Sikeres korelációk a vezetékeken Sikeres korelációk a vezetékeken

» Esettanulmány letöltése PDF formátumban

Az AquascanTM sikeresen lokalizálta a vízszivárgás helyét 1 km-es szakaszon, Ausztráliában – a hosszú csővezetékek hazájában.

Gütermann Aquascan TM (csatlakozás) korelátor a közelmúltban számos magas korrelációs méréseket végzett Sydneyben, Ausztrália. A sydneyi Vízmű 1.2 km szakaszon 600 mm átmérőjű acél vezetékeken egy sor vizsgálatok végzett el, hogy értékelje a korelátor teljesítményét. A vizsgálatokat a Veolia Water és a Sydney Water együttműködésével, valamint az ADS Enviromental segítségével végezte.

A mérések során értékelték az akcelerométerek (gyorsulásmérő) és a hydrofonok teljesítményét. Az akcelerométerek telepítése sokkal egyszerűbb, csupán a csőrendszer hozzáférése szükségeltetik, ahol mágnesek segítségével könnyedén felhelyezhetőek. A hydrofonok felhelyezéséhez a vízoszlophoz történő érintkezési pontra van szükség.

A telepítés területe
1. mérés

Az 1. ábra térképén látható, hogy az "A" pozícióban az érzékelőt Sydney egyik legforgalmasabb autópályán helyezték el, ahol nagyszámú alacsony frekvenciájú háttérzaj van jelen. Nagy a valószínűsége annak, hogy a háttérzajok kiszorítják a szivárgás zaját és így a nagy forgalomban a koreláció nem lesz eredményes. Ebben az esetben jobb, hogyha a méréseket éjszaka végezzük.

Az első vízszivárgás a "B" pontban volt érzékelhető, amely közel 1 mm átfúrt nyílásnál történt. A második szivárgás a tolózár „D” pont megnyitásánál volt szimulálva, 1 l/s szivárgással, közel 2 fordulatú 0,3 l/s nyitásnál. 

Az 1. mérés vízszivárgásának szimulálása 600mm OD átmérőjű acél csővezetéken történt,  ahol az érzékelők 746m távolságban voltak egymástól elhelyezve. A szivárgás nagysága 1l/s a tolózár megnyitásával volt szimulálva.  A méréseknél hydrofont használtak. Ebben a magas minőségű korelációban látjuk a koreláció csúcsát, amely jelzi a szivárgás helyét az „A” érzékelőtől 428.3m és a „B” érzékelőtől 317.7m távolságban. A korelátor 15 másodperc után szinte azonnali eredményt adott. A tényleges távolság a szivárgást az A ponttól 426 méterre érzékelte és 310 méterre a  B ponttól.  A pontos távolságmérést még alá kell támasztani, mert a tényleges távolság 736 méter, mert a korelátor által megadott távolság 746 m volt, amely 10m-es különbséget produkált.

2. mérés

A 2. mérés szimulált szivárgást mért a 600mm átmérőjű 746 m hosszú acél vízvezetéken, ahol 1l/s szivárgást a tolózár megnyitásával hoztunk létre. Akcelerométer segítségével mértünk és a koreláció analízis görbéjén láthatjuk a koreláció csúcsát, amely az A pont érzékelőjétől 428,3 m-re és a B ponttól 317,7 m-re határozza meg a szivárgás helyét. A tényleges szivárgás helye az A ponttól 426m-re és a B ponttól 310m-re található.  Az 1. és a 2. mérés közti különbség abban rejlik, hogy az első mérésnél hydrofont  a 2.-nál pedig mágneses akcelerométert használtunk.

A vízvezeték megfúrására a hydrofonok elhelyezése végett van szükség, hogy rögzítsék a hangokat és a nyomás-hullámokat a vízoszlopban, amíg az akceleométereket a beépített mágnesek segítségével a vízvezetékre helyezzük és így mérik a cső falán hosszirányban terjedő hangokat. Az egyértelmű eredmények végett az 1. és a 2. mért szakaszt 126m-rel meghosszabbítottuk és a szivárgást 0,3l/s-ra csökkentettük.  A 3. mérés a hydrofon korelációját mutatja és a 4. mérés az akcelerométerét.

