專利名稱：用于確定管道泄漏位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的用于確定傳輸 液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道中存在泄漏點以及必要時確定該泄漏點的位 置的方法，該方法借助至少一個沿著該管道的縱向延伸方向從第一測 量站延伸到第二測量站的電導(dǎo)體，其中向該電導(dǎo)體施加隨時間變化的 電壓形式的測量信號，并且從該導(dǎo)體的阻抗關(guān)系中推斷出存在泄漏 點。
本發(fā)明還涉及一種如權(quán)利要求5的前序部分所述的用于確定傳 輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道中存在泄漏點以及必要時確定該泄漏點的 位置的測量站，該測量站與至少一個沿著該管道的縱向延伸方向分布 的電導(dǎo)體相連接，并且具有用于產(chǎn)生隨時間變化的電壓形式的測量信 號的信號發(fā)生器，其中該測量信號適用于檢查該電導(dǎo)體的由于泄漏點 而變化的阻抗關(guān)系，以及包括發(fā)送器，該發(fā)送器將測量信號耦入到該 電導(dǎo)體中。
背景技術(shù)：
用于傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道廣為應(yīng)用，而且大多設(shè)置在地 下。這種管道例如是自來水管或長途供熱管，其中在后一種情況下傳 輸介質(zhì)也可以是以水蒸氣形式存在的氣體形式。為了將該介質(zhì)的逸出 保持得盡可能的小以及在長途供熱管的情況下將由于泄漏點而導(dǎo)致 的能量損失保持得盡可能的小，必須盡快地識別這種泄漏點。此外， 為了將后續(xù)過程中用于消除故障的工作和成本開銷降至最低，期望盡 可能精確地確定這些泄漏點的位置。
已經(jīng)公開了用于確定存在泄漏點以及確定泄漏點位置的不同方 法。 一種可能的方法例如是測量電監(jiān)控導(dǎo)體中脈沖形式的測量信號的時間回波，這些監(jiān)控導(dǎo)體設(shè)置在管道的附近區(qū)域。為此例如將其中傳 輸介質(zhì)的管道包裹上塑料外皮，在該塑料外皮中植入了電導(dǎo)體。塑料 外皮又具有不透水的保護(hù)套。這種布置在下面也稱為復(fù)合管。由于傳 輸介質(zhì)的逸出而出現(xiàn)的塑料外皮的潤濕作用降低了管道和電監(jiān)控導(dǎo) 體之間或監(jiān)控導(dǎo)體之間的絕緣電阻，由此表現(xiàn)為低歐姆位置，在該低 歐姆位置處反射電壓脈沖。從回波的行程時間可以推斷出泄漏點與耦 入測量信號的位置之間的距離。即使相應(yīng)地使用低歐姆導(dǎo)體，如銅導(dǎo) 線，也可以在所述潤濕作用相對較強時，進(jìn)而在介質(zhì)從管中較慢地逸 出時才確定泄漏點的位置。此外，對時間回波的分析和解釋已經(jīng)證明 是費事和困難的。
另 一種用于確定泄漏點的可能方法主要是使用電阻測量橋。其中 監(jiān)控如鎳鉻導(dǎo)體的高歐姆導(dǎo)體和如銅導(dǎo)線或可導(dǎo)電管的低歐姆導(dǎo)體 之間的電阻。在管道的塑料外皮由于傳輸介質(zhì)的逸出而變濕的情況 下，也減小了絕緣電阻，其中根據(jù)無負(fù)載分壓器原理確定該泄漏點的 位置。為此定義該電阻的閾值，其中在低于該閾值的情況下產(chǎn)生報警 信號并進(jìn)行定位。該方法被證明靈敏到足以檢測出很小的電阻變化， 并由此快速地確定故障位置。但在實踐中，該方法產(chǎn)生了不可容忍的 大量錯誤報警，從而由于最后要進(jìn)行不必要的結(jié)構(gòu)上的干預(yù)而增加了 管道線路的維護(hù)成本。
