管道系統(tǒng)的監(jiān)控的制作方法
【專利摘要】為了監(jiān)控管道系統(tǒng)（1），在檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)分別檢測(cè)在管道（2）中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和分別所屬的當(dāng)前流量，其中液態(tài)介質(zhì)（3）在管道（2）中被引導(dǎo)。兩個(gè)值被輸送給計(jì)算單元（5）。在考慮預(yù)先給定的流函數(shù)的情況下，計(jì)算單元（5）由相應(yīng)的所檢測(cè)的當(dāng)前壓力計(jì)算在管道（2）中的液態(tài)介質(zhì)（3）的相應(yīng)的理論流量。流函數(shù)描述在液態(tài)介質(zhì)（3）的理論流量和液態(tài)介質(zhì)（3）的相應(yīng)的當(dāng)前壓力之間的物理關(guān)聯(lián)。計(jì)算單元（5）根據(jù)相應(yīng)的當(dāng)前流量和相應(yīng)的理論流量求取相應(yīng)的單獨(dú)堵塞程度。在應(yīng)用隨機(jī)辦法的情況下，計(jì)算單元（5）根據(jù)多個(gè)所求取的單獨(dú)堵塞程度計(jì)算區(qū)間，管道系統(tǒng)（1）的堵塞程度以要確定的概率處于所述區(qū)間之內(nèi)。通過(guò)關(guān)于針對(duì)堵塞程度的事先確定的第一極限考慮區(qū)間的位置和/或區(qū)間的大小來(lái)監(jiān)控管道系統(tǒng)（1）。
【專利說(shuō)明】
管道系統(tǒng)的監(jiān)控
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于監(jiān)控具有至少一個(gè)管道的引導(dǎo)液態(tài)介質(zhì)的管道系統(tǒng)的方法和設(shè) 備，其中通過(guò)求取在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的流量(Fluss)和液態(tài)介質(zhì)的壓力來(lái)計(jì)算 針對(duì)至少一個(gè)管道的堵塞程度。所述堵塞程度被考慮為針對(duì)管道系統(tǒng)的故障的存在的指 /J、- 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 因?yàn)橐龑?dǎo)液態(tài)介質(zhì)的管道系統(tǒng)經(jīng)常是安全相關(guān)的設(shè)備的中屯、組成部分，所W對(duì)所 述管道系統(tǒng)提出關(guān)于可靠性的高的要求。在運(yùn)樣的情況下，作為冷卻裝置的組成部分所實(shí) 施的管道系統(tǒng)必須持續(xù)地鑒于其高性能性被檢驗(yàn)，因?yàn)樵诶缬尚孤┗蛘叨氯鸬墓艿?系統(tǒng)出毛病的情況下可能引起高的損害。
[0003] 如果管道系統(tǒng)引導(dǎo)例如液態(tài)介質(zhì)、例如水，那么用于監(jiān)控運(yùn)樣的管道系統(tǒng)的已知 的方法在于:持續(xù)地作為參數(shù)檢測(cè)管道系統(tǒng)中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量。借助于所謂的水壓 函數(shù)(Wasser化uckfunktion)從所檢測(cè)的參數(shù)中求取液態(tài)介質(zhì)的所謂的理論壓力。液態(tài)介 質(zhì)的理論壓力是運(yùn)樣的壓力：即所述壓力通過(guò)插入(Einsetzen)液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量由水 壓函數(shù)得出。在測(cè)量管道系統(tǒng)中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力之后，求取在液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力 和液態(tài)介質(zhì)的理論壓力之間的差。所得到的差例如用作用于堵塞的尺度或者用作用于管道 系統(tǒng)的泄漏的大小的尺度，并且持續(xù)地相對(duì)預(yù)先給定的公差被比較。如果在較長(zhǎng)的時(shí)間間 隔上公差被超過(guò)，那么警報(bào)作為對(duì)管道系統(tǒng)的故障的提示被觸發(fā)。
[0004] 在此不利的是，所檢測(cè)的參數(shù)通常加載有強(qiáng)的噪聲，由此不必要的誤警報(bào)被觸發(fā)。 為了避免運(yùn)一點(diǎn)，相對(duì)大的公差被預(yù)先給定，其中運(yùn)又消極地影響監(jiān)控的可靠性。另一缺點(diǎn) 在于，在液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和液態(tài)介質(zhì)的理論壓力之間的所求取的差僅給出關(guān)于堵塞的 尺度的符合發(fā)展趨勢(shì)的消息。因此，一般地難W預(yù)先給定用于公差的合適的值，其中不僅觸 發(fā)少的誤警報(bào)而且給出對(duì)監(jiān)控的可靠性的一定的尺度。
[0005] 由DE 10 2009 051 931 A1已知用于在用于使技術(shù)設(shè)備冷卻的冷卻設(shè)備中的泄漏 的早期識(shí)別的方法。在所述方法中，兩個(gè)可控的閥口 W-定的間隔一個(gè)接一個(gè)地布置在管 道中。兩個(gè)壓力傳感器布置在兩個(gè)閥口之間。兩個(gè)壓力傳感器中的每一個(gè)均布置在兩個(gè)閥 口中的每一個(gè)的附近。實(shí)際的壓力被檢測(cè)，并且與所期望的壓力比較。根據(jù)所述比較，推斷 出泄漏的存在。
