EP1537398A1 - Leakage detecting method for pipes and pipe systems - Google Patents

Leakage detecting method for pipes and pipe systems

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Publication number
EP1537398A1
EP1537398A1 EP03757809A EP03757809A EP1537398A1 EP 1537398 A1 EP1537398 A1 EP 1537398A1 EP 03757809 A EP03757809 A EP 03757809A EP 03757809 A EP03757809 A EP 03757809A EP 1537398 A1 EP1537398 A1 EP 1537398A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
temperature
pressure
determined
leak
time
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03757809A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Schneider
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cegelec Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Original Assignee
Cegelec Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
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
Application filed by Cegelec Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH filed Critical Cegelec Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Publication of EP1537398A1 publication Critical patent/EP1537398A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2892—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for underground fuel dispensing systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/28—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds
    • G01M3/2807—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes
    • G01M3/2815—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves ; for welds for pipes using pressure measurements

Definitions

  • EP 0 094 533 B1 A method of the aforementioned type is known for example from EP 0 094 533 B1.
  • EP 0 094 533 B1 The DD differential pressure method for checking the tightness of crude oil pipelines laid in the ground", Swiss Archives, April 1996, pp. 131-139
  • the tightness of the pipe system is checked by filling the pipe section to be checked with a liquid and pressurizing it The time and the size of a leak can then be concluded from the pressure drop, the time unit and the known data of the pipe system and liquid.
  • the leak detection according to the aforementioned type is made more difficult by the fact that pressure changes then occur even without a leak occur when pipe contents and pipe environment z.
  • B. Soil are not at the same temperature. Due to the temperature equalization processes taking place between the pipe contents and the pipe environment, the pressure in the pipe system or in the pipe section concerned rises or falls. This is the case, for example, at airports, where the fuel is stored in tanks and is distributed to tapping points via an underground pipe network of a few kilometers of pipe length (hydrant loops).
  • a combination of both methods is known as the PT method and has been used in the past in particular for monitoring pipelines. It describes all physical influences of pressure and temperature both on the medium and on the material of the pipeline. Both, i.e. medium and pipeline material, are made up of the temperature response (temperature coefficient) and elasticity (Compressibility) resulting volume changes in relation. Non-zero deviations indicate an irregularity in the monitored pipeline.
  • Hydrant loops are closed pipe systems that are laid in a loop under the airfield. Hydrants accessible from the airfield are installed at irregular intervals. These can be used to remove fuel for refueling aircraft. Since these are internal lines, they have often not been subjected to leak monitoring in the past. The tightening of environmental legislation means that hydrant loops at airports are also to be monitored for leaks.
  • a dominant problem with hydrant loops is the operating mode. Many customers (hydrants) buy very different quantities at very different times and over very different periods. The system is therefore predominantly in the transient state. As a rule, downtimes cannot be planned both in terms of time and duration. For the leak measurement, there are mainly short periods of time available at irregular intervals.
  • the PT method could not previously be used in hydrant loops. Due to the limited resolution available to date, measurement times of several hours resulted, whereas measurement times of less than 1 hour are required for hydrant loops.
  • the present invention is based on the problem of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that the measuring time is shortened and the measuring accuracy is improved.
  • the problem is essentially solved according to the invention solved that the recorded temperature and / or pressure measured values are subjected to filtering, that on the basis of the filtered temperature and / or pressure measured values Rl, R2, R3, R4 a trend curve R4 is determined, that from the trend curve R4 an accurate one for each point in time Temperature and / or pressure value is read and that the leak rate ⁇ V is determined within a short time from the temperature and / or pressure measured values determined from the trend curve R4.
  • the invention is based on the idea of using the modern, bus-capable pressure and / or temperature measured value transmitter and the consequent use of the associated new possibilities of digital measured value transmission and online parameterization to improve the quality and resolution of the pressure and temperature measured values improve.
  • These are industrial series devices that are available independently from manufacturers and are not expensive and proprietary special developments.
  • a particular advantage of the method is that the leak method used does not depend on the real time of the measured values or their absolute accuracy.
  • a temperature resolution of 0.001 ° C can be achieved by using the communication options of the bus-compatible temperature transmitters equipped with their own microprocessors and the options for local activation of routines for the processing of measured values in combination with their own filter algorithms. It follows that stable trends are available just a few minutes after the start of a measurement, on the basis of which a leak can be calculated.
  • the temperature is a critical parameter. This is particularly so because a change in temperature produces a change in pressure that is a factor of 8, almost a power of ten. For example, changing the product temperature by 0.001 ° C results in a pressure change of 0.008 bar. Based on an m 3 product volume, this corresponds to a volume change of 0.000.001 M3, i.e. one millimeter or slightly less than raindrops. While it is no longer a major problem to detect a pressure change of 0.008 bar with a commercial bus transmitter with a measuring range of 0 to 10 bar, it is technically not possible to detect a temperature change of 0.001 ° C.
  • the temperatures at the beginning and at the end of the hydrant loop are recorded and their influence is dynamically assessed.
  • the temperature profile is made dynamic Withdrawal location and withdrawal quantity as well as the preliminary quantity and return quantity are calculated.
  • Another preferred feature of the method is that an operating pressure of the piping system is integrated over a predeterminable period of time and that the integration result is used as a starting value for the leak measurement. This is an effect of conventional pipelines or
  • Piping systems eliminated after they always react to pressure changes with a delay. Depending on the amount of the change, this delay time can be up to several hours. Dead time can last up to several hours. With pressure changes, the volume change caused by the elasticity of the piping material is delayed by a few hours. Proportional to this process, the pressure slowly drops after a previous increase, or slowly increases again after a decrease. In terms of leak detection, a false alarm could occur after a pressure increase, while no leak would be detected after a pressure drop, although one could be present.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a piping system
  • FIG. 1 shows a closed pipeline system 10 like a hydrant loop, which is laid in the form of a loop in the ground, for example under an airfield.
  • the hydrant loop is used for the direct refueling of aircraft and is for the most part below the concrete surface of the airfield at a constant depth and constant
  • a closed pipeline 14 runs in the course of which a pump 16, an inlet valve 18 and an outlet valve 20 are arranged.
  • pipelines 21 branch off from the pipeline 14, which are embodied as stub lines with shutdown devices 22 and couplings 23 and are referred to as hydrants 24.
  • So-called refueling devices (not shown) can be connected and coupled to the pipeline 14 under pressure via the couplings 23.
  • Unused hydrants 24 are closed with drivable covers.
  • first pressure sensor 26 with a transmitter PT and a first temperature sensor 28 with a transmitter TT
  • second pressure sensor 30 with a transmitter PT and a second temperature sensor 32 with a transmitter TT
  • an earth temperature sensor 34 with transmitter TT is provided for measuring the temperature of the earth.
  • the pipeline 14 designed as a loop usually has a length extension of between 300 m and 4000 m.
  • Distributed along the pipeline 14 are the hydrants 24, from which fuel is removed at irregular time intervals.
  • the number of hydrants 24 can vary between 4 and 30.
  • the tube diameter of the pipeline 14 can be made smaller towards the end and is in the order of magnitude between 150 mm and 300 mm. Usually, too different materials used. In order to prevent the fuel being contaminated by rust particles, stainless steel is used for the hydrant supply line 21, while a return line section 36 of the pipeline 14 can be formed from normal steel.
  • the valves 18, 20 are designed exclusively as DBBV (double block and bleed valves), so that absolute tightness can be assumed.
  • the hydrant loop 14 is supplied by the pump 16, which can be formed from two to six individual units (not shown) as a pump group with an autonomous control and regulation. In exceptional cases, a pump group can supply several hydrant loops.
  • the beginning or the end of the hydrant loop 14 begins or ends in the same filter station (not shown) upstream of the pump station 16.
  • the system is operated at an operating pressure of approx. 10 bar, with a delivery rate based on the pipe loop 14 being approx. 1000 m 3 / h and the amount removed per hydrant 24 being approx. 120 m 3 / h.
  • the method according to the invention is based on the known pressure / temperature method (PT method), which was used in particular for monitoring pipelines.
  • the PT method determines all physical influences of pressure and temperature on both the medium and the pipe material. The volume changes resulting from the temperature response and elasticity of both materials are compared. Deviations not equal to zero indicate an irregularity in the monitored pipeline 14.
  • An absolute change in volume V is composed of a pressure-dependent component ⁇ V P and a temperature-dependent component ⁇ V t .
  • the following applies to the pressure-dependent component V P is
  • V isothermal compressibility D pipe outer diameter s pipe wall thickness
  • ⁇ v (t2-ti) [V P (P ⁇ -P 2 ) + ⁇ V T (T ⁇ -T 2 )] / (t 2 -t ⁇ ) (4)
  • the value V ( t2 -ti) is converted into an hourly value, ie the result is a value ⁇ V in the dimension 1 / h (liter / hour). related to the monitored line section.
  • the pressure and temperature sensors 26, 30, 28, 32, 34 mentioned at the outset are sensitive components of a measuring chain, which ideally react to a measured variable by a proportional change in one or more measurable parameters. In reality, however, other influencing variables such as non-linearity, ambient temperature, etc. consider.
  • the pressure and temperature sensors are coupled to transmitters PT, TT, which represent a component within the measuring chain, which detects and evaluates the change in the sensor parameter (s) and converts them into a standardized variable, such as a numerical value.
  • the PT transmitters. TT are connected to a control unit 38 via a bus 37.
