專利名稱：在供水系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施測量的方法和測量探針的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種為了確定供水系統(tǒng)中水損失及泄漏點(diǎn)定位使用測量探針實(shí)施測量的方法以及涉及一種實(shí)施此方法的測量探針。
由EP-A0009263已知一種用于在多回路的管網(wǎng)內(nèi)泄漏定位的方法和一種可用于此方法的測量井。在這里建一些檢查點(diǎn)，在這些檢查點(diǎn)可以同時(shí)并總是經(jīng)規(guī)定的短時(shí)間為全部管道系統(tǒng)有規(guī)律和同時(shí)檢測流動(dòng)特性。在所有的檢查點(diǎn)可建立為自己所用的檢查井，為此還必須斷開已有的管道，以便能安裝滑閥、測量設(shè)備或水表。借助這種裝備和這里所采取的方法，雖然第一步應(yīng)有可能大面積地為泄漏損失定位，但是由此不可能具體地查找泄漏和精確地故障定位。還有一個(gè)缺點(diǎn)是，為供水系統(tǒng)事后配備這種設(shè)備，由于不僅用于建造而且用于長期運(yùn)行所需費(fèi)用的原因，無疑是不會(huì)成功的。
此外，EP-A-0009263還提供了作為基礎(chǔ)的先有技術(shù)，在石油管路的情況下為了監(jiān)視管路的泄漏損失和在這些管路中的泄漏定位，已知在管路的途徑中設(shè)置檢查點(diǎn)，并評(píng)估所涉及的供入這些管路再從這些管路重新排出的流體在檢查點(diǎn)檢測到的流動(dòng)特性，如流量、流向、流動(dòng)噪聲、流體壓力等，以便接著在確定泄漏時(shí)借助有目的的測量和定位措施，測定在兩個(gè)這種檢查點(diǎn)之間的管路段的位置并接著排除。這種方法例如由“Z.3R International，15.Jg.(Juli 1976)H.7，S.375-381”、“Z.T11(Juni 1970)Nr.6，S.213-215”、“Z.l-Zeitschrift für dieMinerallwirtschaft(1973)S.2-6”是已知的。(相應(yīng)的EP-B-0009263對(duì)于最后提到的那篇文獻(xiàn)提供的出版年份是1979年而不是1973年)。這些文獻(xiàn)中沒有一篇公開一種方法或一種測量探針，它們能檢測上面提及的所有流動(dòng)特性。確切地說，每一篇文獻(xiàn)涉及所述流動(dòng)特性中一項(xiàng)或兩項(xiàng)，例如流量和壓力或流向和壓力等。按此方式雖然付出許多費(fèi)用可以在石油管路中檢測泄漏，但是在供水系統(tǒng)內(nèi)卻不能做到這一點(diǎn)，因?yàn)樵谀抢镉袩o數(shù)個(gè)分支。按EP-A-0 009 263，為了解決這一問題構(gòu)成下部管網(wǎng)(Unter-Leitungsnetze)。因此需要一種方法和一種測量探針，借助它們可以在供水系統(tǒng)內(nèi)更可靠地為泄漏定位，無需動(dòng)用下部管網(wǎng)。
按本發(fā)明此目的通過前言所述類型的方法達(dá)到，其中這些測量探針按規(guī)則或不規(guī)則的間隔或連續(xù)地在測量點(diǎn)實(shí)施流動(dòng)亦即流量和流向、水壓和流動(dòng)噪聲的測量，以便借助系統(tǒng)分析器以零消耗為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，以及通過有關(guān)水壓、流動(dòng)噪聲以及流量和流向的數(shù)據(jù)，近似確定泄漏點(diǎn)，其中，每個(gè)測量探針的噪聲傳感器逐個(gè)連接在一個(gè)噪聲相關(guān)器上，以便最終實(shí)施在兩個(gè)相鄰測量探針之間對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確的泄漏定位。