[0006] 由AT 513 042 B1已知:在管道系統(tǒng)中重復(fù)地檢測(cè)壓力差和實(shí)際的流量，并且從中 求取管道系統(tǒng)的液壓阻力。所求取的液壓阻力可視地被輸出。此外可W自動(dòng)化地檢驗(yàn)，所求 取的液壓阻力是否處于允許的范圍之內(nèi)。在離開允許的范圍時(shí)，警告信息可W被輸出。
[0007] 由肝H01 149 109 A已知:在輸出側(cè)借助于閥口封鎖管道系統(tǒng)的片段，然后加載 壓力，并且最后也在輸入側(cè)借助于另一閥口封鎖。然后，在管道系統(tǒng)的片段中的壓力被檢測(cè) 和分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供用于可靠地監(jiān)控管道系統(tǒng)的可能性，所述可能性克服上 述缺點(diǎn)。
[0009] 通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法解決所述任務(wù)。所述方法的有利的擴(kuò)展方案是 從屬權(quán)利要求2至8的主題。
[0010] 按照本發(fā)明，在按照本發(fā)明的方法的范圍中規(guī)定， a) 在檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)分別檢測(cè)在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和在至少一個(gè)管 道中的分別所屬的當(dāng)前流量， b) 分別檢測(cè)的當(dāng)前壓力和分別檢測(cè)的當(dāng)前流量由計(jì)算單元接受， C)在考慮預(yù)先給定的流函數(shù)的情況下，由計(jì)算單元由相應(yīng)的所檢測(cè)的當(dāng)前壓力計(jì)算在 至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的相應(yīng)的理論流量，其中所述流函數(shù)描述在液態(tài)介質(zhì)的理論流 量和液態(tài)介質(zhì)的相應(yīng)的當(dāng)前壓力之間的物理關(guān)聯(lián)， d) 由計(jì)算單元根據(jù)相應(yīng)的當(dāng)前流量和相應(yīng)的理論流量求取相應(yīng)的單獨(dú)堵塞程度， e) 在應(yīng)用隨機(jī)方法的情況下，由計(jì)算單元根據(jù)多個(gè)所求取的單獨(dú)堵塞程度計(jì)算區(qū)間， 其中管道系統(tǒng)的堵塞程度W要確定的概率處于所述區(qū)間之內(nèi)，和 f) 通過(guò)關(guān)于堵塞程度的事先確定的第一極限考慮所計(jì)算的區(qū)間的位置和/或所計(jì)算的 區(qū)間的大小作為針對(duì)管道系統(tǒng)的故障的存在的指示來(lái)監(jiān)控管道系統(tǒng)。
[0011] 液態(tài)介質(zhì)位于管道系統(tǒng)的至少一個(gè)管道中。在檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)分別檢測(cè)在管道系統(tǒng)的 至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力或者實(shí)際壓力W及液態(tài)介質(zhì)的分別所屬的當(dāng)前流 量或者實(shí)際流量。所求取的大小被遞交給計(jì)算單元，并且由計(jì)算單元接受。在考慮所謂的流 函數(shù)的情況下，在計(jì)算單元中根據(jù)相應(yīng)的所檢測(cè)的當(dāng)前壓力計(jì)算在至少一個(gè)管道中的液態(tài) 介質(zhì)的理論流量，其中所述流函數(shù)描述在液態(tài)介質(zhì)的理論流量和液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力之間 的物理關(guān)聯(lián)。
[0012] 在管道系統(tǒng)是無(wú)故障的、也即不具有泄漏和/或堵塞的前提條件下，理論流函數(shù)例 如如下被求?。?對(duì)于液態(tài)介質(zhì)的每個(gè)當(dāng)前壓力，在管道系統(tǒng)中或者在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng) 前流量被求取。在此生成的值元組根據(jù)經(jīng)驗(yàn)地描述在管道系統(tǒng)中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和 液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量之間的關(guān)聯(lián)。借助于適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)(流函數(shù))對(duì)所生成的關(guān)聯(lián)進(jìn)行擬合。 流函數(shù)被存放在計(jì)算單元中。
[oou] 流函數(shù)的理論基礎(chǔ)和起源如下： 根據(jù)帕斯卡定律，在管道系統(tǒng)或者在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的壓力差A(yù)pw為：
其中P作為液態(tài)介質(zhì)的密度，g作為重力加速度并且Ah作為在用于測(cè)量液態(tài)介質(zhì)的壓 力的壓力測(cè)量設(shè)備和管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道的位置之間的高度差。
[0014]在管道系統(tǒng)中或者在至少一個(gè)管道中的由摩擦決定的壓力損失Δρ?·通過(guò)達(dá)西魏 斯己赫（Dar巧-Weisbach)方程