  • the temperature sensor 28, 32, 34 can be designed as a temperature-dependent resistor, the value of which changes proportionally with the temperature. As a rule, no other influencing factors need to be taken into account.
  • temperature sensor and transmitter TT can also be arranged separately from one another.
  • a capacity changes as a function of the pressure, the capacity also being dependent on the ambient temperature at the same time. This means that at least two parameters must be determined to determine the pressure measurement. This makes it difficult to separate the sensor from the transmitter.
  • sensor 26, 30 and transmitter PT are therefore combined in one device.
  • the transmitters TT, PT can be parameterized via the bus 37, so that the quality and resolution of the pressure and temperature measurements can be increased.
  • the filter algorithms are designed in several stages. This means that the measured values are processed one after the other in several filter stages.
  • the multi-level filter algorithms make it easy to configure, better use the computing accuracy of the computer, a simple change of the runtime environment from the computer to the transmitter TT, PT or vice versa, and a simple structure of the entire system.
  • the filter algorithms can run both on the transmitters PT, TT and in the control unit 38 like computers.
  • the first filter stage can run on the transmitter and the further filter stages, for example, on the computer.
  • the effect of the different filter stages is shown in FIG. 2, the temperature T being shown over time in the form of measurement series R1, R2, R3, R4 of different filter stages.
  • the filter algorithms currently used resolutions of more than 0.001 ° C are achieved.
  • Temperature is one of the critical parameters in the leak test method used.
  • the method according to the invention is therefore characterized in that with the help of special Filter algorithms can be used to filter out exact trends (measurement series 4, R 4) from a large number of individual values. An extremely precise temperature value can then be read from these at any time. A representative leak rate can be determined even for very small periods of the order of a few minutes.
  • the pressure and temperature-dependent components of ⁇ V P and ⁇ V T are calculated from the material and medium constants. Temperature and pressure measured values are read in via bus 37 with a cycle time of 100 ms.
  • the functionality of the transmitter PT, TT thus determines the quality of the transmitted measured values.
  • Intelligent transmitters already have configurable filter algorithms so that the downstream filter functions can be reduced in such a case.
  • the measured values recorded in a 100 ms cycle via the bus are then processed with the aid of the filter algorithms until, after the last stage, stable trends for the pressure and in particular for the temperature emerge.
  • the method described here can work with intelligent as well as with less intelligent transmitters PT, TT.
  • the temperature gradient is also determined from the product temperature and the earth temperature using a simple mathematical model.
  • the required thermal time constant of the pipeline 14 can be determined mathematically from the data collected by this system.
  • the mathematically determined temperature gradient dominates the leak calculation.
  • the influence is withdrawn as time progresses.
  • the time period after which the influence of the earth temperature is reduced to zero can be configured. In particular, the period can be optimized depending on the project.
  • the temperatures at the beginning and at the end of the hydrant loop 14 are recorded by means of the temperature sensors 28 and 32 and their influence is assessed dynamically, since a complex temperature profile is established in the hydrant loop 14 when products are removed from different hydrants 24.
  • the basis for creating the temperature profile are the measured quantities at the beginning and at the end of the hydrant loop 14 and the hydrant data provided, such as, for example, geometric and geodetic data of the pipeline.
  • the quantity that is currently purchased is the difference between the flow quantity and the quantity returned.
  • the product quantities are measured with the quantity meters Q.
  • a real-time pressure wave analysis within the hydrant loop 14 is carried out to determine which amount is taken off at which hydrant 24 at what time.
  • the physical relationship between the change in quantity and pressure change in flowing media on the one hand and the spread of this pressure wave within the medium on the other hand is used.
  • the position at which the change in quantity was triggered can be determined from the difference in time with which the two pressure waves occur at the pressure measuring points with a known position in the hydrant system.
  • the change in quantity is determined using two methods. On the one hand, the amount and the factor of the quantity can be determined from the characteristic of the pressure wave and can be triggered.
  • the computer system is also able to determine the quantity change that has taken place at that time.
  • a current image (model) of the state of the hydrant loop 14 can be fed to the computer 38, i. that is, the computer knows at all times what quantity of which hydrant 24 is being drawn off.
  • a quantity profile can first be created from this data become.
  • the residence time is derived from this.
  • the temperature compensation for each pipe section is determined with the dwell time, product temperature and earth temperature and displayed as a temperature profile.
  • the temperature evaluation factors for the PT method are derived from the temperature profile.
  • the pressure wave analysis described is also suitable for leak detection during refueling operations. Due to the exact assignment of the pressure wave events caused by hydrants, all pressure wave events that were not caused by hydrants can initially be interpreted as leak events. In addition, the quantity analysis can be used for confirmation.
  • This type of leak detection can also be extended to the vicinity of the hydrant, in which the typical pressure wave caused by the refueling valve is stored for each hydrant. If an unknown pressure wave occurs in the hydrant area, a leak can be assumed.
  • the acquired quantity data are processed in the control unit 38.
  • a batch profile is created from the recorded data, which forms the basis for the temperature profile.
  • the temperature development over time can be determined and thus the influence of the temperature on the pressure can be calculated.
  • the leak monitoring system contains a data model. It comprises a static part with unchangeable data, pipe descriptions and product descriptions as well as a dynamic part with measured values, intermediate results and dynamic parameters for the adaptation of the pipe model.
  • the leak method does not require a rigid minimum time for a measuring cycle. Leak rates can be calculated and output just a few minutes after the start. The quality of the results increases with the measurement time and reaches its maximum value after about an hour.
  • the basic cycle begins with the start of leak detection and ends with the end of it.
  • the gradient of the determined leak rate is used for the plausibility check.
  • two dynamic cycles are calculated, the cycle times of which can be freely defined. Absolute values and gradients of the leak rates determined in this way form the basis for the leak alarm generation.
  • the leak monitoring system is started and stopped automatically. During the activity of the leak monitoring system, this automatically monitors the pipeline 14 which is ready for monitoring. If an alarm is detected, all signaling methods such as lamp, horn and signaling contact are available for local and voicemail. SMS and email are available for remote alarming. All transmission media from analogue telephone connections via ISDN, GSM, GPRS and HSCD are also supported. A leak limit value can be set in 1 / h for each pipe section to be monitored be deposited. All three leak rates determined in different cycles are used for the alarm. If it is exceeded, an alarm message is issued. There is also a gradient-dependent alarm. This means that if the leak rate increases, a quick alarm is given, and if the leak rate falls, there is a delayed alarm. Gradient formation over several cycles with a different time base can also be provided.
  • the leak functions are tested at configurable intervals with defined data records. The results are logged and archived. If there is a malfunction, an alarm is issued.
  • the large storage volume of the system enables a generous archiving of the data collected in the different operating phases.
  • the data obtained in this way can be analyzed offline. Simulations can also be carried out with different parameter sets. So z. B. Parameterization errors found, procedures optimized and modified or new procedures tested.

Abstract

The invention relates to a leakage detection method for pipes and pipe systems, in particular for closed pipe systems which are place in the form of a closed circuit in the ground underneath an airfield, such as hydrant circuits. The inventive method consists in determining a pressure fluctuation DeltaP=P2- P1 and a temperature variation DeltaT=T2-T1 in successive measuring intervals DeltaT, and an absolute volume change is calculated in relation to the measuring intervals DeltaT in order to determine a leakage rate DeltaV (DeltaT= t2- t1) by combination with a specific volume change which is pressure-related. In order to reduce measuring time and improve the accuracy of measurements, the detected values of temperature and/or pressure measurements are filtered. A trend curve R4 is determined using the filtered R1, R2, R3 and R4 values of temperature and/or pressure measurements. The accurate temperature and/or pressure value is obtained from the trend curve R4 for each moment in time and the leakage rate DeltaV is rapidly determined on the basis of the values of temperature and/or pressure measurements which are determined by using the trend curve R4.

Description

Verfahren zur Leckprüfung von Rohren und RohrsystemenLeak test methods for pipes and pipe systems
Beschreibungdescription
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Leckprüfung von Rohren und Rohrsystemen, insbesondere von abgeschlossenen Rohrsystemen, die in Form einer Schleife im Erdreich unter einem Flugfeld verlegt sind wie Hydrantenschleifen, wobei in aufeinander-folgenden Messintervallen ^ eine Druckänderung ^P = P2 - Pi, und eine Temperaturänderung ^T = T2 - 1χ bestimmt wird, und mittels Verknüpfung mit einer spezifischen temperaturabhängigen Volumenanderung ^Vτ und einer spezifischen druckabhängigen Volumenanderung /^Vp, eine auf das Messintervall /^t bezogene absolute Volumenanderung zur Bestimmung einer Leckrate A / (Δt=t2-ti) berechnet wird.The invention relates to a method for leak testing of pipes and pipe systems, in particular of closed pipe systems, which are laid in the form of a loop in the ground under an airfield, such as hydrant loops, wherein in successive measuring intervals ^ a pressure change ^ P = P 2 - Pi , and a temperature change ^ T = T 2 - 1χ is determined, and by linking with a specific temperature-dependent volume change ^ V τ and a specific pressure-dependent volume change / ^ V p , an absolute volume change related to the measuring interval / ^ t for determining a leak rate A / (Δt = t2-ti) is calculated.