因此，采用按本發(fā)明的方法可以借助每個(gè)測量探針檢測所有三種參數(shù)，亦即流動(dòng)(流量和流向)、水壓和流動(dòng)噪聲，與由前面早已提及的文獻(xiàn)已知的方法不同，在那里總是最多只能評(píng)估這些參數(shù)中的兩個(gè)，在那里沒有解決這些參數(shù)的檢測是否完全在同一個(gè)測量點(diǎn)進(jìn)行。
采用按本發(fā)明的方法可以將寶貴的尤其凈化處理過的飲用水的損失降到最低程度，這種飲用水在供水管內(nèi)有時(shí)會(huì)較大量損失掉。用于設(shè)備以及也用于實(shí)施測量及分析所發(fā)生的費(fèi)用支出保持在可認(rèn)為正當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。查詢可周期性地在所設(shè)置的終端通過閱讀器進(jìn)行。每一個(gè)測量探針也可以不接線地安裝，只在需要時(shí)或在例行測量時(shí)才直接與數(shù)據(jù)采集器連接。所需要的接通持續(xù)時(shí)間，尤其是平靜的日夜時(shí)間，通常不超過30至60分鐘。與多次測量相比，在同一時(shí)刻實(shí)施重復(fù)測量可提供非常準(zhǔn)確的水損失分析以及尤其是“準(zhǔn)零消耗(Quasi-Nullverberauch)”的分析。因?yàn)槎鄠€(gè)測量探針彼此按適當(dāng)?shù)拈g距和也在支線上安置，所以通過記錄水壓和流動(dòng)噪聲以及流向和流量，可以近似確定泄漏點(diǎn)。然后借助于組合在內(nèi)的噪聲接收器或聲音接收器和與它們匹配的噪聲相關(guān)器，可以完成在兩個(gè)測量探針之間對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確的泄漏點(diǎn)定位。
例如可以將所有的測量探針通過終端設(shè)備、無線電、調(diào)制解調(diào)器或電纜與系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器連接，在這種情況下查詢和評(píng)估各個(gè)感興趣的測量探針的測量元件，在假定的地區(qū)或按規(guī)律和可手工或自動(dòng)接通地實(shí)施水損失分析。也就是說存在各種可能性，直接在總站或就地調(diào)出數(shù)據(jù)。尤其在冬季，由于井蓋、滑閥蓋等被凍結(jié)，這些工作仍能由安裝在地面上方的終端設(shè)備出發(fā)無困難地實(shí)施。在這里關(guān)鍵僅在于能在兩個(gè)安置好的測量探針之間準(zhǔn)確地確定泄漏損失的地點(diǎn)，借此只須為了最終修理此漏泄挖開一個(gè)小的區(qū)域。
在按本發(fā)明的方法中，當(dāng)安裝許多測量探針時(shí)還提供一些非常有利的可能性。因此建議，按隨機(jī)發(fā)生器(Zufallsgenerator)的方式，尤其設(shè)在總站的評(píng)估設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集器或噪聲相關(guān)器，交替和按重復(fù)的間隔分析水管網(wǎng)不同區(qū)域的水損失和泄漏點(diǎn)。由此可以連續(xù)觀察供水網(wǎng)，以便借此能預(yù)防泄漏損失或快速識(shí)別大量的泄漏損失。通過按規(guī)則或不規(guī)則地不斷重復(fù)測量進(jìn)行的長期分析，可以立即反應(yīng)一個(gè)或多個(gè)測量探針測量數(shù)據(jù)顯著的偏離。
實(shí)施此方法所用的測量探針，其特點(diǎn)在于在測量探針內(nèi)組合了一些測量元件，用于輸出有關(guān)流動(dòng)、壓力和流動(dòng)噪聲的測量參數(shù)，所有這些測量元件可借助通過無線傳輸、調(diào)制解調(diào)器或電纜接頭與系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器連接。
