专利名称：在供水系统内实施测量的方法和测量探针的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种为了确定供水系统中水损失及泄漏点定位使用测量探针实施测量的方法以及涉及一种实施此方法的测量探针。
由EP-A0009263已知一种用于在多回路的管网内泄漏定位的方法和一种可用于此方法的测量井。在这里建一些检查点，在这些检查点可以同时并总是经规定的短时间为全部管道系统有规律和同时检测流动特性。在所有的检查点可建立为自己所用的检查井，为此还必须断开已有的管道，以便能安装滑阀、测量设备或水表。借助这种装备和这里所采取的方法，虽然第一步应有可能大面积地为泄漏损失定位，但是由此不可能具体地查找泄漏和精确地故障定位。还有一个缺点是，为供水系统事后配备这种设备，由于不仅用于建造而且用于长期运行所需费用的原因，无疑是不会成功的。
此外，EP-A-0009263还提供了作为基础的先有技术，在石油管路的情况下为了监视管路的泄漏损失和在这些管路中的泄漏定位，已知在管路的途径中设置检查点，并评估所涉及的供入这些管路再从这些管路重新排出的流体在检查点检测到的流动特性，如流量、流向、流动噪声、流体压力等，以便接着在确定泄漏时借助有目的的测量和定位措施，测定在两个这种检查点之间的管路段的位置并接着排除。这种方法例如由“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。(相应的EP-B-0009263对于最后提到的那篇文献提供的出版年份是1979年而不是1973年)。这些文献中没有一篇公开一种方法或一种测量探针，它们能检测上面提及的所有流动特性。确切地说，每一篇文献涉及所述流动特性中一项或两项，例如流量和压力或流向和压力等。按此方式虽然付出许多费用可以在石油管路中检测泄漏，但是在供水系统内却不能做到这一点，因为在那里有无数个分支。按EP-A-0 009 263，为了解决这一问题构成下部管网(Unter-Leitungsnetze)。因此需要一种方法和一种测量探针，借助它们可以在供水系统内更可靠地为泄漏定位，无需动用下部管网。
按本发明此目的通过前言所述类型的方法达到，其中这些测量探针按规则或不规则的间隔或连续地在测量点实施流动亦即流量和流向、水压和流动噪声的测量，以便借助系统分析器以零消耗为基础进行分析，以及通过有关水压、流动噪声以及流量和流向的数据，近似确定泄漏点，其中，每个测量探针的噪声传感器逐个连接在一个噪声相关器上，以便最终实施在两个相邻测量探针之间对于点目标准确的泄漏定位。
因此，采用按本发明的方法可以借助每个测量探针检测所有三种参数，亦即流动(流量和流向)、水压和流动噪声，与由前面早已提及的文献已知的方法不同，在那里总是最多只能评估这些参数中的两个，在那里没有解决这些参数的检测是否完全在同一个测量点进行。
采用按本发明的方法可以将宝贵的尤其净化处理过的饮用水的损失降到最低程度，这种饮用水在供水管内有时会较大量损失掉。用于设备以及也用于实施测量及分析所发生的费用支出保持在可认为正当的范围内。查询可周期性地在所设置的终端通过阅读器进行。每一个测量探针也可以不接线地安装，只在需要时或在例行测量时才直接与数据采集器连接。所需要的接通持续时间，尤其是平静的日夜时间，通常不超过30至60分钟。与多次测量相比，在同一时刻实施重复测量可提供非常准确的水损失分析以及尤其是“准零消耗(Quasi-Nullverberauch)”的分析。因为多个测量探针彼此按适当的间距和也在支线上安置，所以通过记录水压和流动噪声以及流向和流量，可以近似确定泄漏点。然后借助于组合在内的噪声接收器或声音接收器和与它们匹配的噪声相关器，可以完成在两个测量探针之间对于点目标准确的泄漏点定位。