給出，其中p作為液態(tài)介質(zhì)的密度，V作為液態(tài)介質(zhì)的特征速度，1和d作為至少一個(gè)管道 的長(zhǎng)度或者直徑，并且λ作為達(dá)西摩擦因子。必要時(shí)由在管道中存在的裝入件(Einbauten) 得出的壓力損失被忽略。
[0015] 達(dá)西摩擦因子λ與特征速度和至少一個(gè)管道的粗糖度有關(guān)。對(duì)于薄片狀流體(雷諾 數(shù)Re<2050)適用的是：
其中η作為液態(tài)介質(zhì)的動(dòng)態(tài)粘性。
[0016] 科爾布魯克方程適用于端急的流體(雷諾數(shù)Re>4000)，從中數(shù)字地確定達(dá)西摩擦 因子：
其中k作為至少一個(gè)管道的粗糖度。在實(shí)踐中，至少一個(gè)管道的粗糖度近似為0.05mm。
[0017] 布拉修斯(Blasius)的公式適用于Re>2010和Re<4000:
為了獲得流函數(shù)，將函數(shù)與所生成的值元組擬合。流函數(shù)例如可W被寫為
其中Wp作為液態(tài)介質(zhì)的壓力，f作為液態(tài)介質(zhì)的流量，并且其中C、C1和C2作為系數(shù)。
[0018] 在第一步驟中，例如在測(cè)試裝置中，針對(duì)在管道系統(tǒng)中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量和 當(dāng)前壓力的所求取的值借助于函數(shù)
被擬合，其中實(shí)際的管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道的物理情況(Verhaltnisse)在所述測(cè) 試裝置中被再現(xiàn)。系數(shù)C1和C2>2是恒定的。在另一步驟中，在實(shí)際的管道系統(tǒng)中求取的針對(duì) 液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量和當(dāng)前壓力的數(shù)據(jù)借助于函數(shù)
被擬合，其中P1描述關(guān)于來(lái)自至少一個(gè)管道的液態(tài)介質(zhì)的出口位置和壓力測(cè)量的壓力 差，并且及p3描述由于在液態(tài)介質(zhì)和管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道之間的摩擦而引起的 在管道系統(tǒng)中或者在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的壓力損失。
[0019]此外根據(jù)伯努利(Bernooul 1 i )的方程，通過(guò)
給出在液態(tài)介質(zhì)的壓力Wp和液態(tài)介質(zhì)的流量f之間的關(guān)聯(lián)。然而要注意的是，上面提及 的關(guān)系僅對(duì)于單相流體是有效的。
[0020] 在生成流函數(shù)后，可W由液態(tài)介質(zhì)的所求取的當(dāng)前壓力wp計(jì)算在管道系統(tǒng)中或者 在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的理論流量f。
[0021] 接著借助于計(jì)算單元，計(jì)算堵塞程度k的區(qū)間，其中堵塞程度kW要確定的概率處 于所述區(qū)間之內(nèi)。
[0022] 從在當(dāng)前(測(cè)量的)流量fa。*和理論流量f之間的商中（如果通過(guò)將液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前 壓力Wp插入到流函數(shù)中來(lái)計(jì)算流量f，那么將所述流量f稱為理論流量f)，由計(jì)算單元求取 相應(yīng)的單獨(dú)堵塞程度verstopf:
對(duì)于在管道系統(tǒng)中由至少一個(gè)管道引導(dǎo)的液態(tài)介質(zhì)在至少一個(gè)管道的末端處通過(guò)管 道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道的噴嘴流出的情況，例如-0.1 (=-10%)的單獨(dú)堵塞程度vers化of 意味著，管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道或者噴嘴堵塞了 1〇%。+〇. 1(=+10%)的單獨(dú)堵塞程度 verstopf意味著，在管道系統(tǒng)中引導(dǎo)的液態(tài)介質(zhì)的10%通過(guò)泄漏從管道系統(tǒng)流出。
[0023] 在應(yīng)用隨機(jī)方法的情況下，根據(jù)多個(gè)所求取的單獨(dú)堵塞程度通過(guò)計(jì)算單元計(jì)算區(qū) 間，其中堵塞程度kW-定的事先要確定的概率位于所述區(qū)間之內(nèi)。在此，在管道系統(tǒng)中或 者在至少一個(gè)管道中的理論流量f (借助于流函數(shù)）W及當(dāng)前流量fact持續(xù)地并且W周期性 間隔作為數(shù)據(jù)流被求取或者被測(cè)量。不僅理論流量f而且當(dāng)前流量fact被看作隨機(jī)變量。借 助于隨機(jī)方法，W確定的錯(cuò)誤概率確定:對(duì)于哪些值k(k對(duì)堵塞程度進(jìn)行建模），數(shù)據(jù)流k · f 和fact不能由相同的隨機(jī)過(guò)程產(chǎn)生。管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道具有位于所計(jì)算的區(qū)間中 的堵塞程度k的概率為1減去錯(cuò)誤概率。
