【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、在饮用水供应网络中，使用安装在网络中的消耗测量设备(例如丹麦公司kamstrup a/s的flow iq 2200型)声学技术地定位泄漏点属于现有技术。这种家用水表借助于超声波检测流量，其中使用超声波接收器在使用特定软件的情况下进行泄漏识别和泄漏定位。当超声波流量计不用于流量测量时，也就是没有流量发生时，超声波流量计会测量到1至2khz范围内的泄漏噪声。这种方法原则上也可以用于集中供热网络，如专利文献ep3112823a1中所描述的那样。
2、与冷水管网相比，集中供热管网中的泄漏检测和定位具有更高的优先级，因为在发生泄漏的情况下，不仅是有水逸出，还会有与水一起输送的热量泄漏，其成本是饮用水或生活用水管网中的泄漏的好几倍。此外，集中供热管网水含有化学添加剂，这意味着在泄漏时会污染环境。
3、然而，由于集中供热网络中实际上总是有流量存在，因此尚未在集中供热管网中建立声学泄漏定位，这就是为什么在冷水管网中常见的在确认没有流量时进行声学泄漏定位在实践中是不可行的。更糟糕的是，集中供热管网的管道具有很强的绝缘，即被绝缘护套包围，这大大降低了泄漏时产生的噪声。
4、因此，对于集中供热系统的泄漏检测，主要使用热成像，其中利用手动引导的相机或无人机在地面上搜索集中供热网络。然而，这种泄漏检测一方面成本高昂，另一方面只有在集中供热管路之上的地表表面具有足够空旷视野的情况下才是可能的。
5、此外，还使用电性方法来检测集中供热管中的泄漏。例如，丹麦管道制造商为此在管道的绝缘层中安装电线，
6、现有技术还包括名为“heat intelligence”的监视软件，其由丹麦公司kamstrupa/s销售，并且与安装在集中供热管网中的超声波流量计协同工作。该软件利用超声波流量计的温度测量并根据检测到的温度跳变来确定泄漏。
技术实现思路
1、在此背景下，本专利技术的目的是提供一种改进的用于在集中供热管网中进行泄漏检测的方法。
2、根据本专利技术的目的通过一种具有权利要求1中所述特征的方法来实现。根据本专利技术的方法的优选实施方式在从属权利要求、下面的说明和附图中给出。权利要求15中给出了用于执行根据本专利技术方法的热量计(也称为热计数器或热量表)。
3、根据本专利技术的用于集中供热管网中声学泄漏检测的方法使用热量计其中热载体在热电厂与消耗点之间循环，热量计设置在消耗点侧并且与超声波流量计一起工作，超声波流量计能够以泄漏检测模式运行以进行声学泄漏检测。根据本专利技术，对泄漏检测模式下检测到的声学信号滤波，以滤除外部噪声，特别是泵噪声。
4、根据本专利技术方法的基本思想在于：使用集成在热量计中的超声波流量计来检测泄漏检测声学信号，并对在泄漏检测模式下检测到的声学信号进行滤波以消除外部噪声、特别是泵噪声。在此，本专利技术意义上的滤波器被理解为部分或完全地消除外部噪声，而无论其是否已经从声学信号中被消除，是否已经从转换为电信号的声学信号中被消除，或者转换后的电信号是否已经被数字化并且以数字形式被处理或进一步处理为对应于滤波的效果。
5、原则上滤除外部噪声是适宜的，这些外部噪声会以任意方式干扰或妨碍泄漏定位。然而，通常情况下这些噪声是由泵产生的外部噪声，无论是负责集中供热管网中的热载体介质循环的热电厂侧或在管网侧的泵，还是在用户一侧工作负责用户侧的供热介质循环的泵，更确切地说是无论是在初级侧还是在次级侧，即通过热交换器与实际的集中供热管网分开的区域。这些泵噪声不仅会通过待输送的介质传递，而且还会通过能够由塑料和/或金属制成的现有管道系统传递。在消费者的家中，来自泵、阀门和流动(相邻管道中)的干扰噪声通过混凝土、墙壁或设备箱传递，例如集中供热传递站的外壳。
6、因此，当管路系统中存在流量时，根据本专利技术的泄漏检测方法也是可行的或者说是特别可行的。与只有在一个或多个水龙头处取水时才有零星流量的饮用水和工业用水管网不同，在集中供热管网中由于系统原因几乎总是有流量的，因为从热电厂到用户的热输送只有在有流量时才能保证。因此，即使在用户一侧，也只是在温暖的季节偶尔存在集中供热管路中完全流动停止的情况。因此，如果人们还希望在这些特殊时间之外积极进行泄漏检测，那么尽管在根据本专利技术的声学泄漏检测中是可以容忍流量的存在，但是是在消除了干扰泄漏检测的外部噪声的情况下，特别是在外部噪声源自泵并且还能够通过技术上合理的努力来识别并因此能够被滤除的情况下。
7、在这种情况下，对声学泄漏检测适宜的是操控一组热量计，以便不仅能够确定泄漏，而且还能够对其定位，至少能够确定存在泄漏的空间范围。在此可能适宜的是，通过所有属于该为此设定的热量计群组的超声波流量计中同时进行泄漏检测，亦即，属于该群组的所有热量计同时、也就是同步地被操控进行泄漏检测。在流量停止时，使用所有该群组的所有热量计进行同时泄漏检测是特别有利的。在集中供热管网或其一部分中的这种流动中断只需要极短的时间，因为对于声学泄漏检测而言毫秒级的时间可能就足够了。在实际测试中已知的是250ms的测量时间，这可以通过关闭阀门、短时关断泵等容易地实现。然而，测量也可以在很小的流量下进行。