由此在奧地利專利AT501.758中提出了一種新的測量方法，在該 測量方法中在無損管道的情況下確定放入該管道中的導(dǎo)體的起點和 終點之間的阻抗關(guān)系，并且隨后在相同的測試電壓下確定該阻抗關(guān) 系，并且與針對無損管道已知的阻抗關(guān)系相比較，其中根據(jù)該隨后確 定的阻抗關(guān)系與針對無損管道的阻抗關(guān)系之間的偏差推導(dǎo)出存在泄 漏點。確定無損管道中電導(dǎo)體的起點和終點之間的阻抗關(guān)系由此也可 以在多個交流電壓振幅和頻率的情況下進(jìn)行，這在單純監(jiān)控闞值的情 況下是不可能的。在此，可以采用檢測程序，在該程序中確定和分析 在不同的電壓值和頻率情況下的阻抗值，也就是"阻抗關(guān)系"，而且是 以固定的時間間隔自動地進(jìn)4亍。在該方法的范圍內(nèi)還可以在確定無損管道中的阻抗關(guān)系時加入 在管道段的運行期間獲得的經(jīng)驗值，例如在觀察阻抗關(guān)系的周期變化
或逐漸變化時。根據(jù)AT501.758的方法在此基于以下考慮，即由管道、 電監(jiān)控導(dǎo)體、監(jiān)控導(dǎo)體的連接點、分離的填充材料以及在管道段運行 期間的電壓源和電壓測量設(shè)備組成的整個系統(tǒng)的阻抗關(guān)系不是恒定 的，即使傳輸該介質(zhì)的管道沒有受損。實際上例如在復(fù)合管受損以及 由此導(dǎo)致的在復(fù)合管之外出現(xiàn)濕氣的過程中，或者由于溫度變化也會 導(dǎo)致復(fù)合管內(nèi)部濕度的變化，而不會損壞管道。此外還可能在監(jiān)控導(dǎo) 體的整個電路中，例如在該導(dǎo)體的連接點處產(chǎn)生干擾，這種干擾由于 減小了接觸電阻而導(dǎo)致可見的絕緣電阻減小?，F(xiàn)在如果基于與事先定 義的閾值的比較以及尤其是基于檢測到低于該閾值來判斷管道的完 整性，從而可能錯誤地指示泄漏點，即使管道還是完整無損的。
結(jié)合AT501.758的方法的另一種考慮是，將泄漏點簡單解釋為 單純的短路點。該方法實際上基于以下結(jié)論分開至少一個監(jiān)控導(dǎo)體 以及管道的填充材料是在運行期間變化的、具有復(fù)雜的電解特性和偶 然的電氣特性的電介質(zhì)。因此不存在純電阻值的測量，也不存在在觀 察的中途該純電阻值與闊值的比較，而是檢查整個系統(tǒng)的"阻抗關(guān) 系"。因為所表現(xiàn)出的是，由于不同于泄漏點的其它因素而導(dǎo)致的阻 抗關(guān)系的逐漸變化完全不同于由于實際泄漏點而導(dǎo)致的變化。
但是在該用于確定泄漏點的已知方法的范圍內(nèi)，必須分別由兩個 測量站交替地發(fā)送測量信號，并且分別在測量裝置的對方那里分析該 測量信號。為此首先由第一測量站產(chǎn)生第一測量信號，并且分析在管 道段的起始點處的饋入點上的阻抗分配，在該起始點該第 一測量信號 作為饋電信號被耦入。接下來在管道段的終點處測量該第一測量信號 作為第一響應(yīng)信號。然后依據(jù)該第一響應(yīng)信號由第二測量站產(chǎn)生與第 一測量信號相對應(yīng)的第二測量信號，并在監(jiān)控導(dǎo)體的終點處作為第二 饋電信號饋入。該第二饋電信號在所述起點處作為第二響應(yīng)信號被測
但是該方法存在以下缺點，即由于交替的測量和分析階段需要費
6事的處理過程控制，該處理過程控制在參與的測量站的時間進(jìn)程中相 應(yīng)地確定這些測量站的行為。此外，必須在兩個測量站之間總是交替 地傳輸測量信號，從而無法同時測量某個管道段。由此可能形成絕對 的或與方法有關(guān)的測量誤差，這種測量誤差降低了泄漏點的定位精 度。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種避免上述缺點的方法。尤其是應(yīng)當(dāng) 簡化測量的處理過程。同時還要提高測量的精度。這些目的通過權(quán)利 要求1的特征實現(xiàn)。