Ein Verfahren der zuvor genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 094 533 Bl bekannt. Ausgehend von einem in der Beschreibungseinleitung der EP 0 094 533 Bl zitierten Stand der Technik („Das DD-Differenz-Druck-Verfahren zur Dichtigkeitskontrolle von im Boden verlegten Rohöl- Fernleitungen", Schweizer Archiv, April 1996, S. 131-139) ist bekannt, dass zur Dichtigkeitsprüfung von Pipelines die Dichtigkeit des Rohrsystems in der Weise geprüft wird, dass der zu überprüfende Rohrabschnitt mit einer Flüssigkeit gefüllt und unter Druck gesetzt wird. Tritt in Folge eines Lecks Flüssigkeit aus, dann sinkt der im Rohr herrschende Überdruck im Laufe der 'Zeit ab. Aus dem Druckabfall, der Zeiteinheit und den bekannten Daten von Rohrsystem und Flüssigkeit kann dann auf das Vorhandensein und die Größe eines Lecks geschlossen werden.A method of the aforementioned type is known for example from EP 0 094 533 B1. Starting from a prior art cited in the introduction to the description of EP 0 094 533 B1 ("The DD differential pressure method for checking the tightness of crude oil pipelines laid in the ground", Swiss Archives, April 1996, pp. 131-139) It is known that to test the tightness of pipelines, the tightness of the pipe system is checked by filling the pipe section to be checked with a liquid and pressurizing it The time and the size of a leak can then be concluded from the pressure drop, the time unit and the known data of the pipe system and liquid.
Die Leckerkennung nach der zuvor genannten Art wird dadurch erschwert, dass Druckänderungen auch ohne ein Leck dann auftreten, wenn Rohrinhalt und Rohrumgebung z. B. Erdreich, sich nicht auf gleicher Temperatur befinden. Durch die zwischen Rohrinhalt und Rohrumgebung stattfindenden Temperaturausgleichsvorgänge steigt oder fällt der Druck im Leitungssystem bzw. im betreffenden Rohrabschnitt. Dies ist z.B. auf Flughäfen der Fall, wo der Treibstoff in Tanks gelagert wird und über ein unterirdisches Rohrnetz von einigen Kilometern Rohrlänge auf Zapfstellen verteilt wird (Hydrantenschleifen) .The leak detection according to the aforementioned type is made more difficult by the fact that pressure changes then occur even without a leak occur when pipe contents and pipe environment z. B. Soil, are not at the same temperature. Due to the temperature equalization processes taking place between the pipe contents and the pipe environment, the pressure in the pipe system or in the pipe section concerned rises or falls. This is the case, for example, at airports, where the fuel is stored in tanks and is distributed to tapping points via an underground pipe network of a few kilometers of pipe length (hydrant loops).
Der oben zitierten Literaturstelle ist des Weiteren zu entnehmen, dass eine Temperaturänderung von nur 0.1° K in Rohölleitungen eine Druckänderung von 1 bar unabhängig vom Rauminhalt des Rohrnetzes bewirkt. Andererseits tritt derselbe Druckabfall z. B. in einem 100 m3 enthaltenden Rohrabschnitt dann auf, wenn ca. 10 1 ausgelaufen sind. Zur Feststellung von Leckstellen, die kleiner oder gleich 10 1/h sind, muss man entweder sicherstellen, dass sich die Temperatur im Rohrabschnitt um sehr viel weniger al's 0.1° K/h ändert oder man muss die mittlere Temperatur in dem Rohrabschnitt sehr genau ermitteln und die durch sie verursachte Druckschwankung rechnerisch korrigieren. In der EP 0 94 20 533 wurde noch die Auffassung vertreten, dass man im ersten Fall einen Temperaturausgleich durch Abwarten - typisch 3d - erzwingen muss. da dann die Temperatur aufgrund der thermostatischen Eigenschaften des Erdbodens hinreichend konstant bleibt und im zweiten Fall eine hinreichende Dichte von Messstellen entlang der Rohrleitungen erforderlich ist. Auch wurde eine Kombination beider Methoden angesprochen.The literature cited above also shows that a change in temperature of only 0.1 ° K in crude oil lines causes a pressure change of 1 bar regardless of the volume of the pipe network. On the other hand, the same pressure drop occurs e.g. B. in a pipe section containing 100 m 3 when about 10 1 have leaked. For detecting leaks which is less than or equal to 10 1 / h are, one must either make the temperature that in the pipe section to be very much less al 's 0.1 ° K / changes h or must the average temperature in the pipe portion very accurately determine and correct the pressure fluctuation caused by them. In EP 0 94 20 533 the opinion was still held that in the first case temperature compensation must be forced by waiting - typically 3d. because then the temperature remains sufficiently constant due to the thermostatic properties of the soil and in the second case a sufficient density of measuring points along the pipelines is required. A combination of both methods was also addressed.
Eine Kombination beider Verfahren ist als PT-Verfahren bekannt und wurde in der Vergangenheit insbesondere zur Überwachung von Pipelines eingesetzt. Es beschreibt alle physikalischen Einflüsse von Druck und Temperatur sowohl auf das Medium als auch auf das Material der Rohrleitung. Von beiden, also Medium- und Pipeline-Material, werden die sich aus Temperaturgang (Temperaturkoeffizient) und Elastizität (Kompressibilität) ergebenden Volumenänderungen in Relation gesetzt. Abweichungen ungleich Null deuten auf eine Unregelmäßigkeit in der überwachten Rohrleitung hin.A combination of both methods is known as the PT method and has been used in the past in particular for monitoring pipelines. It describes all physical influences of pressure and temperature both on the medium and on the material of the pipeline. Both, i.e. medium and pipeline material, are made up of the temperature response (temperature coefficient) and elasticity (Compressibility) resulting volume changes in relation. Non-zero deviations indicate an irregularity in the monitored pipeline.
Betreffend Hydrantenschleifen sind Besonderheiten zu beachten. Hydrantenschleifen sind abgeschlossene Rohrsysteme, die in Form einer Schleife unter dem Flugfeld verlegt sind. In unregelmäßigen Abständen sind vom Flugfeld aus zugängliche Hydranten installiert. Über diese kann Treibstoff zum Betanken von Flugzeugen entnommen werden. Da es sich hier um betriebsinterne Leitungen handelt, wurden sie in der Vergangenheit oft keiner Lecküberwachung unterzogen. Durch Verschärfung der Umweltgesetzgebung sind auch die Hydrantenschleifen an Flughäfen vermehrt auf Lecks zu überwachen. Ein dominierendes Problem bei Hydrantenschleifen ist die Betriebsart. Viele Abnehmer (Hydranten) nehmen sehr unterschiedliche Mengen zu sehr unterschiedlichen Zeitpunkten und über sehr unterschiedliche Zeiträume ab. Das System befindet sich also vorwiegend im transienten Zustand. Stillstandszeiten sind sowohl vom Zeitpunkt als auch von der Dauer in der Regel nicht planbar. Zur Leckmessung stehen also vorwiegend kurze Zeiträume in unregelmäßigen Zeitabständen zur Verfügung.Special features must be observed with regard to hydrant loops. Hydrant loops are closed pipe systems that are laid in a loop under the airfield. Hydrants accessible from the airfield are installed at irregular intervals. These can be used to remove fuel for refueling aircraft. Since these are internal lines, they have often not been subjected to leak monitoring in the past. The tightening of environmental legislation means that hydrant loops at airports are also to be monitored for leaks. A dominant problem with hydrant loops is the operating mode. Many customers (hydrants) buy very different quantities at very different times and over very different periods. The system is therefore predominantly in the transient state. As a rule, downtimes cannot be planned both in terms of time and duration. For the leak measurement, there are mainly short periods of time available at irregular intervals.
Aus den oben genannten Gründen konnte das PT-Verfahren in Hydrantenschleifen bisher nicht eingesetzt werden. Bedingt durch die bisher verfügbare begrenzte Auflösung ergaben sich Messzeiten von mehreren Stunden, wohingegen bei Hydrantenschleifen Messzeiten von weniger als 1 h erforderlich sind.For the reasons mentioned above, the PT method could not previously be used in hydrant loops. Due to the limited resolution available to date, measurement times of several hours resulted, whereas measurement times of less than 1 hour are required for hydrant loops.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Messzeit verkürzt und die Messgenauigkeit verbessert wird.The present invention is based on the problem of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that the measuring time is shortened and the measuring accuracy is improved.
Das Problem wird erfindungsgemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die erfassten Temperatur- und/oder Druckmesswerte einer Filterung unterzogen werden, dass ausgehend von den gefilterten Temperatur- und/oder Druckmesswerten Rl, R2, R3, R4 eine Trendkurve R4 bestimmt wird, dass aus der Trendkurve R4 für jeden Zeitpunkt ein genauer Temperatur- und/oder Druckwert abgelesen wird und dass aus den aus der Trendkurve R4 ermittelten Temperatur- und/oder Druckmesswerten innerhalb kurzer Zeit die Leckrate ^V ermittelt wird.The problem is essentially solved according to the invention solved that the recorded temperature and / or pressure measured values are subjected to filtering, that on the basis of the filtered temperature and / or pressure measured values Rl, R2, R3, R4 a trend curve R4 is determined, that from the trend curve R4 an accurate one for each point in time Temperature and / or pressure value is read and that the leak rate ^ V is determined within a short time from the temperature and / or pressure measured values determined from the trend curve R4.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, durch den Einsatz moderner, busfähiger Druck- und/oder Temperaturmesswert- Trans itter und die konsequente Nutzung der damit verbundenen neuen Möglichkeiten einer digitalen Messwertübertragung sowie Online-Parametrierung die Qualität und die Auflösung der Druck- und Temperaturmesswerte zu verbessern. Dabei handelt es sich um industrielle Seriengeräte, die Hersteller unabhängig verfügbar sind und nicht um teure und properitäre Spezialent icklungen.The invention is based on the idea of using the modern, bus-capable pressure and / or temperature measured value transmitter and the consequent use of the associated new possibilities of digital measured value transmission and online parameterization to improve the quality and resolution of the pressure and temperature measured values improve. These are industrial series devices that are available independently from manufacturers and are not expensive and proprietary special developments.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass es bei dem eingesetzten Leckverfahren weder auf die Echtzeit der Messwerte noch auf deren absolute Genauigkeit ankommt. Durch Ausnutzung der Kommunikationsmöglichkeiten der mit eigenen Mikroprozessoren ausgestatteten busfähigen Te peratur-Transmitter mit den Möglichkeiten zur lokalen Aktivierung von Routinen zur Messwertaufbereitung in Kombination mit eigenen Filteralgorithmen, kann eine Temperaturauflösung von 0,001 °C erreicht werden. Daraus folgt, dass bereits wenige Minuten nach Beginn einer Messung stabile Trends zur Verfügung stehen, auf deren Basis eine Leckberechnung erfolgen kann.A particular advantage of the method is that the leak method used does not depend on the real time of the measured values or their absolute accuracy. A temperature resolution of 0.001 ° C can be achieved by using the communication options of the bus-compatible temperature transmitters equipped with their own microprocessors and the options for local activation of routines for the processing of measured values in combination with their own filter algorithms. It follows that stable trends are available just a few minutes after the start of a measurement, on the basis of which a leak can be calculated.