[0024] 通過(guò)關(guān)于針對(duì)堵塞程度的事先確定的允許的第一極限考慮所述區(qū)間的位置在管 道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道的故障的存在方面來(lái)監(jiān)控管道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道?？商娲?或者附加地，所述區(qū)間的大小可W被監(jiān)控。
[0025] 按照本發(fā)明的方法的主要的優(yōu)點(diǎn)在于，有噪聲的信號(hào)也不是問(wèn)題，并且在監(jiān)控管 道系統(tǒng)或者至少一個(gè)管道時(shí)的誤警報(bào)被避免。為了避免運(yùn)樣的誤警報(bào)，在由現(xiàn)有技術(shù)已知 的方法中預(yù)先給定相對(duì)大的公差，其中所述公差作為在液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和液態(tài)介質(zhì)的 理論壓力之間的差被給出。而在按照本發(fā)明的方法中運(yùn)樣的大的公差是多余的。
[0026] 此外，在液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和液態(tài)介質(zhì)的理論壓力之間的差僅給出關(guān)于堵塞的 尺度的隨著發(fā)展趨勢(shì)的消息。與之不同，借助于按照本發(fā)明的方法計(jì)算具體的區(qū)間，堵塞程 度W預(yù)先給定的概率處于所述區(qū)間之內(nèi)。
[0027] 在按照本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，管道系統(tǒng)被構(gòu)造為冶金成套設(shè)備 的冷卻系統(tǒng)、尤其為用于制造金屬管線的連續(xù)鑄造設(shè)備的冷卻系統(tǒng)，或者為用于制造金屬 帶的社鋼機(jī)的冷卻系統(tǒng)，其中借助于至少一個(gè)管道被引導(dǎo)至噴嘴的液態(tài)介質(zhì)借助于噴嘴被 施加到金屬管線上或者金屬帶上。
[0028] 液態(tài)介質(zhì)被引導(dǎo)至噴嘴。在連續(xù)鑄造設(shè)備中所制造的金屬管線或者在社鋼機(jī)中所 制造的金屬帶借助于從噴嘴流出的液態(tài)介質(zhì)被冷卻。因?yàn)樵诶鋮s系統(tǒng)出毛病的情況下，可 能形成顯著的損害，所W運(yùn)樣的冷卻系統(tǒng)要求高的可用性W及高的運(yùn)行安全性和可靠性。 如果按照本發(fā)明的方法被應(yīng)用用于監(jiān)控冷卻系統(tǒng)，那么由于冷卻系統(tǒng)或者噴嘴的泄漏或堵 塞引起的故障可W快速地和可靠地被識(shí)別，而在此不觸發(fā)不必要的誤警報(bào)。此外，在該情況 下也在連續(xù)鑄造設(shè)備或者社鋼機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)期間執(zhí)行管道系統(tǒng)的監(jiān)控。運(yùn)擁有W下優(yōu)點(diǎn)： 在連續(xù)鑄造設(shè)備處或者社鋼機(jī)處的維護(hù)工作期間，可W鑒于故障對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，并 且必要時(shí)可W還在連續(xù)鑄造設(shè)備或者社鋼機(jī)投入運(yùn)行之前，排除管道系統(tǒng)的泄漏或者堵 塞〇
[0029] 在按照本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，引導(dǎo)至至少一個(gè)噴嘴的液態(tài)介質(zhì) 是水。水是W足夠的量存在并且便宜地可用的環(huán)境中性的介質(zhì)，所述介質(zhì)例如可W有效地 被使用用于冷卻。
[0030] 優(yōu)選地，檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)彼此具有時(shí)間間隔，所述時(shí)間間隔處于2秒和5秒之間。時(shí)間間 隔例如可W為3秒。運(yùn)樣的時(shí)間間隔表示在所求取的參數(shù)的積累的數(shù)據(jù)量和按照本發(fā)明的 方法的精度或者可靠性之間的最優(yōu)比例。
[0031] 因此，當(dāng)前壓力和當(dāng)前流量一再重新地被測(cè)量，并且由計(jì)算單元從中求取相應(yīng)的 單獨(dú)堵塞程度。所述單獨(dú)堵塞程度擴(kuò)大至今求取的單獨(dú)堵塞程度的數(shù)量。此外，通常從確定 的數(shù)量的單獨(dú)堵塞程度起，最舊的單獨(dú)堵塞程度不再被考慮用于計(jì)算區(qū)間。確定的數(shù)量可 W(例如)處于20至50之間、尤其30至40之間?？赡艿氖?，數(shù)量由系統(tǒng)的操作者預(yù)先給定給自 動(dòng)化地實(shí)施求取方法的系統(tǒng)。
[0032] 在按照本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，隨機(jī)方法包括單樣本t測(cè)試 (Einstichproben-t-Test)C
[0033] t測(cè)試是統(tǒng)計(jì)假設(shè)測(cè)試，所述統(tǒng)計(jì)假設(shè)測(cè)試可W在正態(tài)分布的前提條件下被應(yīng)用 于數(shù)據(jù)樣品（=多個(gè)樣本）。在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)，優(yōu)選地應(yīng)用單樣本t測(cè)試。每個(gè)單個(gè)樣本對(duì)應(yīng) 于當(dāng)前壓力Wp或者從中求取的理論流量f和當(dāng)前流量fact的相應(yīng)的值對(duì)。