權(quán)利要求1涉及一種用于確定在傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道中 存在泄漏點以及必要時確定泄漏點的位置的方法，該方法借助至少一 個沿著該管道的縱向延伸方向從第 一測量站延伸到第二測量站的電 導(dǎo)體，其中向該電導(dǎo)體施加隨時間變化的電壓形式的測量信號，并且 從該導(dǎo)體的阻抗關(guān)系中推斷出存在泄漏。根據(jù)本發(fā)明，以隨時間變化 的電壓形式存在的第一測量信號由第一測量站通過所述電導(dǎo)體發(fā)送 給第二測量站，并且這兩個測量站都分析該電導(dǎo)體的阻抗，其中第二 測量站將阻抗分析的結(jié)果借助第 一 結(jié)果信號在時間上與第 一 測量信 號重疊地通過同一電導(dǎo)體傳送給第一測量站，而且第一測量信號和第 一結(jié)果信號位于無疊加的頻帶內(nèi)。尤其是采用交流電壓作為隨時間變 化的電壓，但是也可以考慮更為復(fù)雜的測量信號，如具有可變脈沖波 形、脈沖頻率或脈沖振幅的脈沖序列。所提到的頻帶下面被稱為"傳 輸信道"。
根據(jù)權(quán)利要求2，第二測量站將以隨時間變化的電壓形式存在的 第二測量信號通過同 一電導(dǎo)體發(fā)送給第 一測量站，并且這兩個測量站 都分析該電導(dǎo)體的阻抗，其中第一測量站將阻抗分析的結(jié)果借助第二 結(jié)果信號在時間上與第二測量信號重疊地通過同一電導(dǎo)體傳送給第 二測量站，而且這兩個測量信號和第二結(jié)果信號分別位于無疊加的頻 帶內(nèi)。由此另外提高了確定泄漏點的精度，因為電導(dǎo)體的阻抗由兩方、但在不同的傳輸信道上測量。
由此，第一測量站不僅能得到在第一測量站處的阻抗測量的結(jié) 果，而且還能得到第二測量站處的結(jié)果。利用該信息可以精確地確定 泄漏點的位置，例如通過兩方測得的阻抗值的比例關(guān)系。通過從兩方 來確定泄漏點的位置，消除了絕對誤差或與方法相關(guān)的測量誤差。此 外重要的還有，測量信號和結(jié)果信號在時間上疊加地傳輸并且通過同 一電導(dǎo)體傳輸。這可以通過以下方式實現(xiàn)，即按照本發(fā)明第一測量信 號和第一結(jié)果信號位于無疊加的頻帶內(nèi)。由此如下面還可以清楚看出 的，可以大大簡化測量的處理過程。
根據(jù)權(quán)利要求3，測量信號和結(jié)果信號分別由發(fā)送的測量站進(jìn)行 調(diào)制，并且在相應(yīng)的另一個接收的測量站那里通過同步的解調(diào)來進(jìn)行 分析。由此如下面還要詳細(xì)解釋的，改善了所傳輸?shù)臏y量信號和結(jié)果 信號的傳輸質(zhì)量，并且因此而將故障信號的影響降至最低。
根據(jù)權(quán)利要求4,第一測量站和第二測量站是沿著電導(dǎo)體設(shè)置的 多個測量站中兩個前后連續(xù)的測量站，并且在這兩個前后連續(xù)的測量 站之間的阻抗分析的結(jié)果將被傳輸給至少一個其它的、相鄰的測量 站。由于這種數(shù)據(jù)傳遞，在所有測量結(jié)束之后每個測量站都能得到所 有測量站的全部數(shù)據(jù)。這使得根據(jù)權(quán)利要求5只有一個測量站必須與 中央控制臺連接，在該控制臺中對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、處理和分析。 由此還可以在一個測量站本地讀取所有數(shù)據(jù)。作為替代，還可以使每 個測量站都將其測量數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制臺，在該控制臺中對測量數(shù) 據(jù)進(jìn)行匯總、處理和分析。
