測量信號取決于所獲取的、流體中含有的至少一種組分的濃度(K)，并且所述輸送裝置(14)被設計成用于生成所述軟管中具有流速的體積流量，其中分析裝置(17)與所述輸送裝置(14)和傳感器(8)連接，使得在考慮流速的情況下能夠對所述測量信號進行分析以確定泄漏位置。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述軟管(2)具有多個堆疊布置的可滲透層(31、32、33)，其中所述可滲透層中的至少一層(32)被構造用于能夠選擇性地讓流體中所含有的至少一種組分滲透。
3.如權利要求2所述的設備，其中所述軟管(2)具有三個滲透層(31、32、33)，并且布置在外層和內層(31、33)之間的中間層(32)被設計用于能夠選擇性地讓流體中所含有的至少一種組分滲透。
4.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述軟管(2)由一種或多種塑料材料制成。
5.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中多個傳感器沿所述軟管(2)的長度分散布置在所述軟管(2)內。
6.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中用于分析流體中所含組分組成的流體分析器(16)能夠連接在所述軟管(2)上。
7.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述輸送裝置(14)被構造成壓力泵，或具有包含載流的壓力器皿。
8.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中含有組分的儲液罐(4)能夠連接到所述軟管⑵上。
9.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中所述傳感器(8)被構造成用于檢測揮發(fā)性有機物或無機氣體。
10.如前述權利要求中任一項所述的設備，其中在所述裝置(3)或另一裝置附近能夠布置多個軟管(2、10)，所述軟管能夠讓流體中所含有的至少一種組分滲透，并且能夠連接到至少一個傳感器(8)以及連接到所述輸送裝置(14)，從而使得借助所述傳感器(8)能夠產生測量信號，所述測量信號取決于流體中所含有的至少一種組分的濃度，而且借助于所述輸送裝置(14)能夠產生具有流速的體積流量。
11.一種用于對引導或包含流體的裝置中的泄漏進行檢測和定位的方法，所述裝置具有如前述權利要求中任一項所述的設備(I)，其中將至少一個軟管(2)布置在所述裝置(3)附近，所述軟管(2)能讓流體中所含有的至少一種組分滲透，并且連接到至少一個傳感器(8)和輸送裝置(14)上，其中所述輸送裝置(14)在所述軟管(2)中生成具有流速的體積流量并通過所述軟管(2)將流體輸送給傳感器(8)，所述傳感器(8)產生測量信號，所述測量信號取決于所獲取的、流體中所含有的至少一種組分的濃度(K)，其中分析裝置(17)在考慮流速的情況下可對測量信號進行分析以確定泄漏位置。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述測量信號具有取決于流體中所含有的至少一種組分的濃度(K)的振幅，并且一旦在第一時間窗(Tl)中的振幅值超過第一可預先給定的閾值(Si)則發(fā)出警報，其中相對于底層信號來選擇第一閾值(SI)，所述底層信號取決于至少一種組分從所述軟管(2)的反擴散。
13.如權利要求11或12所述的方法，其中將預先給定量的至少一種組分或檢測物質從儲液罐(4)中導入所述軟管(2)。
14.如權利要求11或13所述的方法，其中當?shù)诙r間窗(T2)中的振幅低于第二可預先給定的閾值(S2)時則發(fā)出警告。
15.如權利要求11至14中任一項所述的方法，其中測量的測量信號被存儲在存儲裝置上，并且在時間上將各種與不同測量相對應的測量信號進行外推。
16.如權利要求11至15中任一項所述的方法，其中將多個滲透軟管(2、10)依次連接到至少一個輸送裝置(14)和至少一個傳感器(8)，以便對由所述軟管(2、10)定義的監(jiān)測段進行檢驗，所述多個滲透軟管(2、10)被布置在引導流體或包含流體的所述裝置(3)或另一裝置附近。
【文檔編號】G01M3/04GK104359629SQ201410658875
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權日:2014年11月18日
【發(fā)明者】克勞斯·艾因茲曼, 沃爾特·克諾布拉赫 申請人:阿?，m有限公司