[0034] 在當(dāng)前(現(xiàn)慢的)流量facT擬值k圍繞理論流量f波動(dòng)的假定下，單樣本t測(cè)試可 經(jīng)修改的形式被寫為
在此，E(faet)是當(dāng)前（測(cè)量的）流量的期望值，E(f)是理論流量的期望值、var是方差、 C0V是協(xié)方差、t是α分位數(shù)（例如0.05)的t分布并且η是自由度W及η是值的數(shù)量(樣本規(guī) 模）。期望值、方差、協(xié)方差、t分布和分位數(shù)是在概率計(jì)算的領(lǐng)域上具有固定的含義的術(shù)語(yǔ)。
[0035] 在上述的方程中，僅僅堵塞程度k是未知的。所有其他的參量要么原則上是恒定 的，要么通過(guò)先前的隨機(jī)分析被確定。期望值E(fact)和E(f)、方差var(fact)和var(f)W及協(xié) 方差C0V(f a。*，f )尤其通過(guò)所測(cè)量的當(dāng)前流量fact或者所求取的流量f來(lái)確定。此外，所使用 的樣本的數(shù)量η是已知的。概率可W被預(yù)先給定。所述概率與所使用的樣本的數(shù)量η-起確 定值t。
[0036] 因此可W將上述的方程變形為二次方程。所述方程的內(nèi)容是
值t的自變量在上述方程中已被忽略，W便不使所述方程不必要地超載。
[0037] 因此，上述方程的解kl和k2可W容易地被求取，其中（在不限制一般性的情況下） kl是較小的解并且k2是較大的解。借助于關(guān)系式verstopf=k-l從kl和k2中計(jì)算verstopfl 和verstopf2。運(yùn)意味著，堵塞程度W(l-a)的概率處于區(qū)間[verstopf 1; verstopf2]之內(nèi)。
[0038] 要確定的概率可W由操作者預(yù)先給定給計(jì)算單元。因此，要確定的概率是可自由 選擇的。通常，概率被確定為90%、優(yōu)選地95%。在關(guān)鍵系統(tǒng)的情況下，概率被確定為99%。
[0039] 在按照本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如果針對(duì)堵塞程度的所計(jì)算的區(qū) 間處于針對(duì)堵塞程度的所確定的極限之外，那么警報(bào)作為針對(duì)管道系統(tǒng)的故障的指示被觸 發(fā)。如果verstopfl和verstopf2是負(fù)的并且小于所確定的第一極限，那么警報(bào)作為針對(duì)至 少一個(gè)管道的堵塞的指示被觸發(fā)。如果verstopfl和verstopf 2是正的并且大于所確定的第 一極限，那么警報(bào)作為針對(duì)至少一個(gè)管道的破裂的指示被觸發(fā)。
[0040] 如果verstopf2減去verstopfl的差大于所確定的第二極限，那么警報(bào)被觸發(fā)，所 述警報(bào)表明：管道系統(tǒng)是不能確定的。
[0041 ]對(duì)于verstopfl和verstopf 2的所有其他的值，管道系統(tǒng)被分類為無(wú)缺陷的?？赡?的已經(jīng)識(shí)別的警報(bào)被消除。
[0042] 在按照本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，金屬管線是鋼管線。除了鋼之外，金屬的 尤其也可W被理解為鐵、銅、侶或者其混合物。例如也可W侶管線。
[0043] 在按照本發(fā)明的方法的另一實(shí)施方式中，金屬帶是鋼扁平帶產(chǎn)品 (Stahlfladibamlprodukt)。例如，鋼扁平帶產(chǎn)品借助于在社鋼機(jī)的熱社機(jī)機(jī)列中的熱社過(guò) 程被生產(chǎn)。
[0044] 也可設(shè)想的是:除了液態(tài)介質(zhì)外，氣態(tài)介質(zhì)也在管道系統(tǒng)的另一管道中被引導(dǎo)。在 此，液態(tài)介質(zhì)和氣態(tài)介質(zhì)至少部分地在分離的管道中引導(dǎo)，并且在噴嘴的區(qū)域中被混合成 混合料。混合料于是例如被施加到金屬管線上或者金屬帶上。
[0045] 在此，除了液態(tài)介質(zhì)外，氣態(tài)介質(zhì)在推導(dǎo)流函數(shù)時(shí)相應(yīng)地被考慮。
[0046] 此外，所述任務(wù)通過(guò)計(jì)算機(jī)程序解決，其中計(jì)算機(jī)程序包括機(jī)器代碼，所述機(jī)器代 碼可W由計(jì)算單元執(zhí)行。機(jī)器代碼通過(guò)計(jì)算單元的執(zhí)行引起，所述計(jì)算單元實(shí)施具有按照 本發(fā)明的方法的步驟b)至e)的方法。優(yōu)選地，基于機(jī)械代碼的執(zhí)行，計(jì)算單元也實(shí)現(xiàn)按照本 發(fā)明的方法的有利的擴(kuò)展方案。
[0047] 此外，通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)解決所述任務(wù)，按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序被存 儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)介質(zhì)上。
[0048] 此外，通過(guò)計(jì)算裝置解決所述任務(wù)，其中計(jì)算裝置利用按照本發(fā)明的計(jì)算機(jī)程序 被編程。