采用這種測量探針就有可能使供水系統(tǒng)細(xì)網(wǎng)眼地設(shè)測量點(diǎn)，從而也可以細(xì)網(wǎng)眼地查明泄漏地點(diǎn)。迄今只可能通過使用完全不同的系統(tǒng)采用一個(gè)接一個(gè)的測量方法，在這種情況下辛苦地得出近似的令人滿意的結(jié)果。采用本發(fā)明可以在所有的測量點(diǎn)提供所有需要的測量元件，由此，組合所有的測量點(diǎn)和測量方法，可以快速和對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確地得出所尋找的泄漏地點(diǎn)。
若按本發(fā)明以有利的方式建議，將測量元件裝在套筒狀螺桿內(nèi)，螺桿旋入或可旋入鞍形接頭(Anbohrschelle)內(nèi)，則創(chuàng)造了一種最佳的可能性，可將測量探針隨時(shí)或事后裝入處于壓力狀態(tài)的管路系統(tǒng)中。為此不需要任何專用的由于必要的滑閥等必須始終能進(jìn)入的窨井，相反，只要敷設(shè)相應(yīng)的例如通往地面的電纜就夠了，然后，在地面通過終端設(shè)備、無線電、調(diào)制解調(diào)器或干脆與測量探針的全套連接裝置進(jìn)一步互相連接起來。
一項(xiàng)有利的措施在于，將三個(gè)測量元件組合在螺桿內(nèi)。也就是說可以在最小的空間安裝所有必要的有利于最佳地測量和評(píng)估的測量元件。在這里，流動(dòng)的測量元件可以是電感或電容式測量元件。
因?yàn)榘幢景l(fā)明提供的通過鞍形接頭安裝的可能性管路系統(tǒng)處于全運(yùn)行狀態(tài)，也就是處于全壓狀態(tài)，所以有利的是螺桿的外螺紋是一種細(xì)螺紋或是一種允許安裝在處于壓力狀態(tài)的水管內(nèi)的螺紋。因此，盡管受壓力的對(duì)抗，仍能輕易地旋入測量探針。
為了在測量探針安裝時(shí)提供良好的施工可能性，建議，設(shè)計(jì)為螺桿的測量探針在其一個(gè)端部有一個(gè)按螺釘頭類型的工具作用部位。因此可以簡單的方式安置用于傳遞必要的扭矩的工具。
通過按本發(fā)明的測量探針的設(shè)計(jì)，它可以直接裝在管路上并因此可保留在管路的任何地點(diǎn)，或也可以安裝在已存在的窨井內(nèi)。因此提供了數(shù)據(jù)接轉(zhuǎn)的不同可能性。為此建議在測量探針上設(shè)一個(gè)用于測量導(dǎo)線的電纜接頭，或設(shè)一個(gè)用于連接一臺(tái)或多臺(tái)系統(tǒng)分析器的插接裝置。
正是通過按本發(fā)明的測量探針的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了許多迄今不能提供的可能性。因此建議，這些測量探針優(yōu)選地通過鞍形接頭安裝在供水系統(tǒng)尤其飲用水供水網(wǎng)的多個(gè)可規(guī)定的測量點(diǎn)上并永久安置在其中。在新鋪設(shè)水的管路或在現(xiàn)有管路系統(tǒng)改裝時(shí)，在一度安裝后接著提供最佳的連續(xù)分析供水系統(tǒng)的可能性。
這些測量元件裝入套筒狀螺桿5內(nèi)，螺桿5旋入或可旋入鞍形接頭6中。因此即使在多年后如果應(yīng)為供水系統(tǒng)作相應(yīng)的配備仍可方便地安裝測量探針1。以此方式也可以相應(yīng)地用測量探針逐步改建供水系統(tǒng)，因?yàn)榻柚靶谓宇^的安裝可隨時(shí)和在任何地點(diǎn)實(shí)施。
有利地，用于流動(dòng)測量的探針2設(shè)計(jì)為電感式流量計(jì)。壓力傳感器3和噪聲接收器4可設(shè)計(jì)為已知的結(jié)構(gòu)部件，但它們必須能組合在螺桿內(nèi)。所組合的這些測量元件的具體結(jié)構(gòu)形式并不重要?？梢允且恍┲圃旌凸ぷ鞣绞酵耆煌臏y量元件，但是它們能彼此匹配地提供為必要的分析所需的數(shù)據(jù)。