在中央控制臺中分析數(shù)據(jù)例如可以在對泄漏點的可能跡象的趨 勢分析和/或模式識別方面來進(jìn)行，或者還通過自學(xué)習(xí)系統(tǒng)、如借助神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行，這在下面還要詳細(xì)解釋。此外優(yōu)選的是，可以從測量 站訪問中央控制臺。由此可以從任何地點、尤其是從任何測量站交互 地查看和解釋測量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。
最后，權(quán)利要求6涉及一種相應(yīng)的用于確定傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì) 的管道中存在泄漏點以及必要時確定該泄漏點的位置的測量站，該測量站與至少一個沿著該管道的縱向延伸方式分布的電導(dǎo)體相連接，并 且具有用于產(chǎn)生隨時間變化的電壓形式的測量信號的信號發(fā)生器，其 中該測量信號適用于檢查該電導(dǎo)體的由于泄漏點而變化的阻抗關(guān)系， 以及包括發(fā)送器，該發(fā)送器將測量信號耦入到該電導(dǎo)體中。根據(jù)本發(fā) 明，該測量站另外還具有用于產(chǎn)生調(diào)制信號的發(fā)生器單元和用于傳輸 數(shù)據(jù)的基帶信號單元，以及調(diào)制器，在該調(diào)制器中將測量信號、基帶 信號和調(diào)制信號混合?；A(chǔ)功能由此包括用于傳輸數(shù)據(jù)所需的全部部
件，即基帶、調(diào)制器、發(fā)送器、接收器、解調(diào)器和數(shù)據(jù)分離器。此外， 還存在直接調(diào)制測量信號并耦入到電導(dǎo)體中的可能性。重要的是，這 些可以在不影響所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的情況下進(jìn)行。這例如可以通過不同的 頻率范圍，或者正交的信號準(zhǔn)備來保證。作為替代，還可以采用相應(yīng) 的濾波器。
根據(jù)權(quán)利要求7，測量站另外還具有用于接收通過電導(dǎo)體傳輸 的、經(jīng)過調(diào)制的信號的接收器，并且包括解調(diào)器和數(shù)據(jù)分離器，其中 解調(diào)器與用于對測量信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的測量信號接收器相連接。
利用這樣裝備的測量站，可以在運行時連續(xù)監(jiān)控管道阻抗，同時 還與管道上的其它測量站進(jìn)行通信。這些功能可以用于準(zhǔn)備同時測量 管道兩側(cè)的阻抗。


下面借助附圖用實施例來詳細(xì)解釋本發(fā)明。在此 圖1示出管道上測量站的布置的示意圖， 圖2示出一個測量站的示意結(jié)構(gòu)，
圖3示出用于解釋同時傳輸測量信號和結(jié)果信號的圖，以及 圖4示出在測量站之間測量和傳輸數(shù)據(jù)的示意流程。
具體實施例方式
在圖1中示出管道l上測量站MSj (i-l…n)的布置的示意圖。 管道1用于傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)，而且在很長的線路上至少很難被接近地鋪設(shè)，例如埋在地下。管道l例如是自來水管或長途供熱管，其 中在后一種情況下傳輸介質(zhì)也可以是以水蒸氣形式存在的氣體形式。 根據(jù)本發(fā)明的方法還適用于監(jiān)控傳輸任何類型介質(zhì)的管道，只要所傳
輸?shù)慕橘|(zhì)是導(dǎo)電的，其中該傳輸介質(zhì)的可導(dǎo)電性有幾iaS/cm就足夠。
管道l大多是鋼管或銅管，在管道的附近設(shè)置電監(jiān)控導(dǎo)體L。在 圖1中例如示出兩個監(jiān)控導(dǎo)體I^和L2。為此，傳輸介質(zhì)的管道l被 絕熱和絕緣的外皮以及防水的保護(hù)套包裹，在該外皮中嵌入電導(dǎo)體L。 這種絕熱和絕緣的材料例如可以是塑料，如PUR硬樹脂、玻璃棉或 石棉，或者是纖維絕緣材料。下面描述一種塑料外皮。