例如可以将所有的测量探针通过终端设备、无线电、调制解调器或电缆与系统分析器或数据采集器连接，在这种情况下查询和评估各个感兴趣的测量探针的测量元件，在假定的地区或按规律和可手工或自动接通地实施水损失分析。也就是说存在各种可能性，直接在总站或就地调出数据。尤其在冬季，由于井盖、滑阀盖等被冻结，这些工作仍能由安装在地面上方的终端设备出发无困难地实施。在这里关键仅在于能在两个安置好的测量探针之间准确地确定泄漏损失的地点，借此只须为了最终修理此漏泄挖开一个小的区域。
在按本发明的方法中，当安装许多测量探针时还提供一些非常有利的可能性。因此建议，按随机发生器(Zufallsgenerator)的方式，尤其设在总站的评估设备，如数据采集器或噪声相关器，交替和按重复的间隔分析水管网不同区域的水损失和泄漏点。由此可以连续观察供水网，以便借此能预防泄漏损失或快速识别大量的泄漏损失。通过按规则或不规则地不断重复测量进行的长期分析，可以立即反应一个或多个测量探针测量数据显著的偏离。
实施此方法所用的测量探针，其特点在于在测量探针内组合了一些测量元件，用于输出有关流动、压力和流动噪声的测量参数，所有这些测量元件可借助通过无线传输、调制解调器或电缆接头与系统分析器或数据采集器连接。
采用这种测量探针就有可能使供水系统细网眼地设测量点，从而也可以细网眼地查明泄漏地点。迄今只可能通过使用完全不同的系统采用一个接一个的测量方法，在这种情况下辛苦地得出近似的令人满意的结果。采用本发明可以在所有的测量点提供所有需要的测量元件，由此，组合所有的测量点和测量方法，可以快速和对于点目标准确地得出所寻找的泄漏地点。
若按本发明以有利的方式建议，将测量元件装在套筒状螺杆内，螺杆旋入或可旋入鞍形接头(Anbohrschelle)内，则创造了一种最佳的可能性，可将测量探针随时或事后装入处于压力状态的管路系统中。为此不需要任何专用的由于必要的滑阀等必须始终能进入的窨井，相反，只要敷设相应的例如通往地面的电缆就够了，然后，在地面通过终端设备、无线电、调制解调器或干脆与测量探针的全套连接装置进一步互相连接起来。
一项有利的措施在于，将三个测量元件组合在螺杆内。也就是说可以在最小的空间安装所有必要的有利于最佳地测量和评估的测量元件。在这里，流动的测量元件可以是电感或电容式测量元件。
因为按本发明提供的通过鞍形接头安装的可能性管路系统处于全运行状态，也就是处于全压状态，所以有利的是螺杆的外螺纹是一种细螺纹或是一种允许安装在处于压力状态的水管内的螺纹。因此，尽管受压力的对抗，仍能轻易地旋入测量探针。
为了在测量探针安装时提供良好的施工可能性，建议，设计为螺杆的测量探针在其一个端部有一个按螺钉头类型的工具作用部位。因此可以简单的方式安置用于传递必要的扭矩的工具。
通过按本发明的测量探针的设计，它可以直接装在管路上并因此可保留在管路的任何地点，或也可以安装在已存在的窨井内。因此提供了数据接转的不同可能性。为此建议在测量探针上设一个用于测量导线的电缆接头，或设一个用于连接一台或多台系统分析器的插接装置。
正是通过按本发明的测量探针的结构设计提供了许多迄今不能提供的可能性。因此建议，这些测量探针优选地通过鞍形接头安装在供水系统尤其饮用水供水网的多个可规定的测量点上并永久安置在其中。在新铺设水的管路或在现有管路系统改装时，在一度安装后接着提供最佳的连续分析供水系统的可能性。
这些测量元件装入套筒状螺杆5内，螺杆5旋入或可旋入鞍形接头6中。因此即使在多年后如果应为供水系统作相应的配备仍可方便地安装测量探针1。以此方式也可以相应地用测量探针逐步改建供水系统，因为借助鞍形接头的安装可随时和在任何地点实施。
有利地，用于流动测量的探针2设计为电感式流量计。压力传感器3和噪声接收器4可设计为已知的结构部件，但它们必须能组合在螺杆内。所组合的这些测量元件的具体结构形式并不重要。可以是一些制造和工作方式完全不同的测量元件，但是它们能彼此匹配地提供为必要的分析所需的数据。