8、然而根据本专利技术，这不是绝对必要的，因为根据本专利技术的方法的一种扩展方案，泄漏检测也可以借助于一组热量计的超声波流量计，通过以下方式时间错开地、即不同步地进行：即，在检测到流量停止或者达到或低于预定的小流量时，在每个超声波流量计中优选自动地进行测量。达到或低于预定的小流量在集中供热管网的许多区域中至少是短暂地存在。特别在低流量的情况下，能够比在高流量时明显更有效地消除外部噪声，从而使存在于管网中的背景噪声也明显降低。由于热量计通过位于其中的超声波流量计始终了解流量或流量停止的情况，因此一旦达到期望的状态，它们几乎可以操控自己进行泄漏检测。随后时间交错地进行声学信号检测，其中代表测量过程的数据还获得时间戳(zeitstempel)，以便不仅能够在空间上，而且还能够在时间上将测量分配在一个组或在必要时分配在多个组。
9、替代地或附加地，在根据本专利技术的声学泄漏检测方法中，可以至少在供热管网的一部分中或者在用户侧短暂地阻断流量。这种用户侧阻断优选在回流(rücklauf)中进行，以排除用户侧的舒适性损失。
10、在根据本专利技术的声学泄漏检测方法中，始终涉及将由管网中的泄漏引起的噪声与环境噪声、即外部噪声、特别是泵噪声区加以区分，只有这样才能实现有效的泄漏定位。为了支持这一点，根据本专利技术方法的一种优选的扩展方案，在声学泄漏检测期间，对集中供热管网的至少一部分加载随时间变化的压力，优选给出预定的压力分布(druckprofil)。这里的基本思想是：泄漏引起的噪声在其频率分布和振幅方面都与压力有关。因此，这种跟随压力分布的加载促进了泄漏条件下的噪声与外部噪声或其它流动噪声之间的可区分性。特别地，可以将高压分布时间段内的声学测量与低压分布时间段内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于在集中供热管网(3)中进行声学泄漏检测的方法，在所述集中供热管网中热载体在热电厂(1)与消耗点(5)之间循环，其中消耗点(5)具有热量计(10)，所述热量计通过超声波流量计工作，所述超声波流量计能够在泄漏检测模式下运行以进行声学泄漏检测，其中对在所述泄漏检测模式下检测到的声学信号进行滤波以消除外部噪声，特别是泵噪声。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，操控至少一组(A，B)热量计(10)用于泄漏检测，其中当流量停止时，属于该组(A，B)的热量计(10)的所有超声波流量计同时进行所述泄漏检测。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过一组(A，B)热量计(10)的超声波流量计进行所述泄漏检测，其中当检测到流量停止或者达到或低于预定的低流量时，在每个超声波流量计中优选自动地进行测量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了所述泄漏检测的目的，在至少部分所述集中供热管网中或者在用户侧、优选在回流侧阻断流量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述声学泄漏检测期间，对所述集中供热管网(3)的至少一部分
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述超声波流量计在所述泄漏检测模式下检测在10Hz与10kHz之间的频率范围内的声学信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述热量计(10)在其超声波流量计的泄漏检测模式下检测到的数据被无线传输到数据收集和处理装置(11)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，操控至少一个泵(2，9)，用以检测在其运行过程中产生的声学信号，优选在所述超声波流量计的泄漏检测模式下检测，其中在超声波流量计侧所检测到的信号被用于滤除所述泵噪声。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，为了确定泵噪声，在所述至少一个泵(2，9)、所述至少一个超声波流量计和外部优选无线连接的控制设备之间进行数据通信。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据事先确定的声学模式识别外部噪声和/或关于其方向确定并消除外部噪声，其中优选地仅消除来自所述消耗点(5)方向的外部噪声。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，用于泄漏检测的多个热量计(10)由所述数据收集和处理装置(11)无线地切换到所述泄漏检测模式，并且在传输数据之后被切换回到正常测量模式或者自动回到正常测量模式。