Bedingt durch die relativ langsam verlaufenden Temperaturausgleichsvorgänge zwischen Medium- und Erd- Temperatur rückt der individuelle, in Echtzeit erfasste Absolutwert bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in den Hintergrund. Erfindungsgemäß werden daher mit Hilfe spezieller Filteralgorithmen aus einer Vielzahl von Einzelwerten genaue Trends herausgefiltert. Aus diesen kann dann für jeden Zeitpunkt ein extrem genauer Temperaturwert abgelesen werden. Folglich kann dann auch für sehr kleine Zeiträume in der Größenordnung weniger Minuten eine repräsentative Leckrate ermittelt werden.Due to the relatively slow temperature compensation processes between medium and earth temperature, the individual absolute value recorded in real time in the method according to the invention moves into the Background. According to the invention, exact trends are therefore filtered out of a large number of individual values with the aid of special filter algorithms. An extremely precise temperature value can then be read from these at any time. As a result, a representative leak rate can then be determined even for very small periods of the order of a few minutes.
Bei1 dem erfindungsgemäßen Leckprüfverfahren ist die Temperatur ein kritischer Parameter. Dies insbesondere deshalb, da eine Temperaturänderung eine um einen Faktor 8, also fast eine Zehnerpotenz höhere Druckänderung produziert. Beispielsweise hat eine Änderung der Produkttemperatur um 0,001 °C eine Druckänderung von 0,008 bar zur Folge. Bezogen auf ein m3-Produktvolumen entspricht dies einer Volumenanderung von 0,000.001 M3, also einem Millimeter oder etwas weniger als Regentropfen. Während es heutzutage kein großes Problem mehr darstellt, mit einem handelsüblichen Bus- Transmitter bei einem Messbereich von 0 bis 10 bar eine Druckänderung von 0,008 bar zu detektieren, so ist es technisch nicht möglich, eine Temperaturänderung von 0,001 °C zu erkennen.At 1 the leak test method according to the invention, the temperature is a critical parameter. This is particularly so because a change in temperature produces a change in pressure that is a factor of 8, almost a power of ten. For example, changing the product temperature by 0.001 ° C results in a pressure change of 0.008 bar. Based on an m 3 product volume, this corresponds to a volume change of 0.000.001 M3, i.e. one millimeter or slightly less than raindrops. While it is no longer a major problem to detect a pressure change of 0.008 bar with a commercial bus transmitter with a measuring range of 0 to 10 bar, it is technically not possible to detect a temperature change of 0.001 ° C.
Um die bei dem Hydrantensystem erforderlichen kurzen Messzeiten zu erreichen, sind stabile Temperaturgradienten von entscheidender Bedeutung, so dass nach einem besonders bevorzugten Verfahren der Temperaturgradient auf mathematische Weise ermittelt wird. Implementiert wird ein mathematisches Modell zur rechnerischen Ermittlung des Temperaturgradienten. Die erforderlichen thermischen Parameter werden projektspezifisch mathematisch ermittelt.In order to achieve the short measurement times required for the hydrant system, stable temperature gradients are of crucial importance, so that the temperature gradient is determined mathematically using a particularly preferred method. A mathematical model for the mathematical determination of the temperature gradient is implemented. The required thermal parameters are determined mathematically on a project-specific basis.
Da sich während des Betriebs einer Hydrantenschleife, d. h. Produktentnahme an unterschiedlichen Stellen, ein komplexes Temperaturprofil einstellt, werden die Temperaturen am Anfang und am Ende der Hydrantenschleife erfasst und ihr Einfluss dynamisch bewertet. Das Temperaturprofil wird dynamisch aus Entnahmeort und Entnahmemenge sowie Vorlaufmenge und Rücklaufmenge errechnet.As a complex temperature profile arises during the operation of a hydrant loop, ie product removal at different points, the temperatures at the beginning and at the end of the hydrant loop are recorded and their influence is dynamically assessed. The temperature profile is made dynamic Withdrawal location and withdrawal quantity as well as the preliminary quantity and return quantity are calculated.
Ein weiteres bevorzugtes Verfahrensmerkmal ist, dass ein Betriebsdruck des Rohrleitungssystems über einen vorgebbaren Zeitraum integriert wird und dass das Integrationsergebnis als Startwert für die Leckmessung genutzt wird. Damit wird ein Effekt herkömmlicher Rohrleitungen bzw.Another preferred feature of the method is that an operating pressure of the piping system is integrated over a predeterminable period of time and that the integration result is used as a starting value for the leak measurement. This is an effect of conventional pipelines or
Rohrleitungssysteme eliminiert, nachdem diese immer mit einer Verzögerung auf Druckänderungen reagieren. Abhängig vom Betrag der Änderung kann diese Verzögerungszeit bis zu mehrere Stunden betragen. Totzeit bis zu mehreren Stunden andauern. Dabei stellt sich bei Druckänderungen die durch die Elastizität des Rohrleitungsmaterials bedingte Volumenanderung erst einige Stunden verzögert ein. Proportional zu diesem Vorgang fällt der Druck nach einem vorausgegangenen Anstieg langsam ab, oder steigt nach einem Abfall wieder langsam an. Bezogen auf die Leckerkennung könnte nach einem Druckanstieg ein Fehlalarm erfolgen, während nach einem Druckabfall kein Leck erkannt würde, obwohl eines vorhanden sein könnte.Piping systems eliminated after they always react to pressure changes with a delay. Depending on the amount of the change, this delay time can be up to several hours. Dead time can last up to several hours. With pressure changes, the volume change caused by the elasticity of the piping material is delayed by a few hours. Proportional to this process, the pressure slowly drops after a previous increase, or slowly increases again after a decrease. In terms of leak detection, a false alarm could occur after a pressure increase, while no leak would be detected after a pressure drop, although one could be present.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features to be extracted from them by themselves and / or in combination, but also from the following description of the preferred embodiments to be taken from the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm eines Rohrleitungssystems undFig. 1 is a schematic diagram of a piping system and
Fig. 2 ein Messdiagramm mit Temperaturmesskurven verschiedener Filterstufen.2 shows a measurement diagram with temperature measurement curves of different filter stages.
Die Figur 1 zeigt ein abgeschlossenes Rohrleitungssystem 10 wie Hydrantenschleife, das in Form einer Schleife im Erdreich beispielsweise unter einem Flugfeld verlegt ist. Die Hydrantenschleife dient der direkten Betankung von Flugzeugen und ist zum überwiegenden Teil unterhalb der Betondecke des Flugfeldes in konstanter Tiefe und konstantenFIG. 1 shows a closed pipeline system 10 like a hydrant loop, which is laid in the form of a loop in the ground, for example under an airfield. The hydrant loop is used for the direct refueling of aircraft and is for the most part below the concrete surface of the airfield at a constant depth and constant
Bodenverhältnissen verlegt. Der zu überwachende Teil befindet sich in der Regel komplett im Erdreich. Ausgehend von einem Treibstofftank 12 verläuft eine geschlossene Rohrleitung 14 in deren Verlauf eine Pumpe 16, ein Einlassventil 18 sowie ein Auslassventil 20 angeordnet sind. Von der Rohrleitung 14 zweigen in unregelmäßigen Abständen Rohrleitungen 21 ab, die als Stichleitungen mit AbStelleinrichtungen 22 und Kupplungen 23 ausgeführt sind und als Hydranten 24 bezeichnet werden. Über die Kupplungen 23 können an die unter Druck stehende Rohrleitung 14 sogenannte Betankungseinrichtungen (nicht dargestellt) angeschlossen und angekoppelt werden. Nicht benutzte Hydranten 24 sind mit befahrbaren Abdeckungen verschlossen.Floor conditions relocated. The part to be monitored is usually completely in the ground. Starting from a fuel tank 12, a closed pipeline 14 runs in the course of which a pump 16, an inlet valve 18 and an outlet valve 20 are arranged. At irregular intervals, pipelines 21 branch off from the pipeline 14, which are embodied as stub lines with shutdown devices 22 and couplings 23 and are referred to as hydrants 24. So-called refueling devices (not shown) can be connected and coupled to the pipeline 14 under pressure via the couplings 23. Unused hydrants 24 are closed with drivable covers.