[0049] 此外，通過(guò)用于執(zhí)行按照本發(fā)明的方法的設(shè)備解決所述任務(wù)， a) 其中所述設(shè)備包括具有至少一個(gè)管道的管道系統(tǒng)，其中液態(tài)介質(zhì)可W在至少一個(gè) 管道中被引導(dǎo)， b) 其中所述設(shè)備至少分別包括用于求取在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力和 在至少一個(gè)管道中的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量的裝置， C)其中所述設(shè)備包括與所述裝置禪合的按照本發(fā)明的計(jì)算單元。
[0050] 優(yōu)選地，所述設(shè)備此外包括用于通過(guò)關(guān)于堵塞程度的事先確定的第一極限考慮所 計(jì)算的區(qū)間的位置和/或所計(jì)算的區(qū)間的大小作為針對(duì)管道系統(tǒng)的故障的存在的指示來(lái)監(jiān) 控管道系統(tǒng)的監(jiān)控單元。所述監(jiān)控裝置可w是計(jì)算單元的組成部分。
[0051] 此外，按照本發(fā)明的設(shè)備的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式包括裝備有作為冷卻系統(tǒng)的 管路系統(tǒng)的冶金成套設(shè)備、尤其用于制造金屬管線的連續(xù)鑄造設(shè)備或者用于制造金屬帶的 社鋼機(jī)和至少一個(gè)噴嘴，管道系統(tǒng)的至少一個(gè)管道通向噴嘴并且借助于所述噴嘴能夠?qū)⒁?態(tài)介質(zhì)施加到金屬管線或者金屬帶上。
[0052] 在按照本發(fā)明的設(shè)備的一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述設(shè)備包括用于觸發(fā)作為針對(duì) 管道系統(tǒng)的故障的指示的警報(bào)的警報(bào)裝置，所述警報(bào)裝置與計(jì)算單元禪合。
[0053] 警報(bào)裝置與計(jì)算單元禪合。如果管道系統(tǒng)的故障被識(shí)別，那么借助于警報(bào)裝置通 知接收裝置、尤其聲學(xué)的和/或光學(xué)的信號(hào)裝置。接收裝置例如也可W被實(shí)施為移動(dòng)電話、 平板電腦或者計(jì)算機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0054] 本發(fā)明的上面描述的特性、特征和優(yōu)點(diǎn)W及如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)些的類型和方式與實(shí)施例 的W下描述相關(guān)聯(lián)地變得更清楚和更明白地可理解的，所述實(shí)施例與附圖相結(jié)合地被進(jìn)一 步闡述。在此情況下，W示意性圖： 圖1示出用于監(jiān)控管道系統(tǒng)的按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的設(shè)備，和 圖2示出在管道系統(tǒng)的液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量和當(dāng)前壓力之間的關(guān)聯(lián)和數(shù)據(jù)擬合 (Datenfit)。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 按照?qǐng)D1，在管道系統(tǒng)1的管道2中引導(dǎo)液態(tài)介質(zhì)3,其中液態(tài)介質(zhì)是水。
[0056] 在第一步驟中，借助于用于求取管道2中的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前壓力的裝置8和借助 于用于求取在管道2中的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量的裝置9來(lái)作為參數(shù)求取在管道2中的液態(tài) 介質(zhì)3的當(dāng)前壓力和液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量。
[0057] 在第二步驟中，所檢測(cè)的值被遞交給與裝置8、9禪合的計(jì)算單元5。所述計(jì)算單元5 接受所檢測(cè)的值。在第Ξ步驟中，在考慮預(yù)先給定的流函數(shù)的情況下根據(jù)所檢測(cè)的壓力借 助于計(jì)算單元5計(jì)算在至少一個(gè)管道2中的液態(tài)介質(zhì)3的理論流量。流函數(shù)描述在液態(tài)介質(zhì) 3的理論流量和液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前壓力之間的物理關(guān)聯(lián)。此外，在第四步驟中，根據(jù)理論流量 和當(dāng)前流量求取單獨(dú)堵塞程度。在此情況下，尤其求取在當(dāng)前流量和理論流量之間的商。
[0058] 然后，在第五步驟中，在應(yīng)用隨機(jī)方法的情況下，根據(jù)多個(gè)所求取的單獨(dú)堵塞程度 借助于計(jì)算單元5計(jì)算區(qū)間，其中管道系統(tǒng)的堵塞程度W要確定的概率處于所述區(qū)間之內(nèi)。 隨機(jī)方法尤其可W包括單樣本t測(cè)試。要確定的概率可W由操作者預(yù)先給定給計(jì)算單元5。 概率是可W自由選擇的。通常，概率被確定為至少90%、優(yōu)選地為至少95%。
[0059] 在第六和最后的步驟中，通過(guò)關(guān)于針對(duì)堵塞程度的事先確定的第一極限考慮所計(jì) 算的區(qū)間的位置來(lái)監(jiān)控管道系統(tǒng)1。所計(jì)算的區(qū)間的位置用作針對(duì)管道系統(tǒng)1的故障的存在 的指示。相同的情況適用于所計(jì)算的區(qū)間的大小。
[0060] 步驟1至6W周期性時(shí)間間隔被執(zhí)行，其中時(shí)間間隔為2秒和5秒之間、優(yōu)選地為3 秒。