螺杆5当然制有外螺纹，外螺纹有利地是一种细螺纹。但也可以采用其他类型的螺纹，只要这种螺纹能将测量探针1安装在处于压力状态的管路中。为了操作设计为螺杆5的测量探针1，它在其一个端部有按螺钉头形式的工具作用部位8。当然，在本发明的范围内也可以采用任何其他的工具作用部位的方案。如果需要一种特别纤细的测量探针的结构形式，也可设想在测量探针的一个端部设在内部的工具作用部位，在这种情况下，电缆或测量导线9也可以从侧面引出。
在测量探针1上设有一根或多根测量导线9出口。电缆可例如引向在地面上的终端设备。因此也可以就地连续存取测量数据，无需首先取走井盖。但也可以在测量探针1本身上或就在能便于接近的终端设备中，设用于连接一台或多台系统分析器或数据采集器12的插接装置。
由图3可是，具有所有组合在内的测量元件的测量探头1安装在供水网13尤其饮用水供水网的关键位置10和许多可规定的测量点11上。若它们在新建供水网时尚未安装，则这些测量探头1也可以事后通过安装鞍形接头6设置。因此，测量探头1在供水网13中构成了连续使用的一个固定的组成部分并永久置于其中。测量探头1通过测量导线14或通过无线电或通过调制解调器连接在评估系统或一个或多个数据采集器12上，或可在需要时再与它们连接。
为了在使用测量探头1的情况下实施比较测量来确定供水系统中水的漏损和泄漏点的定位，借助持续安装在关键位置10和/或测量点11处的测量探头1，在必要时部分或持续接通噪声接收器4的情况下，按规则或不规则的间隔或连续地实施测量流动和压力，借助评估系统或数据采集器12进行分析，其中尤其还设有噪声相关器12。因此可以确定“准零消耗”。这些有关水压和流动噪声以及流量和流向的数据，近似确定一个泄漏部位。在每个测量探头1内的噪声接收器4可以逐个与噪声相关器连接，以便最终实施在两个相邻的测量探头1之间并因而在相邻的关键位置10和/或测量点11之间对于点目标准确的泄漏定位。但为此需要设有噪声接收器4的测量探头的间距比较小。实施噪声相关的可能性取决于供水系统管路的类型。对于塑料管路，测量探头的间距必须比在铸造管制的管路中的小。
所有的测量探头1通过终端设备、无线电、调制解调器或电缆与系统分析器或数据采集器12连接，其中，查询和评估各感兴趣的测量探头1的测量元件。由此可以对假定的区域或可按规则和手工或自动接通地实施水损失的分析。
正是通过测量探头1这种特殊的设计以及有关所获数据的测量和评估方法，还提供了另一些可能性，持续地监控这种宝贵的物资饮用水。例如，可以按随机发生器的方式，在设在总站的系统分析器或数据采集器12中，交替地和按重复的间隔，分析供水网13不同区域的水损失和泄漏点。
按本发明的测量探头1和方法可有利地在地区的供饮用水系统中使用，因为那里经常由于泄漏或由于不密封的阀，在供应单位本身(住宅、办公室以及工业和农庄等)有时导致巨大的水损失。这些泄漏点并因而水损失通常也只是在水患可被看到时才察觉。在这里，对于测量而言，仅仅一个也许也在不同地点，例如在主公路点、住宅接头等处安装的流量计是不够的。
在这里建议了一种损失测量设备，它按多重至许多重配置安装在供水系统内并永久安装在那里。于是可以在比较短的管路段内确定，是否水流或水流量(以及沿规定的流向)或规定的噪声或在管路内的压力改变，超过规定的日夜时间的常规从而表明有可能存在水损失。也就是说可以为每个水厂创造细网眼地检查可能性。在供水系统中所设的测量探针越多，连续监测可以进行得越准确。
因此在主供水管、环管和在管路上，在狭窄的网状区内，按许多重配置设固定的测量点。在新铺设管路时也可以一起铺设相应的连接管路。无论如何测量点始终保持存在于安装地点。也可以远程查询或例如通过调制解调器与中央控制站连接，所以为了评估测量结果的数据也许只需要一个计算站或一个数据采集器12。因此也可以例如在夜间一再对全部特殊区进行检查，以便能确定是否存在以往常见的流量发生了改变。当然，理想的布局是，所有的测量点从中央控制站出发，能利用来为了测量互相任意组合。