Am Anfang der Rohrleitung 14 ist ein erster Drucksensor 26 mit einem Transmitter PT sowie ein erster Temperatursensor 28 mit einem Transmitter TT und am Ende der Rohrleitung 14 ist ein zweiter Drucksensor- 30 mit Transmitter PT sowie ein zweiter Temperatursensor 32 mit Transmitter TT angeordnet. Ferner ist ein Erd-Temperatursensor 34 mit Transmitter TT zur Messung der Temperatur des Erdreichs vorgesehen.At the beginning of the pipeline 14 there is a first pressure sensor 26 with a transmitter PT and a first temperature sensor 28 with a transmitter TT and at the end of the pipeline 14 there is a second pressure sensor 30 with a transmitter PT and a second temperature sensor 32 with a transmitter TT. Furthermore, an earth temperature sensor 34 with transmitter TT is provided for measuring the temperature of the earth.
Die als Schleife ausgebildete Rohrleitung 14 hat üblicherweise eine Längenausdehnung zwischen 300 m und 4000 m. Verteilt entlang der Rohrleitung 14 befinden sich die Hydranten 24, aus denen in unregelmäßigen Zeitabständen Treibstoff entnommen wird. Die Anzahl der Hydranten 24 kann zwischen 4 und 30 schwanken.The pipeline 14 designed as a loop usually has a length extension of between 300 m and 4000 m. Distributed along the pipeline 14 are the hydrants 24, from which fuel is removed at irregular time intervals. The number of hydrants 24 can vary between 4 and 30.
Der Rohrdurchmesser der Rohrleitung 14 kann zum Ende hin verkleinert ausgebildet sein und liegt in einer Größenordnung zwischen 150 mm und 300 mm. Üblicherweise werden auch unterschiedliche Materialien verwendet. Um einer Verschmutzung des Treibstoffes durch Rostpartikel vorzubeugen, wird für die Hydranten-Zuleitung 21 Edelstahl verwendet, während ein Rückleitungsabschnitt 36 der Rohrleitung 14 aus normalem Stahl ausgebildet sein kann. Die Ventile 18, 20 werden ausschließlich als DBBV (double block and bleed valves) ausgeführt, so dass von absoluter Dichtheit ausgegangen werden kann. Die Hydrantenschleife 14 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Pumpe 16 versorgt, die aus zwei bis sechs Einzelaggregaten (nicht dargestellt) als Pumpengruppe mit 10 autarker Steuerung und Regelung ausgebildet sein kann. Eine Pumpengruppe kann in Ausnahmefällen auch mehrere Hydrantenschleifen versorgen.The tube diameter of the pipeline 14 can be made smaller towards the end and is in the order of magnitude between 150 mm and 300 mm. Usually, too different materials used. In order to prevent the fuel being contaminated by rust particles, stainless steel is used for the hydrant supply line 21, while a return line section 36 of the pipeline 14 can be formed from normal steel. The valves 18, 20 are designed exclusively as DBBV (double block and bleed valves), so that absolute tightness can be assumed. In the exemplary embodiment shown, the hydrant loop 14 is supplied by the pump 16, which can be formed from two to six individual units (not shown) as a pump group with an autonomous control and regulation. In exceptional cases, a pump group can supply several hydrant loops.
Der Anfang bzw. das Ende der Hydrantenschleife 14 beginnt bzw. endet in der gleichen, der Pumpstation 16 vorgelagerten Filterstation (nicht dargestellt) . Die Anlage wird bei einem Betriebsdruck von ca. 10 bar betrieben, wobei eine Förderleistung bezogen auf die Rohrschleife 14 bei ca. 1000 m3/h und die Entnahmemenge je Hydrant 24 bei ca. 120 m3/h liegt.The beginning or the end of the hydrant loop 14 begins or ends in the same filter station (not shown) upstream of the pump station 16. The system is operated at an operating pressure of approx. 10 bar, with a delivery rate based on the pipe loop 14 being approx. 1000 m 3 / h and the amount removed per hydrant 24 being approx. 120 m 3 / h.
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert, wie eingangs erläutert, auf dem an sich bekannten Druck-/Temperatur- Verfahren (PT-Verfahren) , das insbesondere zur Überwachung von Pipelines eingesetzt wurde. Das PT-Verfahren bestimmt alle physikalischen Einflüsse von Druck und Temperatur sowohl auf das Medium- als auch auf das Rohrleitungsmaterial. Von beiden Materialien werden die sich aus Temperaturgang und Elastizität ergebenden Volumenänderungen in Relation gesetzt. Abweichung ungleich Null deuten auf eine Unregelmäßigkeit in der überwachten Rohrleitung 14 hin.As explained at the beginning, the method according to the invention is based on the known pressure / temperature method (PT method), which was used in particular for monitoring pipelines. The PT method determines all physical influences of pressure and temperature on both the medium and the pipe material. The volume changes resulting from the temperature response and elasticity of both materials are compared. Deviations not equal to zero indicate an irregularity in the monitored pipeline 14.
Mit den Ausgangswerten Druck, Temperatur und Zeitpunkt einer ersten und jeder weiteren zyklischen Erfassung wird eineWith the initial values of pressure, temperature and time of a first and every further cyclical acquisition, a
Leckrate /\N(Δ t = t2-ti) berechnet. Eine absolute Volumenanderung V setzt sich aus einer druckabhangigen Komponente ΔVP und einer temperaturabhängigen Komponente ΔVt zusammen. Für die druckabhängige Komponente VP gilt:Leakage rate / \ N (Δ t = t2-ti) calculated. An absolute change in volume V is composed of a pressure-dependent component Δ V P and a temperature-dependent component Δ V t . The following applies to the pressure-dependent component V P :
ΔVP = (χ+ D/(s*E) )*V. (1) Δ V P = ( χ + D / (s * E)) * V. (1)
ΔVP spezifische Volumenanderung (P) Δ V P specific volume change (P)
V VolumenV volume
V isotherme Kompressibilität D Rohraußendurchmesser s Rohrwanddicke V isothermal compressibility D pipe outer diameter s pipe wall thickness
V geometrisches RohrvolumenV geometric pipe volume
E Elastizitätsmodul für Stahl.E modulus of elasticity for steel.
Für die temperaturabhängige Komponente ΔVT gilt:The following applies to the temperature-dependent component Δ V T :
ΔV = (α-ß) *V (2) Δ V = ( α -ß) * V (2)
ΔVT spezifische Volumenanderung (T) α kubischer Ausdehnungskoeffiziente für Stahl ß kubischer Ausdehnungskoeffizient des Mediums. Δ V T specific volume change (T) α cubic expansion coefficient for steel ß cubic expansion coefficient of the medium.
Die absolute Volumenanderung V ergibt sich damit aus:The absolute volume change V results from:
ΔV = ΔVP(PI - P2) + Vτ(Ti - T2) (3) Δ V = Δ VP (PI - P2) + V τ (Ti - T 2 ) (3)
mitWith
P1-P2 = P Druckänderung,P1-P2 = P pressure change,
Ti - T2 = ΔT Temperaturänderung.Ti - T 2 = Δ T temperature change.
Dividiert durch die Messperiode ergibt sich die Leckrate als zu überwachende Größe: Δv (t2-ti) =[ VP ( Pι-P2 ) + ΔVT ( Tι-T2) ]/ ( t2-tι ) ( 4 )Divided by the measurement period, the leak rate is the quantity to be monitored: Δ v (t2-ti) = [V P (Pι-P 2 ) + Δ V T (Tι-T 2 )] / (t 2 -tι) (4)
Der Wert V(t2-ti) wird in einen Stundenwert umgerechnet, d.h. das Ergebnis ist ein Wert ΔV in der Dimension 1/h (Liter/Stunde) . bezogen auf den überwachten Leitungsabschnitt .The value V ( t2 -ti) is converted into an hourly value, ie the result is a value Δ V in the dimension 1 / h (liter / hour). related to the monitored line section.
Die eingangs erwähnten Druck- und Temperatursensoren 26, 30, 28, 32, 34 sind sensitive Komponenten einer Messkette, die im Idealfall auf eine Messgröße durch eine proportionale Veränderung eines oder mehrerer messbarer Parameter reagieren. In der Realität sind jedoch weitere Einflussgrößen wie Nichtlinearität, Umgebungstemperatur u.a. zu betrachten. Im vorliegenden Fall sind die Druck- und Temperatursensoren mit Transmittern PT, TT gekoppelt, die eine Komponente innerhalb der Messkette darstellen, die die Veränderung des bzw. der Sensorparameter erfasst und auswertet und in eine standardisierte Größe wie beispielsweise einen Zahlenwert umsetzt. Die Transmitter PT. TT sind über einen Bus 37 mit einer Steuereinheit 38 verbunden.The pressure and temperature sensors 26, 30, 28, 32, 34 mentioned at the outset are sensitive components of a measuring chain, which ideally react to a measured variable by a proportional change in one or more measurable parameters. In reality, however, other influencing variables such as non-linearity, ambient temperature, etc. consider. In the present case, the pressure and temperature sensors are coupled to transmitters PT, TT, which represent a component within the measuring chain, which detects and evaluates the change in the sensor parameter (s) and converts them into a standardized variable, such as a numerical value. The PT transmitters. TT are connected to a control unit 38 via a bus 37.