[0061] 如果針對(duì)堵塞程度的所計(jì)算的區(qū)間處于針對(duì)堵塞程度的所確定的第一極限之外， 那么借助于與計(jì)算單元5禪合的警報(bào)裝置13將作為針對(duì)管道系統(tǒng)1的故障的指示的警報(bào)觸 發(fā)。
[0062] 在圖1中，管道系統(tǒng)1被構(gòu)造為用于制造金屬管線6的連續(xù)鑄造設(shè)備的冷卻系統(tǒng)。在 此，借助于管道2被引導(dǎo)至噴嘴7的液態(tài)介質(zhì)3借助于噴嘴7被施加到金屬管線6上、尤其鋼管 線上。管道系統(tǒng)1的監(jiān)控也在連續(xù)鑄造設(shè)備的靜止?fàn)顟B(tài)期間被執(zhí)行。
[0063] 計(jì)算單元5的作用方式通過(guò)計(jì)算機(jī)程序14確定，所述計(jì)算機(jī)程序14在計(jì)算單元5中 運(yùn)行。計(jì)算機(jī)程序14位于計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)15上。
[0064] 圖2示出在管道系統(tǒng)1的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量fact和當(dāng)前壓力wp之間的關(guān)聯(lián)和數(shù) 據(jù)擬合16。液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前壓力wp(具體地水壓)被描繪在橫坐標(biāo)上。
[0065] 在縱坐標(biāo)上，根據(jù)當(dāng)前壓力Wp示出： -通過(guò)小點(diǎn)4示出的在實(shí)際的管道系統(tǒng)1的管道2中所求取的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量fa。*、 具體地為當(dāng)前水流， -通過(guò)大點(diǎn)10示出的在測(cè)試裝置的管道系統(tǒng)1的管道2中所求取的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流 量fact、具體地為當(dāng)前水流，其中實(shí)際的管道系統(tǒng)1或者至少一個(gè)管道2的物理情況在所述測(cè) 試裝置中被再現(xiàn)，和 -液態(tài)介質(zhì)3的理論流量f、具體地為理論水流，所述理論流量f在圖2中已經(jīng)被求取為實(shí) 際的管道系統(tǒng)1的管道2中的液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量fa。*的值的數(shù)據(jù)擬合16。數(shù)據(jù)擬合16也能 夠W相同的方式從測(cè)試裝置中被求取。理論流量f是流函數(shù)，也即在液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前壓力 Wp和液態(tài)介質(zhì)3的當(dāng)前流量fa。*之間的關(guān)聯(lián)。流函數(shù)被存放在計(jì)算單元5中。
[0066] 本發(fā)明具有許多優(yōu)點(diǎn)。尤其可W高度精確地和W可靠的方式求取堵塞程度。
[0067] 盡管已經(jīng)通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施例詳細(xì)地進(jìn)一步闡明和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不從 而受所公開的示例限制，并且其他的變體可W由專業(yè)人員從中推導(dǎo)，而不偏離本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
[006引附圖標(biāo)記列表 1管道系統(tǒng) 2管道 3液態(tài)介質(zhì) 4小點(diǎn) 5計(jì)算單元 6金屬管線 7噴嘴 8用于求取液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前壓力的裝置 9用于求取液態(tài)介質(zhì)的當(dāng)前流量的裝置 10大點(diǎn) 11流函數(shù) 12監(jiān)控單元 13警報(bào)裝置 14計(jì)算機(jī)程序 15計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì) 16數(shù)據(jù)擬合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 用于監(jiān)控管道系統(tǒng)（1)的方法，其中液態(tài)介質(zhì)(3)在管道系統(tǒng)（1)的至少一個(gè)管道(2) 中被引導(dǎo)， a) 其中在檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)分別檢測(cè)在至少一個(gè)管道(2)中的液態(tài)介質(zhì)（3)的當(dāng)前壓力和在 至少一個(gè)管道(2)中的分別所屬的當(dāng)前流量， b) 其中分別所檢測(cè)的當(dāng)前壓力和分別所檢測(cè)的當(dāng)前流量由計(jì)算單元(5)接受， c) 其中在考慮預(yù)先給定的流函數(shù)的情況下，由計(jì)算單元(5)從相應(yīng)的所檢測(cè)的當(dāng)前壓 力中計(jì)算在至少一個(gè)管道(2 )中的液態(tài)介質(zhì)(3)的相應(yīng)的理論流量，其中所述流函數(shù)描述在 液態(tài)介質(zhì)(3)的理論流量和液態(tài)介質(zhì)(3)的相應(yīng)的當(dāng)前壓力之間的物理關(guān)聯(lián)， d) 其中由計(jì)算單元(5)根據(jù)相應(yīng)的當(dāng)前流量和相應(yīng)的理論流量求取相應(yīng)的單獨(dú)堵塞程 度， e) 其中在應(yīng)用隨機(jī)方法的情況下，由計(jì)算單元(5)根據(jù)多個(gè)所求取的單獨(dú)堵塞程度計(jì) 算區(qū)間，其中管道系統(tǒng)（1)的堵塞程度以要確定的概率處于所述區(qū)間之內(nèi)，和 f) 其中通過(guò)關(guān)于堵塞程度的事先確定的第一極限考慮所計(jì)算的區(qū)間的位置和/或所計(jì) 算的區(qū)間的大小作為針對(duì)管道系統(tǒng)（1)的故障的存在的指示來(lái)監(jiān)控所述管道系統(tǒng)（1)。