該塑料外皮在干燥狀態(tài)下具有電絕緣特性。由于傳輸介質(zhì)的逸出 而出現(xiàn)的塑料外皮的濕氣降低了管道1和電監(jiān)控導(dǎo)體Li及L2之間或 監(jiān)控導(dǎo)體L和L2之間的絕緣電阻，由此表現(xiàn)為低歐姆位置，其中可 以將變化了的電氣比例關(guān)系用于識別泄漏點并對其進(jìn)行定位。
圖1示出兩個監(jiān)控導(dǎo)體"和L2的使用，但是也可以考慮只使用 一個導(dǎo)體L或使用更多的導(dǎo)體Li，其中監(jiān)控導(dǎo)體L在外皮內(nèi)的布置 可以加以改變。監(jiān)控導(dǎo)體L,和L2是如鎳鉻導(dǎo)體的高歐姆導(dǎo)體L!，以 及可選的低歐姆導(dǎo)體L2，如銅導(dǎo)線或銅鎳導(dǎo)體。在此，可以監(jiān)控高歐
姆導(dǎo)體"和低歐姆導(dǎo)體L;j之間的電阻，以及可選的還有高歐姆導(dǎo)體
L和管道l之間的電阻。在僅使用一個監(jiān)控導(dǎo)體L的情況下，監(jiān)控高 歐姆導(dǎo)體L和管道1之間的電阻。
在圖1中還示出，測量站MSi將其測量數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制臺2, 在該中央控制臺中匯總、處理和分析這些測量數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)的分析例 如可以在對泄漏點的可能跡象的趨勢分析和/或模式識別方面來進(jìn)行， 或者還通過自學(xué)習(xí)系統(tǒng)、如借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行。在此，不重要的長 時間變化應(yīng)當(dāng)被識別為亞臨界的，因此應(yīng)當(dāng)被分揀出來。但是，表明 泄漏點的變化將相應(yīng)地被清楚地標(biāo)示。在此，由進(jìn)行控制的干預(yù)操作 人員進(jìn)行的分析影響未來在表明泄漏點并對其定位時的判斷過程。此 外，還有利的是，可以從測量站MSi訪問中央控制臺2。由此可以從 任何位置，尤其是從任何測量站MSi交互地查看和解釋測量數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。通過這種方式，維護(hù)人員還可以在不直接影響控制臺2的情 況下以簡單的方式查明可能的故障事件。控制臺2由此還可以是無人 的。可選地，也可以設(shè)置一個或多個其它的控制臺3來執(zhí)行這些分析 任務(wù)。
圖2示出用于確定管道1中存在泄漏點并在必要時確定其位置的 測量站MSj的示意結(jié)構(gòu)，該管道與至少一個沿著管道l的縱向延伸方 向分布的電導(dǎo)體L相連接，并且具有信號發(fā)生器DAC來產(chǎn)生隨時間 變化的電壓形式的測量信號。測量站MSi還包括發(fā)送器T,該發(fā)送器 將測量信號耦入到電導(dǎo)體L中。根據(jù)本發(fā)明，另外還設(shè)置用于產(chǎn)生調(diào) 制信號的發(fā)生器單元DDS和用于傳輸數(shù)據(jù)的基帶信號單元BB,以及 調(diào)制器MO，在該調(diào)制器中混合測量信號、基帶信號和調(diào)制信號。此 外，測量站另外還具有接收器R，用于接收通過電導(dǎo)體L傳輸?shù)?、?jīng) 過調(diào)制的信號，以及解調(diào)器DM和數(shù)據(jù)分離器DS,其中解調(diào)器DM 與用于對測量信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的測量信號接收器ADC相連接。這 些部件通過控制單元CTL進(jìn)行協(xié)調(diào)。這些基本功能由此包括用于傳 輸數(shù)據(jù)所需的全部部件，即基帶信號單元BB、調(diào)制器MO、發(fā)送器T、 接收器R、解調(diào)器DM和數(shù)據(jù)分離器DS。此外還存在直接調(diào)制測量 信號并將其耦入到電導(dǎo)體L中的可能性。重要的是，這些可以在不影 響所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的情況下進(jìn)行。這例如可以通過不同的頻率范圍，或 者正交的信號準(zhǔn)備來保證。作為替代，還可以采用相應(yīng)的濾波器。