Der Temperatursensor 28, 32, 34 kann als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet sein, dessen Wert sich proportional mit der Temperatur verändert. Andere Einflussgrößen sind in der Regel nicht zu beachten. In diesem Fall können Temperatursensor und Transmitter TT auch getrennt von einander angeordnet sein. Bei den Drucksensoren 26, 30 verändert sich eine Kapazität in Abhängigkeit des Druckes, wobei gleichzeitig die Kapazität auch von der Umgebungstemperatur abhängig ist. Dies bedeutet, dass zur Ermittlung des Druckmesswertes mindestens zwei Parameter ermittelt werden müssen. Dadurch wird eine Trennung zwischen Sensor und Transmitter erschwert. Im vorliegenden Fall sind deshalb Sensor 26, 30 und Transmitter PT in einem Gerät zusammengefasst . Die Transmitter TT, PT sind über den Bus 37 parametrierbar, so dass die Qualität und Auflösung der Druck- und Temperaturmesswerte erhöht werden kann.The temperature sensor 28, 32, 34 can be designed as a temperature-dependent resistor, the value of which changes proportionally with the temperature. As a rule, no other influencing factors need to be taken into account. In this case, temperature sensor and transmitter TT can also be arranged separately from one another. In the case of the pressure sensors 26, 30, a capacity changes as a function of the pressure, the capacity also being dependent on the ambient temperature at the same time. This means that at least two parameters must be determined to determine the pressure measurement. This makes it difficult to separate the sensor from the transmitter. In the present case, sensor 26, 30 and transmitter PT are therefore combined in one device. The transmitters TT, PT can be parameterized via the bus 37, so that the quality and resolution of the pressure and temperature measurements can be increased.
Die oben genannten Gleichungen (1) bis (4) zeigen, dass bei dem eingesetzten Leckverfahren weder die Echtzeit der Messwerte noch deren absolute Genauigkeit entscheidend ist. Erfindungsgemäß konnte daher eine Auflösung von 0,001 °C für die Temperatursensoren 28, 32, 34 durch Online-Parametrierung der Transmitter PT, TT und Verwendung von Filteralgorithmen erreicht werden.The above-mentioned equations (1) to (4) show that neither the real time of the measured values nor their absolute accuracy is decisive in the leak method used. According to the invention, a resolution of 0.001 ° C. for the temperature sensors 28, 32, 34 could therefore be achieved by parameterizing the transmitters PT, TT online and using filter algorithms.
Die Filteralgorithmen sind mehrstufig gestaltet. Dies bedeutet, dass die Messwerte zeitlich nacheinander in mehreren Filterstufen bearbeitet werden. Durch die Mehrstufigkeit der Filteralgorithmen wird eine einfache Konfigurierbarkeit, eine bessere Ausnutzung der Rechengenauigkeit des Computers, ein einfacher Wechsel der Laufzeitumgebung von dem Computer auf den Transmitter TT, PT oder umgekehrt sowie ein einfacher Aufbau des gesamten Systems erreicht.The filter algorithms are designed in several stages. This means that the measured values are processed one after the other in several filter stages. The multi-level filter algorithms make it easy to configure, better use the computing accuracy of the computer, a simple change of the runtime environment from the computer to the transmitter TT, PT or vice versa, and a simple structure of the entire system.
Es ist vorgesehen, dass die Filteralgorithmen sowohl auf den Transmittern PT, TT als auch in der Steuereinheit 38 wie Computer laufen können. Insbesondere kann die erste Filterstufe auf dem Transmitter und die weiteren Filterstufen beispielsweise auf dem Computer ablaufen.It is envisaged that the filter algorithms can run both on the transmitters PT, TT and in the control unit 38 like computers. In particular, the first filter stage can run on the transmitter and the further filter stages, for example, on the computer.
Die Wirkung der verschiedenen Filterstufen ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die Temperatur T in Form von Messreihen Rl, R2, R3, R4 verschiedener Filterstufen über der Zeit dargestellt ist. Mit den aktuell benutzten Filteralgorithmen werden Auflösungen von mehr als 0.001°C erreicht. Bei dem verwendeten Leckprüfverfahren ist die Temperatur einer der kritischen Parameter. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich daher dadurch aus, dass mit Hilfe spezieller Filteralgorithmen aus einer Vielzahl von Einzelwerten genaue Trends (Messreihe 4, R 4) herausgefiltert werden. Aus diesen kann dann für jeden Zeitpunkt ein extrem genauer Temperaturwert abgelesen werden. Auch für sehr kleine Zeiträume in der Größenordnung weniger Minuten kann schon eine repräsentative Leckrate ermittelt werden.The effect of the different filter stages is shown in FIG. 2, the temperature T being shown over time in the form of measurement series R1, R2, R3, R4 of different filter stages. With the filter algorithms currently used, resolutions of more than 0.001 ° C are achieved. Temperature is one of the critical parameters in the leak test method used. The method according to the invention is therefore characterized in that with the help of special Filter algorithms can be used to filter out exact trends (measurement series 4, R 4) from a large number of individual values. An extremely precise temperature value can then be read from these at any time. A representative leak rate can be determined even for very small periods of the order of a few minutes.
Zu Beginn einer Leckmessung werden aus den Material- und Mediumkonstanten die druck- und temperaturabhängigen Komponenten der ΔVP und ΔVT berechnet. Temperatur- und Druckmesswerte werden mit einer Zykluszeit von 100 ms über den Bus 37 eingelesen. Damit bestimmt die Funktionalität des Transmitters PT, TT die Qualität der übertragenen Messwerte. Intelligente Transmitter besitzen bereits konfigurierbare Filteralgorithmen, so dass in einem solchen Fall die nachgeschalteten Filterfunktionen reduziert werden können. Die in 100 ms - Zyklus über den Bus erfassten Messwerte werden nun mit Hilfe der Filteralgorithmen weiterverarbeitet, bis sich am Ende, nach der letzten Stufe, stabile Trends für den Druck und insbesondere für die Temperatur ergeben. Das hier beschriebene Verfahren kann sowohl mit intelligenten als auch mit weniger intelligenten Transmittern PT, TT arbeiten.At the start of a leak measurement, the pressure and temperature-dependent components of Δ V P and Δ V T are calculated from the material and medium constants. Temperature and pressure measured values are read in via bus 37 with a cycle time of 100 ms. The functionality of the transmitter PT, TT thus determines the quality of the transmitted measured values. Intelligent transmitters already have configurable filter algorithms so that the downstream filter functions can be reduced in such a case. The measured values recorded in a 100 ms cycle via the bus are then processed with the aid of the filter algorithms until, after the last stage, stable trends for the pressure and in particular for the temperature emerge. The method described here can work with intelligent as well as with less intelligent transmitters PT, TT.
Parallel dazu wird der Temperaturgradient auch über ein einfaches mathematisches Modell aus der Produkt-Temperatur und der Erd-Temperatur ermittelt. Die dazu notwendige thermische Zeitkonstante der Rohrleitung 14 kann aus den von diesem System gesammelten Daten mathematisch ermittelt werden.In parallel, the temperature gradient is also determined from the product temperature and the earth temperature using a simple mathematical model. The required thermal time constant of the pipeline 14 can be determined mathematically from the data collected by this system.
Zu Beginn der Leckmessung geht der mathematisch ermittelte Temperaturgradient dominierend in die Leckberechnung ein. Der Einfluss wird mit fortschreitender Zeit zurückgenommen. Dabei kann der Zeitraum, nachdem der Einfluss der Erd-Temperatur auf Null zurückgeführt wird, projektiert werden. Insbesondere kann der Zeitraum projektabhängig optimiert werden. Die Temperaturen am Anfang und am Ende der Hydrantenschleife 14 werden mittels der Temperatursensoren 28 und 32 erfasst und ihr Einfluss dynamisch bewertet, da sich bei der Hydrantenschleife 14 bei Produktentnahme an unterschiedlichen Hydranten 24 ein komplexes Temperaturprofil einstellt. Basis zur Erstellung des Temperaturprofils sind die gemessenen Mengen am Anfang und am Ende der Hydrantenschleife 14 sowie die zur Verfügung gestellten Hydrantendaten wie beispielsweise geometrische und geodätische Daten der Rohrleitung. Die im Augenblick abgenommene Menge ist die Differenz zwischen Vorlaufmenge und Rücklaufmenge. Die Produktmengen werden mit den Mengenmessern Q gemessen.At the start of the leak measurement, the mathematically determined temperature gradient dominates the leak calculation. The influence is withdrawn as time progresses. The time period after which the influence of the earth temperature is reduced to zero can be configured. In particular, the period can be optimized depending on the project. The temperatures at the beginning and at the end of the hydrant loop 14 are recorded by means of the temperature sensors 28 and 32 and their influence is assessed dynamically, since a complex temperature profile is established in the hydrant loop 14 when products are removed from different hydrants 24. The basis for creating the temperature profile are the measured quantities at the beginning and at the end of the hydrant loop 14 and the hydrant data provided, such as, for example, geometric and geodetic data of the pipeline. The quantity that is currently purchased is the difference between the flow quantity and the quantity returned. The product quantities are measured with the quantity meters Q.