螺桿5當(dāng)然制有外螺紋，外螺紋有利地是一種細(xì)螺紋。但也可以采用其他類型的螺紋，只要這種螺紋能將測量探針1安裝在處于壓力狀態(tài)的管路中。為了操作設(shè)計(jì)為螺桿5的測量探針1，它在其一個(gè)端部有按螺釘頭形式的工具作用部位8。當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)也可以采用任何其他的工具作用部位的方案。如果需要一種特別纖細(xì)的測量探針的結(jié)構(gòu)形式，也可設(shè)想在測量探針的一個(gè)端部設(shè)在內(nèi)部的工具作用部位，在這種情況下，電纜或測量導(dǎo)線9也可以從側(cè)面引出。
在測量探針1上設(shè)有一根或多根測量導(dǎo)線9出口。電纜可例如引向在地面上的終端設(shè)備。因此也可以就地連續(xù)存取測量數(shù)據(jù)，無需首先取走井蓋。但也可以在測量探針1本身上或就在能便于接近的終端設(shè)備中，設(shè)用于連接一臺(tái)或多臺(tái)系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器12的插接裝置。
由圖3可是，具有所有組合在內(nèi)的測量元件的測量探頭1安裝在供水網(wǎng)13尤其飲用水供水網(wǎng)的關(guān)鍵位置10和許多可規(guī)定的測量點(diǎn)11上。若它們在新建供水網(wǎng)時(shí)尚未安裝，則這些測量探頭1也可以事后通過安裝鞍形接頭6設(shè)置。因此，測量探頭1在供水網(wǎng)13中構(gòu)成了連續(xù)使用的一個(gè)固定的組成部分并永久置于其中。測量探頭1通過測量導(dǎo)線14或通過無線電或通過調(diào)制解調(diào)器連接在評(píng)估系統(tǒng)或一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)采集器12上，或可在需要時(shí)再與它們連接。
為了在使用測量探頭1的情況下實(shí)施比較測量來確定供水系統(tǒng)中水的漏損和泄漏點(diǎn)的定位，借助持續(xù)安裝在關(guān)鍵位置10和/或測量點(diǎn)11處的測量探頭1，在必要時(shí)部分或持續(xù)接通噪聲接收器4的情況下，按規(guī)則或不規(guī)則的間隔或連續(xù)地實(shí)施測量流動(dòng)和壓力，借助評(píng)估系統(tǒng)或數(shù)據(jù)采集器12進(jìn)行分析，其中尤其還設(shè)有噪聲相關(guān)器12。因此可以確定“準(zhǔn)零消耗”。這些有關(guān)水壓和流動(dòng)噪聲以及流量和流向的數(shù)據(jù)，近似確定一個(gè)泄漏部位。在每個(gè)測量探頭1內(nèi)的噪聲接收器4可以逐個(gè)與噪聲相關(guān)器連接，以便最終實(shí)施在兩個(gè)相鄰的測量探頭1之間并因而在相鄰的關(guān)鍵位置10和/或測量點(diǎn)11之間對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確的泄漏定位。但為此需要設(shè)有噪聲接收器4的測量探頭的間距比較小。實(shí)施噪聲相關(guān)的可能性取決于供水系統(tǒng)管路的類型。對(duì)于塑料管路，測量探頭的間距必須比在鑄造管制的管路中的小。
所有的測量探頭1通過終端設(shè)備、無線電、調(diào)制解調(diào)器或電纜與系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器12連接，其中，查詢和評(píng)估各感興趣的測量探頭1的測量元件。由此可以對(duì)假定的區(qū)域或可按規(guī)則和手工或自動(dòng)接通地實(shí)施水損失的分析。
正是通過測量探頭1這種特殊的設(shè)計(jì)以及有關(guān)所獲數(shù)據(jù)的測量和評(píng)估方法，還提供了另一些可能性，持續(xù)地監(jiān)控這種寶貴的物資飲用水。例如，可以按隨機(jī)發(fā)生器的方式，在設(shè)在總站的系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器12中，交替地和按重復(fù)的間隔，分析供水網(wǎng)13不同區(qū)域的水損失和泄漏點(diǎn)。