圖3示出兩個測量站MSi和MSj的同時測量功能和傳輸相應(yīng)結(jié) 果信號的功能。在圖3的示例中，例如假定數(shù)據(jù)傳輸DtF是在傳輸信 道K2中進(jìn)行的。為了更好地選擇，分別釋放相應(yīng)數(shù)量的信道(在該 示例中是l)，以便將濾波器開銷相應(yīng)地保持得很小。此外還假定， 在導(dǎo)體L的相關(guān)段內(nèi)具有導(dǎo)體L的起點處的測量站MSi和導(dǎo)體L的 終點處的測量站MS2。測量站MSi在信道K4上發(fā)送其測量信號，并 分析導(dǎo)體的阻抗。同時，在導(dǎo)體的終點處的信號由第二測量站MS2 獲取并進(jìn)行分析。該結(jié)果立即通過信道K2傳輸給第一測量站MSj。 從該比例關(guān)系中可以推斷出可能存在的泄漏點的位置。同樣同時進(jìn)行的是由第二測量站MS2確定信道K6的阻抗，并與 測量站MSi處的信號進(jìn)行相關(guān)。在該測量結(jié)束之后，兩個測量站MSi 和MS2自動更換到下一個測量信道。這里基礎(chǔ)信號處理例如是根據(jù) "直接序列擴頻"方法來進(jìn)行的。數(shù)據(jù)信道K2是保留還是也被改變?nèi)?決于測量信道和數(shù)據(jù)信道之間所期待的影響。
對導(dǎo)體段兩端的同時測量可以通過正交信號進(jìn)行，或者以相應(yīng)的 信道分配和同步解調(diào)為基礎(chǔ)，以消除影響。但是根據(jù)本發(fā)明，使用同 步解調(diào)器來獲取測量信號是優(yōu)選方法，這是因為將故障信號的影響降 至最小。
圖4示出第一測量站MSi和第二測量站MSj之間的測量和數(shù)據(jù) 傳輸?shù)氖疽饬鞒蹋@些測量站是多個沿著電導(dǎo)體L設(shè)置的測量站Mj 中兩個前后連續(xù)的測量站MSi和MSw (j=i+l)。在此，首先測量站 MSj將其測量信號M (MSr>MSi+1)在第一信道上發(fā)送，并分析導(dǎo)體 的阻抗(圖4a)。從該測量中產(chǎn)生數(shù)據(jù)組D[MS「>MSi+1)，其中左 邊的方括號表示該數(shù)據(jù)組是由MSi從MSi向MSw的測量中得到的。 同時，在導(dǎo)體終點處的信號由第二測量站MSw獲取，并被分析為數(shù) 據(jù)組D ( MSr>MSi+1。右邊的方括號表示該數(shù)據(jù)組是由MS^從MSi 向MSi+n的測量中得到的。該結(jié)果借助結(jié)果信號E ( MSi》MSw通過 第二信道立即傳輸給第一測量站MSi (圖4b)。現(xiàn)在測量站MSi具有 "完整的，，數(shù)據(jù)組D[MSr>MSi+1，該數(shù)據(jù)組是由兩個測量站MSi和 MSi+1對測量信號的分析得到的，這通過兩邊的方括號表示。
與結(jié)果信號E (MSi—MSw的傳輸同時地，由第二測量站MSi+1 借助測量信號M (MSi<-MSi+1)來確定另一個信道的阻抗(圖4b)。 由該測量得到數(shù)據(jù)組D ( MSi<-MSi+1，其中右邊的方括號表示現(xiàn)在該 數(shù)據(jù)組是由MSw從MSw向MSi的測量中得到的。同時，導(dǎo)體末端 處的信號由第一測量站MSi獲取并被分析為數(shù)據(jù)組D[MSi<-MSi+1)。 左邊的方括號表示該數(shù)據(jù)組是由MSi從MSi+1向MS,的測量中得到的。 該結(jié)果借助結(jié)果信號E[MSi+<-MSi+1)通過第二信道立即傳輸給第二 測量站MSi+1 (圖4c)?，F(xiàn)在測量站MSi+1具有"完整的"數(shù)據(jù)組D[MSi<-MSi+1，該數(shù)據(jù)組是由兩個測量站MSi和MSw對測量信號的 分析產(chǎn)生的，這還是通過兩邊的方括號表示。