Um zu ermitteln, welche Menge zu welcher Zeit an welchem Hydranten 24 abgenommen wird, erfolgt eine Echtzeit- Druckwellenanalyse innerhalb der Hydrantenschleife 14. Dabei wird der physikalische Zusammenhang zwischen Mengenänderung und Druckänderung in strömenden Medien einerseits und die Ausbreitung dieser Druckwelle innerhalb des Mediums andererseits ausgenutzt. Aus der Differenzzeit, mit der die beiden Druckwellen an den Druckmessstellen mit bekannter Position im Hydrantensystem eintreten, kann die Position bestimmt werden, an der die Mengenänderung ausgelöst wurde. Die Bestimmung der Mengenänderung erfolgt über zwei Methoden. Zum einen kann an der Ausprägung der Druckwelle der Betrag und der Faktor der Menge bestimmt werden und zur Auslösung geführt werden. Zum anderen ist das Rechnersystem auch in der Lage, die zu diesem Zeitpunkt stattgefundene Mengenänderung zu ermitteln.A real-time pressure wave analysis within the hydrant loop 14 is carried out to determine which amount is taken off at which hydrant 24 at what time. The physical relationship between the change in quantity and pressure change in flowing media on the one hand and the spread of this pressure wave within the medium on the other hand is used. The position at which the change in quantity was triggered can be determined from the difference in time with which the two pressure waves occur at the pressure measuring points with a known position in the hydrant system. The change in quantity is determined using two methods. On the one hand, the amount and the factor of the quantity can be determined from the characteristic of the pressure wave and can be triggered. On the other hand, the computer system is also able to determine the quantity change that has taken place at that time.
Sind alle diese Ergebnisse lückenlos erfasst, so kann dem Computer 38 ein aktuelles Abbild (Modell) des Zustandes der Hydrantenschleife 14 zugeführt werden, d. h., dem Rechner ist zu jeder Zeit bekannt, welche Menge an welchem Hydranten 24 abgenommen wird.If all of these results are recorded without gaps, a current image (model) of the state of the hydrant loop 14 can be fed to the computer 38, i. that is, the computer knows at all times what quantity of which hydrant 24 is being drawn off.
Aus diesen Daten kann zunächst ein Mengenprofil erstellt werden. Bezogen auf die Rohrgeometrie leitet sich daraus die Verweildauer ab. Mit Verweildauer, Produkttemperatur und Erdtemperatur wird der Temperaturausgleich für jeden Rohrabschnitt bestimmt und als Temperaturprofil abgebildet. Aus dem Temperaturprofil werden die Temperatur- Bewertungsfaktoren für das PT-Verfahren abgeleitet.A quantity profile can first be created from this data become. In relation to the pipe geometry, the residence time is derived from this. The temperature compensation for each pipe section is determined with the dwell time, product temperature and earth temperature and displayed as a temperature profile. The temperature evaluation factors for the PT method are derived from the temperature profile.
Die beschriebene Druckwellenanalyse eignet sich auch zur Leckerkennung während des Betankungsbetriebs . Durch die exakte Zuordnung der von Hydranten verursachten Druckwellen- Ereignisse können zunächst alle Druckwellen-Ereignisse, die nicht von Hydranten verursacht wurden, als Leck-Ereignisse gedeutet werden. Zusätzlich kann zur Bestätigung die Mengenanalyse herangezogen werden.The pressure wave analysis described is also suitable for leak detection during refueling operations. Due to the exact assignment of the pressure wave events caused by hydrants, all pressure wave events that were not caused by hydrants can initially be interpreted as leak events. In addition, the quantity analysis can be used for confirmation.
Diese Art der Leckerkennung kann auch auf den Nahbereich des Hydranten ausgedehnt werden, in dem für jeden Hydranten die vom Betankungsventil verursachte typische Druckwelle hinterlegt wird. Tritt eine unbekannte Druckwelle im Hydrantenbereich auf, kann von einem Leck ausgegangen werden.This type of leak detection can also be extended to the vicinity of the hydrant, in which the typical pressure wave caused by the refueling valve is stored for each hydrant. If an unknown pressure wave occurs in the hydrant area, a leak can be assumed.
Die erfassten Mengendaten werden in der Steuereinheit 38 verarbeitet. Aus den erfassten Daten wird ein Batchprofil erstellt, welches die Basis für das Temperaturprofil bildet.The acquired quantity data are processed in the control unit 38. A batch profile is created from the recorded data, which forms the basis for the temperature profile.
Anhand des Temperaturmodells kann die Temperaturentwicklung über die Zeit bestimmt und somit der Einfluss der Temperatur auf den Druck berechnet werden.Using the temperature model, the temperature development over time can be determined and thus the influence of the temperature on the pressure can be calculated.
Zur Eliminierung eines Kriecheffektes, d. h. der Reaktion der Rohrleitung 14 auf eine Druckänderung mit einer Totzeit, die abhängig vom Betrag der Änderung mehrere Stunden dauern kann, ist vorgesehen, dass der Betriebsdruck über einen vorgebbaren Zeitraum integriert und das Integrationsergebnis als Startwert für die Leckmessung genutzt wird. Eine mathematische Kompensation kann deshalb entfallen. Das Lecküberwachungssystem enthält ein Datenmodell. Es umfasst einen statischen Teil mit nicht veränderlichen Daten, Rohrleitungsbeschreibungen und Produktbeschreibungen sowie einen dynamischen Teil mit Messwerten, Zwischenergebnissen und dynamischen Parametern zur Adaption des Rohrleitungsmodells .In order to eliminate a creep effect, ie the reaction of the pipeline 14 to a pressure change with a dead time, which can take several hours depending on the amount of the change, it is provided that the operating pressure is integrated over a predefinable period of time and the integration result is used as a starting value for the leak measurement , Mathematical compensation can therefore be omitted. The leak monitoring system contains a data model. It comprises a static part with unchangeable data, pipe descriptions and product descriptions as well as a dynamic part with measured values, intermediate results and dynamic parameters for the adaptation of the pipe model.
Durch die enge Verknüpfung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Steuereinheit 38 können Förderpausen automatisch erkannt und die Lecküberwachung automatisch gestartet und gestoppt werden. Ferner ist vorgesehen, dass das Leckverfahren keine starre Mindestzeit für einen Messzyklus benötigt. Bereits einige Minuten nach dem Start können Leckraten berechnet und ausgegeben werden. Die Qualität der Ergebnisse nimmt mit der Messzeit zu und erreicht nach ca. einer Stunde ihren Maximalwert.Because the method according to the invention is closely linked to the control unit 38, delivery pauses can be automatically recognized and the leak monitoring can be started and stopped automatically. It is also provided that the leak method does not require a rigid minimum time for a measuring cycle. Leak rates can be calculated and output just a few minutes after the start. The quality of the results increases with the measurement time and reaches its maximum value after about an hour.
Es ist vorgesehen, dass insgesamt drei Leckraten in unterschiedlichen Messzyklen ermittelt werden. Der Grundzyklus beginnt mit dem Start der Leckerkennung und endet mit dessen Ende. Der Gradient der ermittelten Leckrate wird bei der Alannierung zum Plausibilitätscheck benutzt. Daneben werden zwei dynamische Zyklen berechnet, deren Zykluszeiten frei definiert werden können. Absolutwerte und Gradienten der so ermittelten Leckraten bilden die Grundlage für die Leckalarmgenerierung .It is envisaged that a total of three leak rates will be determined in different measuring cycles. The basic cycle begins with the start of leak detection and ends with the end of it. The gradient of the determined leak rate is used for the plausibility check. In addition, two dynamic cycles are calculated, the cycle times of which can be freely defined. Absolute values and gradients of the leak rates determined in this way form the basis for the leak alarm generation.
Das Lecküberwachungssystem wird automatisch gestartet und gestoppt. Während der Aktivität des Lecküberwachungssystems überwacht dieses automatisch die überwachungsbereite Rohrleitung 14. Wird ein Alarm detektiert, so stehen alle Signalisierungsmethoden wie Lampe, Hupe und Meldekontakt für die Lokal- sowie Voicemail. SMS und e ail für die Remote- Alarmierung zur Verfügung. Auch werden alle Übertragungsmedien vom analogen Telefonanschluss über ISDN, GSM, GPRS und HSCD unterstützt. Für jeden zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt kann ein Leck-Grenzwert in 1/h hinterlegt werden. Zur Alarmierung werden alle drei in unterschiedlichen Zyklen ermittelten Leckraten herangezogen. Bei dessen Überschreitung wird eine Alarmmeldung ausgegeben. Ferner existiert eine gradientenabhängige Alarmierung. d. h. dass bei zunehmender Leckrate eine schnelle Alarmierung, bei fallender Leckrate eine verzögerte Alarmierung erfolgt. Auch kann eine Gradientenbildung über mehrere Zyklen mit unterschiedlicher Zeitbasis vorgesehen sein.The leak monitoring system is started and stopped automatically. During the activity of the leak monitoring system, this automatically monitors the pipeline 14 which is ready for monitoring. If an alarm is detected, all signaling methods such as lamp, horn and signaling contact are available for local and voicemail. SMS and email are available for remote alarming. All transmission media from analogue telephone connections via ISDN, GSM, GPRS and HSCD are also supported. A leak limit value can be set in 1 / h for each pipe section to be monitored be deposited. All three leak rates determined in different cycles are used for the alarm. If it is exceeded, an alarm message is issued. There is also a gradient-dependent alarm. This means that if the leak rate increases, a quick alarm is given, and if the leak rate falls, there is a delayed alarm. Gradient formation over several cycles with a different time base can also be provided.
Um eine einwandfreie Funktion der beteiligten Hardware- und Software-Komponenten sicherzustellen, werden die Leckfunktionen in projektierbaren Intervallen mit definierten Datensätzen getestet. Die Ergebnisse werden protokolliert und archiviert. Bei Fehlfunktion erfolgt eine Alarmierung.To ensure that the hardware and software components involved function properly, the leak functions are tested at configurable intervals with defined data records. The results are logged and archived. If there is a malfunction, an alarm is issued.