按本發(fā)明的測量探頭1和方法可有利地在地區(qū)的供飲用水系統(tǒng)中使用，因?yàn)槟抢锝?jīng)常由于泄漏或由于不密封的閥，在供應(yīng)單位本身(住宅、辦公室以及工業(yè)和農(nóng)莊等)有時(shí)導(dǎo)致巨大的水損失。這些泄漏點(diǎn)并因而水損失通常也只是在水患可被看到時(shí)才察覺。在這里，對(duì)于測量而言，僅僅一個(gè)也許也在不同地點(diǎn)，例如在主公路點(diǎn)、住宅接頭等處安裝的流量計(jì)是不夠的。
在這里建議了一種損失測量設(shè)備，它按多重至許多重配置安裝在供水系統(tǒng)內(nèi)并永久安裝在那里。于是可以在比較短的管路段內(nèi)確定，是否水流或水流量(以及沿規(guī)定的流向)或規(guī)定的噪聲或在管路內(nèi)的壓力改變，超過規(guī)定的日夜時(shí)間的常規(guī)從而表明有可能存在水損失。也就是說可以為每個(gè)水廠創(chuàng)造細(xì)網(wǎng)眼地檢查可能性。在供水系統(tǒng)中所設(shè)的測量探針越多，連續(xù)監(jiān)測可以進(jìn)行得越準(zhǔn)確。
因此在主供水管、環(huán)管和在管路上，在狹窄的網(wǎng)狀區(qū)內(nèi)，按許多重配置設(shè)固定的測量點(diǎn)。在新鋪設(shè)管路時(shí)也可以一起鋪設(shè)相應(yīng)的連接管路。無論如何測量點(diǎn)始終保持存在于安裝地點(diǎn)。也可以遠(yuǎn)程查詢或例如通過調(diào)制解調(diào)器與中央控制站連接，所以為了評(píng)估測量結(jié)果的數(shù)據(jù)也許只需要一個(gè)計(jì)算站或一個(gè)數(shù)據(jù)采集器12。因此也可以例如在夜間一再對(duì)全部特殊區(qū)進(jìn)行檢查，以便能確定是否存在以往常見的流量發(fā)生了改變。當(dāng)然，理想的布局是，所有的測量點(diǎn)從中央控制站出發(fā)，能利用來為了測量互相任意組合。
每個(gè)測量探頭1可按最簡單的方式借助鞍形接頭裝在管路系統(tǒng)中。因?yàn)檫@種管路系統(tǒng)有完全不同的管徑，所以采用那些可與相應(yīng)的管子工具配合工作在壓力或在無壓力狀態(tài)安裝的鞍形接頭。測量探頭1還可借助種種與不同的鞍形接頭匹配的轉(zhuǎn)接器旋接。在測量探頭1安裝后，不再可能直接接近飲用水，所以不存在故意的或非故意的飲用水污染的危險(xiǎn)。
在這里所建議的測量探頭和所建議的方法主要涉及通過配置許多測量探頭可以連續(xù)檢查，這種檢查不只限于主管路，而且尤其延伸到狹窄的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，在那里主要出現(xiàn)較特殊的水損失。在這方面當(dāng)然需要特別設(shè)計(jì)測量探頭，它們必須固定安裝在管路上并應(yīng)按簡單和經(jīng)濟(jì)的方式制造，以便能非常經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)如此多的測量點(diǎn)。對(duì)于越來越寶貴的飲用水以及必須在水于某處流到表面之前迅速找到泄漏點(diǎn)或有故障的閥，則在這種領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)進(jìn)行重要的投資。
權(quán)利要求