在圖4d中示出，兩個前后連續(xù)的測量站MSi和MSw之間的阻 抗分析的結(jié)果被傳輸給至少 一個其它的、相鄰的測量站MSw或MSi+2 ， 從而現(xiàn)在測量站MSi+2也借助第二測量站MSi+1的結(jié)果信號 E[MSi+《MSw而具有數(shù)據(jù)組D[MSi《MSw。按照相應(yīng)的方式，第一 測量站MSj也可以借助結(jié)果信號E[MSi》MSw]向第二測量站MSi+1 傳輸數(shù)據(jù)組D[MSr>MSi+1，而第二測量站接下來又將該數(shù)據(jù)組借助 結(jié)果信號E[MSj》MSw]傳遞給測量站MSi+2。
通過這種方式可以看出，借助該實施方式只需要將一個測量站與 中央控制臺2相連接，在該中央控制臺中匯總、處理和分析測量數(shù)據(jù)， 因為每個測量站都能得到所有的數(shù)據(jù)組。但是由此也可以在一個測量 站處本地讀取所有數(shù)據(jù)。
對阻抗分布的分析以及泄漏點的確定均通過一個設(shè)置在上級的 控制臺2來完成。該控制臺可以從測量站MSi收集數(shù)據(jù)，或者在相應(yīng) 聯(lián)網(wǎng)的情況下可以從每個任意的測量站MSi讀取數(shù)據(jù)并通過相關(guān)來確 定可能存在的泄漏點。此外，每個單個的測量點MSi最好能夠通過分 析測量結(jié)果的趨勢對管道1的狀態(tài)做出持續(xù)的預(yù)測。
通過本發(fā)明所述的方法，由于取消了交替的測量和分析階段，可 以避免開銷較大的處理過程控制。例外，在兩個測量站之間傳輸測量 信號不必只能交替地進(jìn)行，而是也可以從一 個管道段兩端同時進(jìn)行測 量。由此減小了絕對測量誤差或與方法相關(guān)的測量誤差，提高了泄漏 點定位的精度。
權(quán)利要求
1.一種用于確定在傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道(1)中存在泄漏點以及必要時確定泄漏點的位置的方法，該方法借助至少一個沿著該管道(1)的縱向延伸方向從第一測量站(MSi，i＝1...n)延伸到第二測量站(MSj，j＝1...n)的電導(dǎo)體(L)，其中向該電導(dǎo)體(L)施加隨時間變化的電壓形式的測量信號，并且從該導(dǎo)體(L)的阻抗關(guān)系中推斷出存在泄漏，其特征在于，以隨時間變化的電壓形式存在的第一測量信號由第一測量站(MSi)通過所述電導(dǎo)體(L)發(fā)送給第二測量站(MSj)，并且這兩個測量站(MSi，MSj)都分析該電導(dǎo)體(L)的阻抗，其中第二測量站(MSj)將阻抗分析的結(jié)果借助第一結(jié)果信號在時間上與第一測量信號重疊地通過同一電導(dǎo)體(L)傳送給第一測量站(MSi)，而且第一測量信號和第一結(jié)果信號位于無疊加的頻帶內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，第二測量站(MSj) 將以隨時間變化的電壓形式存在的第二測量信號通過同 一電導(dǎo)體(L ) 發(fā)送給第一測量站(MSi)，并且這兩個測量站(MSi， MSj)都分析 該電導(dǎo)體(L)的阻抗，其中第一測量站(MSi)將阻抗分析的結(jié)果借 助第二結(jié)果信號在時間上與第二測量信號重疊地通過同一電導(dǎo)體(L) 發(fā)送給第二測量站(MSj),而且這兩個測量信號和第二結(jié)果信號分 別位于無疊加的頻帶內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，測量信號和結(jié) 果信號分別由發(fā)送的測量站(MSi， MSj)進(jìn)行調(diào)制，并且在相應(yīng)的另 一個接收的測量站(MSj， MSi)那里通過同步的解調(diào)來進(jìn)行分析。