每个测量探头1可按最简单的方式借助鞍形接头装在管路系统中。因为这种管路系统有完全不同的管径，所以采用那些可与相应的管子工具配合工作在压力或在无压力状态安装的鞍形接头。测量探头1还可借助种种与不同的鞍形接头匹配的转接器旋接。在测量探头1安装后，不再可能直接接近饮用水，所以不存在故意的或非故意的饮用水污染的危险。
在这里所建议的测量探头和所建议的方法主要涉及通过配置许多测量探头可以连续检查，这种检查不只限于主管路，而且尤其延伸到狭窄的网状结构内，在那里主要出现较特殊的水损失。在这方面当然需要特别设计测量探头，它们必须固定安装在管路上并应按简单和经济的方式制造，以便能非常经济地实现如此多的测量点。对于越来越宝贵的饮用水以及必须在水于某处流到表面之前迅速找到泄漏点或有故障的阀，则在这种领域内应进行重要的投资。
权利要求
1.一种在供水系统内实施测量的方法，该方法用于确定水损失及泄漏点定位，实施该方法使用一些测量探针，这些测量探针按规则或不规则的间隔或连续地在测量点(11)实施流动，亦即流量和流向、水压和流动噪声的测量，以便借助系统分析器(12)以零消耗为基础进行分析，以及通过有关水压、流动噪声以及流量和流向的数据，近似确定泄漏点，其中，每个测量探针(1)的噪声传感器(4)逐个连接在一个噪声相关器上，以便最终实施在两个相邻的测量探针(1)之间对于点目标准确的漏泄定位。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为按随机发生器的方式，交替和按重复的间隔分析水的管网(13)不同区域的水损失和泄漏点。
3.实施按照权利要求1或2所述方法的测量探针，其特征为在测量探针内组合一些测量元件，用于输出有关流动、压力和流动噪声的测量参数，所有这些测量元件可借助于通过无线传输、调制解调器或电缆接头与系统分析器或数据采集器(12)连接。
4.按照权利要求3所述的测量探针，其特征为测量元件装在套筒状螺杆(5)内，螺杆(5)旋入或可旋入鞍形接头(6)内。
5.按照权利要求4所述的测量探针，其特征为三个测量元件组合在螺杆(5)内。
6.按照权利要求4或5所述的测量探针，其特征为螺杆(5)的外螺纹是一种细螺纹，或是这样一种螺纹，即它允许测量探针安装在处于压力状态的水管内。
7.按照权利要求4至6之一所述的测量探针，其特征为设计为螺杆(5)的测量探针(1)在其一个端部有一个按螺钉头类型的工具作用部位(8)。
8.按照权利要求3至7之一所述的测量探针，其特征为流动的测量元件是一种电感式的测量元件(2)。
9.按照权利要求3至7之一所述的测量探针，其特征为流动的测量元件是一种电容式测量元件。
10.按照权利要求3至9之一所述的测量探针，其特征为在测量探针(1)上设一个用于测量导线(9)的电缆出口，或设一个插接装置用于连接一台或多台系统分析器。
11.按照权利要求3至10之一所述的测量探针，其特征为这些测量探针(1)优选地通过鞍形接头(6)安装在供水系统(13)的多个可规定的测量点(11)上，并永久安置在其中。
全文摘要
本发明涉及供水网(13)用的测量探针,其中组合一些测量元件,用于输出有关流动亦即流量和流向、水压和流动噪声的测量参数,所有这些测量元件可借助于通过无线传输、调制解调器或电缆接头,与或可与数据采集器连接。测量探针永久地安装在供水网(13)关键位置(10)和非常不同的彼此尽可能挨近地相继的测量点(11)上,并因此能有助于通过提供所有需要的数据快速和对于点目标准确地找到泄漏点以及连续监控。
文档编号G01M3/28GK1375055SQ99816969
公开日2002年10月16日 申请日期1999年10月26日 优先权日1999年10月26日
发明者彼得·马蒂内克 申请人:彼得·马蒂内克