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在考虑到相关热量计(11)的空间布置、特别是其GPS数据的情况下，在所述数据收集和处理装置(11)中对由所述热量计(10)传输的泄漏定位数据进行分析，以便在空间上确定泄漏点(13)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于多组(A，B)热量计(10)进行泄漏定位，其中一组优选包括10至1000个在空间上连续的热量计(10)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在用于泄漏定位的声学信号检测过程中，针对一组(A，B)热量计(10)确定背景噪声并滤除。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用安装在主管路侧(4.1)的噪声记录仪(14)将声学信号传输到控制中心(12)，以便将这些声学信号与来自所述热量计(10)的声学信号一起用于消除外部噪声。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在管路中、特别是主管路(4.3)或入流管路(4.1，4.2)中有流量期间执行所述声学泄漏检测。
17.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述方法的热量计，其中，配置有发送和接收单元，用于与数据收集和处理装置(11)进行无线双向通信。
18.根据权利要求17所述的热量计，其中，配置有用于截止阀的控制接头或者所述热量计具有截止阀，和/或配置有加速度传感器(A1)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于在集中供热管网(3)中进行声学泄漏检测的方法，在所述集中供热管网中热载体在热电厂(1)与消耗点(5)之间循环，其中消耗点(5)具有热量计(10)，所述热量计通过超声波流量计工作，所述超声波流量计能够在泄漏检测模式下运行以进行声学泄漏检测，其中对在所述泄漏检测模式下检测到的声学信号进行滤波以消除外部噪声，特别是泵噪声。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，操控至少一组(a，b)热量计(10)用于泄漏检测，其中当流量停止时，属于该组(a，b)的热量计(10)的所有超声波流量计同时进行所述泄漏检测。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过一组(a，b)热量计(10)的超声波流量计进行所述泄漏检测，其中当检测到流量停止或者达到或低于预定的低流量时，在每个超声波流量计中优选自动地进行测量。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，为了所述泄漏检测的目的，在至少部分所述集中供热管网中或者在用户侧、优选在回流侧阻断流量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述声学泄漏检测期间，对所述集中供热管网(3)的至少一部分加载随时间变化的压力，优选为预定的压力分布。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述超声波流量计在所述泄漏检测模式下检测在10hz与10khz之间的频率范围内的声学信号。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由所述热量计(10)在其超声波流量计的泄漏检测模式下检测到的数据被无线传输到数据收集和处理装置(11)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，操控至少一个泵(2，9)，用以检测在其运行过程中产生的声学信号，优选在所述超声波流量计的泄漏检测模式下检测，其中在超声波流量计侧所检测到的信号被用于滤除所述泵噪声。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，为了确定泵噪声，在所述至少一个泵(2，9)、所述至少一个超声波流...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·H·杜邦，M·K·拉斯马森，
申请(专利权)人：卡姆鲁普股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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