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，第一 測量站(MSi， i=l...n)和第二測量站(MSj， j-l…n)是沿著電導(dǎo)體(L )設(shè)置的多個測量站(Mi)中兩個前后連續(xù)的測量站(MSi, MSi+1， i-l…n)，并且在這兩個前后連續(xù)的測量站(MSi， MSi+1， i-l…n) 之間的阻抗分析的結(jié)果被傳輸給至少 一 個其它的、相鄰的測量站(MSi-!， MSi+2， i=l...n)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述測量站(MSi) 之一將其測量數(shù)據(jù)發(fā)送給中央控制臺，在該中央控制臺中對測量數(shù)據(jù) 進(jìn)行匯總、處理和分析。
6. —種用于確定傳輸液態(tài)或氣態(tài)介質(zhì)的管道(1)中存在泄漏點 以及必要時確定該泄漏點的位置的測量站，該測量站與至少 一個沿著 該管道(1)的縱向延伸方向分布的電導(dǎo)體(L)相連接，并且具有用 于產(chǎn)生隨時間變化的電壓形式的測量信號的信號發(fā)生器(DAC)，其 中該測量信號適用于檢查該電導(dǎo)體(L)的由于泄漏點而變化的阻抗 關(guān)系，以及包括發(fā)送器(T)，該發(fā)送器將測量信號耦入到該電導(dǎo)體(L)中，其特征在于，該測量站另外還具有用于產(chǎn)生調(diào)制信號的發(fā) 生器單元(DDS)，和用于傳輸數(shù)據(jù)的基帶信號單元(BB)，以及調(diào) 制器(MO)，在該調(diào)制器中將測量信號、基帶信號和調(diào)制信號混合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的測量站，其特征在于，測量站另外還 具有用于接收通過電導(dǎo)體(L )傳輸?shù)摹⒔?jīng)過調(diào)制的信號的接收器(R), 并且包括解調(diào)器(DM)和數(shù)據(jù)分離器(DS)，其中解調(diào)器(DM) 與用于對測量信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的測量信號接收器(ADC)相連接。
全文摘要
一種借助至少一個沿著管道(1)的縱向延伸方向從第一測量站(MS_i，i＝1...n)延伸到第二測量站(MS_j，j＝1...n)的電導(dǎo)體(L)確定在該管道(1)中存在泄漏點以及必要時確定泄漏點的位置的方法，其中向該電導(dǎo)體(L)施加隨時間變化的電壓形式的測量信號，并且從該導(dǎo)體(L)的阻抗關(guān)系中推斷出存在泄漏。根據(jù)本發(fā)明，以隨時間變化的電壓形式存在的第一測量信號由第一測量站(MS_i)通過電導(dǎo)體(L)發(fā)送給第二測量站(MS_j)，并且這兩個測量站(MS_i，MS_j)都分析該電導(dǎo)體(L)的阻抗，其中第二測量站(MS_j)將阻抗分析的結(jié)果借助第一結(jié)果信號在時間上與第一測量信號重疊地通過同一個電導(dǎo)體(L)傳送給第一測量站(MS_i)，而且第一測量信號和第一結(jié)果信號位于無疊加的頻帶內(nèi)。
文檔編號G01M3/16GK101680818SQ200880007513
公開日2010年3月24日 申請日期2008年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者京特·比爾 申請人:京特·比爾