1.一種在供水系統(tǒng)內(nèi)實(shí)施測量的方法，該方法用于確定水損失及泄漏點(diǎn)定位，實(shí)施該方法使用一些測量探針，這些測量探針按規(guī)則或不規(guī)則的間隔或連續(xù)地在測量點(diǎn)(11)實(shí)施流動(dòng)，亦即流量和流向、水壓和流動(dòng)噪聲的測量，以便借助系統(tǒng)分析器(12)以零消耗為基礎(chǔ)進(jìn)行分析，以及通過有關(guān)水壓、流動(dòng)噪聲以及流量和流向的數(shù)據(jù)，近似確定泄漏點(diǎn)，其中，每個(gè)測量探針(1)的噪聲傳感器(4)逐個(gè)連接在一個(gè)噪聲相關(guān)器上，以便最終實(shí)施在兩個(gè)相鄰的測量探針(1)之間對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確的漏泄定位。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征為按隨機(jī)發(fā)生器的方式，交替和按重復(fù)的間隔分析水的管網(wǎng)(13)不同區(qū)域的水損失和泄漏點(diǎn)。
3.實(shí)施按照權(quán)利要求1或2所述方法的測量探針，其特征為在測量探針內(nèi)組合一些測量元件，用于輸出有關(guān)流動(dòng)、壓力和流動(dòng)噪聲的測量參數(shù)，所有這些測量元件可借助于通過無線傳輸、調(diào)制解調(diào)器或電纜接頭與系統(tǒng)分析器或數(shù)據(jù)采集器(12)連接。
4.按照權(quán)利要求3所述的測量探針，其特征為測量元件裝在套筒狀螺桿(5)內(nèi)，螺桿(5)旋入或可旋入鞍形接頭(6)內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求4所述的測量探針，其特征為三個(gè)測量元件組合在螺桿(5)內(nèi)。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的測量探針，其特征為螺桿(5)的外螺紋是一種細(xì)螺紋，或是這樣一種螺紋，即它允許測量探針安裝在處于壓力狀態(tài)的水管內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求4至6之一所述的測量探針，其特征為設(shè)計(jì)為螺桿(5)的測量探針(1)在其一個(gè)端部有一個(gè)按螺釘頭類型的工具作用部位(8)。
8.按照權(quán)利要求3至7之一所述的測量探針，其特征為流動(dòng)的測量元件是一種電感式的測量元件(2)。
9.按照權(quán)利要求3至7之一所述的測量探針，其特征為流動(dòng)的測量元件是一種電容式測量元件。
10.按照權(quán)利要求3至9之一所述的測量探針，其特征為在測量探針(1)上設(shè)一個(gè)用于測量導(dǎo)線(9)的電纜出口，或設(shè)一個(gè)插接裝置用于連接一臺(tái)或多臺(tái)系統(tǒng)分析器。
11.按照權(quán)利要求3至10之一所述的測量探針，其特征為這些測量探針(1)優(yōu)選地通過鞍形接頭(6)安裝在供水系統(tǒng)(13)的多個(gè)可規(guī)定的測量點(diǎn)(11)上，并永久安置在其中。
全文摘要
本發(fā)明涉及供水網(wǎng)(13)用的測量探針,其中組合一些測量元件,用于輸出有關(guān)流動(dòng)亦即流量和流向、水壓和流動(dòng)噪聲的測量參數(shù),所有這些測量元件可借助于通過無線傳輸、調(diào)制解調(diào)器或電纜接頭,與或可與數(shù)據(jù)采集器連接。測量探針永久地安裝在供水網(wǎng)(13)關(guān)鍵位置(10)和非常不同的彼此盡可能挨近地相繼的測量點(diǎn)(11)上,并因此能有助于通過提供所有需要的數(shù)據(jù)快速和對(duì)于點(diǎn)目標(biāo)準(zhǔn)確地找到泄漏點(diǎn)以及連續(xù)監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01M3/28GK1375055SQ99816969
公開日2002年10月16日 申請日期1999年10月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者彼得·馬蒂內(nèi)克 申請人:彼得·馬蒂內(nèi)克