2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述管道系統(tǒng)（1)被構(gòu)造為冶金成套設(shè)備的冷卻系統(tǒng)、尤其用于制造金屬管線(6)的連 續(xù)鑄造設(shè)備的冷卻系統(tǒng)、或者用于制造金屬帶的乳鋼機(jī)的冷卻系統(tǒng)，借助于至少一個(gè)管道 (2)被引導(dǎo)至噴嘴(7)的液態(tài)介質(zhì)(3)借助于所述噴嘴(7)被施加到金屬管線(6)上或者金屬 帶上，并且管道系統(tǒng)（1)的監(jiān)控也在連續(xù)鑄造設(shè)備或者乳鋼機(jī)的靜止?fàn)顟B(tài)期間被執(zhí)行。3. 按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，被引導(dǎo)至噴嘴（7)的所述液態(tài)介質(zhì)（3)是 水。4. 按照權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)時(shí)間點(diǎn)彼此具有統(tǒng)一的時(shí) 間間隔，所述時(shí)間間隔處于2秒和5秒之間。5. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，所述隨機(jī)方法包括單樣本t測(cè)試。6. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，要確定的概率由操作者預(yù)先給定 給計(jì)算單元(5)。7. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，如果針對(duì)堵塞程度的所計(jì)算的區(qū) 間完全地處于堵塞程度的所確定的極限之外，那么由計(jì)算單元(5)觸發(fā)對(duì)管道系統(tǒng)（1)的故 障的指示。8. 按照上述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，如果所計(jì)算的區(qū)間大于預(yù)先確定 的第二極限，那么由計(jì)算單元(5)觸發(fā)警報(bào):管道系統(tǒng)（1)是不能確定的。9. 包括機(jī)器代碼的計(jì)算機(jī)程序，所述機(jī)器代碼可由計(jì)算單元(5)執(zhí)行，其中機(jī)器代碼的 執(zhí)行通過(guò)計(jì)算單元(5)引起，所述計(jì)算單元(5)實(shí)施具有權(quán)利要求1的步驟b)至e)的方法。10. 按照權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算單元(5)根據(jù)機(jī)器代碼的 執(zhí)行實(shí)施權(quán)利要求1的步驟f)和/或?qū)崿F(xiàn)權(quán)利要求4至8中的至少一個(gè)的特征。11. 計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，按照權(quán)利要求9或10所述的計(jì)算機(jī)程序（14)被存儲(chǔ)在所述 計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)上。12. 計(jì)算裝置，其中所述計(jì)算裝置利用按照權(quán)利要求9或10所述的計(jì)算機(jī)程序（14)被編 程。13. 用于執(zhí)行按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法的設(shè)備， a) 其中所述設(shè)備包括具有至少一個(gè)管道(2)的管道系統(tǒng)（1)，液態(tài)介質(zhì)（3)可以在所述 管道(2)中被引導(dǎo)， b) 其中所述設(shè)備至少分別包括用于求取在至少一個(gè)管道(2)中的液態(tài)介質(zhì)（3)的當(dāng)前 壓力和在至少一個(gè)管道(2)中的液態(tài)介質(zhì)(3)的當(dāng)前流量的裝置(8、9)， c) 其中所述設(shè)備包括按照權(quán)利要求12所述的與裝置(8、9)耦合的計(jì)算單元(5)。14. 按照權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括用于通過(guò)關(guān)于堵塞程度的 事先確定的第一極限考慮所計(jì)算的區(qū)間的位置和/或所計(jì)算的區(qū)間的大小作為針對(duì)管道系 統(tǒng)（1)的故障的存在的指示來(lái)監(jiān)控管道系統(tǒng)（1)的監(jiān)控單元(12)。
【文檔編號(hào)】B22D11/22GK105939801SQ201480075009
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日
【發(fā)明人】K.蒂特坦伯格, D.蘭澤斯托弗, K.豪塞
【申請(qǐng)人】首要金屬科技奧地利有限責(zé)任公司