Jede Leckmessung wird mit einem Dichtheitsprotokoll protokolliert und archiviert. Auf diese Weise wird der Zustand der Rohrleitung lückenlos dokumentiert. Das Dichtheitsprotokoll kann so gestaltet werden, dass es auch von Abnahmebehörden wie TÜV oder Umweltbehörden anerkannt wird. Damit können erhebliche Kosten eingespart werden.Every leak measurement is logged and archived with a leak report. In this way, the condition of the pipeline is fully documented. The tightness protocol can be designed so that it is also recognized by acceptance authorities such as TÜV or environmental authorities. This can save considerable costs.
Das große Speichervolumen des Systems ermöglicht eine großzügige Archivierung der in den verschiedenen Betriebsphasen gesammelten Daten. Die so gewonnenen Daten können Offline analysiert werden. Auch können Simulationen mit unterschiedlichen Parametersätzen durchgeführt werden. Damit können z. B. Parametrierungsfehler gefunden, Verfahren optimiert und modifiziert oder neue Verfahren getestet werden. The large storage volume of the system enables a generous archiving of the data collected in the different operating phases. The data obtained in this way can be analyzed offline. Simulations can also be carried out with different parameter sets. So z. B. Parameterization errors found, procedures optimized and modified or new procedures tested.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Leckprüfung von Rohren und Rohrsystemen (14), insbesondere geschlossenen Rohrsystemen, die in Form einer Schleife im Erdreich unter einem Flugfeld verlegt sind wie Hydrantenschleifen, wobei in aufeinanderfolgenden Messintervallen ΔT eine Druckänderung ΔP = P2 - Pi und eine Temperaturänderung T = T2 - Ti, bestimmt wird, und mittels Verknüpfung mit einer spezifischen temperaturabhängigen Volumenanderung ΔVT und einer spezifischen druckabhängigen Volumenanderung VP, eine auf das Messintervall t bezogene absolute Volumenanderung zur Bestimmung einer Leckrate ΔV (Δt = t2-ti) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet,Method for leak testing of pipes and pipe systems (14), in particular closed pipe systems, which are laid in the form of a loop in the ground under an airfield like hydrant loops, with a pressure change Δ P = P 2 - Pi and a temperature change T = in successive measuring intervals Δ T T 2 - Ti, is determined, and by linking with a specific temperature-dependent volume change Δ V T and a specific pressure-dependent volume change V P , an absolute volume change related to the measurement interval t is calculated to determine a leak rate Δ V ( Δ t = t2-ti) is characterized by
dass die erfassten Temperatur- und/oder Druckmesswerte einer Filterung unterzogen werden,that the recorded temperature and / or pressure measured values are subjected to filtering,
dass ausgehend von den gefilterten Temperatur- und/oder Druckmesswerten Rl, R2, R3, R4 eine Trendkurve R4 bestimmt wird,that a trend curve R4 is determined on the basis of the filtered temperature and / or pressure measured values R1, R2, R3, R4,
dass aus der Trendkurve R4 für jeden Zeitpunkt ein genauer Temperatur- und/oder Druckwert abgelesen wird und dass aus den aus der Trendkurve R4 ermittelten Temperatur- und/oder Druck-messwerten innerhalb kurzer Zeit die Leckrate ΔV ermittelt wird. that an exact temperature and / or pressure value is read from the trend curve R4 for every point in time and that the leak rate Δ V is determined within a short time from the temperature and / or pressure measured values determined from the trend curve R4.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterung mit mehrstufig gestalteten Filteralgorithmen durchgeführt wird, wobei die Druck- und/oder Temperaturmesswerte zeitlich nacheinander in mehren Filterstufen bearbeitet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the filtering is carried out with multi-stage filter algorithms, the pressure and / or temperature measured values being processed one after the other in several filter stages.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur- und/oder Druckmesswerte über Transmitter PT, TT und einen Bus einer Datenverarbeitungseinheit (38) wie Computer übertragen und mit einer Zykluszeit von in etwa 100 ms eingelesen werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature and / or pressure measured values via transmitters PT, TT and a bus of a data processing unit (38) such as computers are transmitted and read in with a cycle time of approximately 100 ms.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte in dem Transmitter PT, TT und/oder in der Datenverarbeitungseinheit (38) gefiltert werden.4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the measured values are filtered in the transmitter PT, TT and / or in the data processing unit (38).
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Filterstufe in dem Transmitter PT, TT und weitere Filterstufen in dem Computer (38) ablaufen.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a first filter stage in the transmitter PT, TT and further filter stages run in the computer (38).
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesswerte mit einer Auflösung im Bereich von 0.5*10-3 °C bis 2*10"3 °C, vorzugsweise 0,001 °C bestimmt werden .6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature measured values are determined with a resolution in the range from 0.5 * 10 -3 ° C to 2 * 10 "3 ° C, preferably 0.001 ° C.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leckrate V innerhalb eines kurzen Zeitbereichs von ca. 10 min bestimmt wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the leak rate V is determined within a short time range of approximately 10 minutes.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mathematische Ermittlung eines Temperaturgradienten aus der Produkttemperatur und der Erdtemperatur unter Berücksichtigung einer Zeitkonstante des Rohrleitungssystems ermittelt wird.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a mathematical determination of a temperature gradient the product temperature and the earth temperature is determined taking into account a time constant of the piping system.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zeitkonstante des Rohrleitungssystems (14) mathematisch ermittelt wird.9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a time constant of the piping system (14) is determined mathematically.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einfluss des mathematisch ermittelten Temperaturgradienten mit fortschreitender Zeit zurückgenommen wird, wobei der Zeitraum, nach dem der Einfluss der Erdtemperatur auf Null zurückgeführt wird, eingestellt wird.10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an influence of the mathematically determined temperature gradient is withdrawn with advancing time, the period after which the influence of the earth's temperature is reduced to zero is set.
11. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur am Anfang und am Ende einer Hydrantenschleife (14) erfasst und dynamisch bewertet wird.11. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature at the beginning and at the end of a hydrant loop (14) is detected and dynamically evaluated.
12. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden12. The method according to at least one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Anfang und am Ende des Rohrleitungssystems (14) sowie an den Hydranten (24) strömenden Fluidmengen gemessen werden, dass aus den Messwerten ein Mengenprofil erstellt wird, aus dem - bezogen auf die Rohrgeometrie eine Verweildauer für das Fluid berechnet wird, und dass über die Verweildauer, Fluidtemperatur und Erdtemperatur ein Temperaturausgleich für jeden Rohrabschnitt bestimmt und als Temperaturprofil abgebildet wird.Claims, characterized in that the fluid quantities flowing at the beginning and at the end of the piping system (14) and at the hydrants (24) are measured, that a quantity profile is created from the measured values, from which - based on the tube geometry, a residence time for the fluid is calculated, and that a temperature compensation for each pipe section is determined via the dwell time, fluid temperature and earth temperature and is shown as a temperature profile.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidmengenbestimmung über eine Druckwellenanalyse, vorzugsweise Echtzeit-Druckwellenanalyse, erfolgt. 13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the fluid quantity is determined via a pressure wave analysis, preferably real-time pressure wave analysis.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 'gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck über einen vorgebbaren Zeitraum integriert wird und dass das Integrationsergebnis als Startwert für eine Leckmessung genutzt wird.14. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in 'that the operating pressure is integrated over a predeterminable period and that the integration result is used as a starting value for a leak measurement.
15. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Förderpausen automatisch erkannt und eine Lecküberwachung automatisch gestartet und gestoppt wird.15. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that delivery pauses are automatically recognized and a leak monitoring is started and stopped automatically.
16. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt vorzugsweise drei Leckraten ΔV in unterschiedlichen Messzyklen ermittelt werden, wobei ein Grundzyklus mit dem Start der Leckerkennung beginnt und mit dessen Ende endet .16. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a total of preferably three leakage rates Δ V are determined in different measurement cycles, a basic cycle beginning with the start of the leak detection and ending with its end.
17. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gradient der ermittelten Leckrate bei einer Leck-Alarmierung zum Plausibilitätscheck genutzt wird.17. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a gradient of the determined leak rate is used for a plausibility check in the event of a leak alarm.
18. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Grundzyklus vorzugsweise zwei dynamische Zyklen berechnet werden, deren Zykluszeiten frei definiert werden können und Absolutwerte und Gradienten der so ermittelten Leckraten die Grundlage für eine Leck- Alarmierung bilden.18. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that in addition to the basic cycle, preferably two dynamic cycles are calculated, the cycle times of which can be freely defined and absolute values and gradients of the leak rates determined in this way form the basis for a leak alarm.
19. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gradientenabhängige Alarmierung erfolgt, wobei bei einer zunehmenden Leckrate eine schnelle Alarmierung und bei einer fallenden Leckrate eine verzögerte Alarmierung erfolgt. 19. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a gradient-dependent alarm is carried out, with an increasing leak rate, a rapid alarm and a falling alarm, a delayed alarm.
20. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gradientenbildung über mehrere Zyklen mit unterschiedlicher Zeitbasis erfolgt.20. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the gradient is formed over several cycles with a different time base.
21. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hardware- und Software-Komponenten intervallweise mit definierten Datensätzen getestet werden.21. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the hardware and software components are tested at intervals with defined data records.
22. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leckmessung mit einem Dichtheitsprotokoll protokolliert und archiviert wird. 22. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that each leak measurement is logged and archived with a leak protocol.
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