3. mérés
4. mérés

A hydrofonok segítségével a 3. mérésnél a szivárgás azonnal észlelhető volt és a nagyminőségű korelácós csúcs meghatározta a szivárgás pontos helyét. Ezt a mérést a szelepen áthaladó 0,3l/s szivárgással szimuláltuk.

A 4. mérés a szivárgás helyét az akcelerométer érzékelők korelációjával határozza meg. A szivárgás helyének meghatározásához filtereket kellett használnunk, mégis a korelációs csúcs nem annyira domináns, mint a hydrofon használatánál. Az akcelerométeres korálicót egyértelműen befolyásolta a környezet zaja, amely elnyomta a szivárgás zaját.  Az a tény, hogy az A érzékelő „Liverpool Road”,  Sydney egyik legforgalmasabb útja mellett volt, több környezeti zaj érzékelését eredményezte. Ha a méréseket éjjel végezték volna el, amikor kisebb a forgalom, a koreláció minősége sokkal magasabb lett volna.

Egy másik szimulált 5l/s-os szivárgást fúrt szalaggal hoztunk létre, műanyag csövet kötöttünk hozzá, amely a készüléknek extrém nagy kihívást jelentett. Ez a szivárgás 1226m távon sem az akcelerométerrel, sem a hydrofonnal nem volt érzékelhető. Az 5-ös mérés rossz minőségű korelációs csúcsot mutatott kb. 50m-re a valós szivárgás helyétől. Ez a mérés hydrofon segítségével történt.

A B érzékelőt áthelyeztük, hogy a mért szakasz 220m-t érjen el. 1mm lyuk a csővezetéken 8l/s szivárgást eredményez. A koreláció sikerességét a 6-os mérésen láthatjuk, a szivárgást 30mp alatt érzékeltük. A megtalált szivárgás helye az A érzékelőtől 100,1m-re és a B-től pedig 113,9m-re található, ami 100mm-es pontosságot eredményez.

5. mérés
6. mérés
7. mérés

A 7. mérés hasonló szivárgást megkeresését mutatja hydrofon segítségével.  Ez a mérés szimulált szivárgást rögíztett, de nagy meglepésünkre a „zajcsökkentő” használatával egy új éles csúcs rajzolódott ki az A pont közvetlen közelében, csupán 5m-re attól a ponttól. Amennyiben a hydrofonok alacsonyabb frekvenciára vannak beállítva, mint az ekcelerométerek, a valós szivárgás magasabb frekvenciáját a külső zaj alacsonyabb frekvenciája mellet sikeresen megtalálta.  Ez az új csúcsa a valós szivárgást prezentálta, amelyet az Aquascope3 talajmikrofon megerősített.

A szimulált szivárgás a B pontban ki volt kapcsolva és a következő mérések korelációs görbéi megmutatták, hogy a szivárgás 4-6m-re az A ponttól  található, lásd az alábbi korelációkat. A mérések után  Aquascope3 talajmikrofonnal átellenőriztük a szivárgás helyét. A szivárgás zaja tisztán hallható volt. A kiásás véglegesen alátámasztja a szivárgás helyét. A következő  mérésnél a B érzékelőt áthelyeztük a B pontba.  Rövid időn belül ismét minőségi korelációs csúcsot láttunk, amely a szivárgást 6m-re az A érzékelőtől jelezte. Ez csak megerősítette a gyanúnkat, hogy ezen a helyen található a valós szivárgás, amelyet az Aquascope 3-al még utólag alátámasztottunk.

Befejezés

Az Aquascan TM korelátor, amely hosszú csővezetékek szivárgás-megkeresésére szolgál, sikeresen megtalálta a szimulált 1l/s és 0,3l/s szivárgást 746m és 1226m távon, úgy  hydrofonnal, mint akcelerométerrel végzett méréseket a nap folyamán.

Vizsgálattal megtudtuk, hogy a hydrofonok jobban teljesítettek a szimulált szivárgások meghatározása során, mint az akcelerométerek. Mindezek ellenére azt is alátámasztottuk, hogy a hydrofonokat jobban zavarja a sűrű forgalomtóból eredő zajok, mint az akcelerométert. Az abból ered, hogy a hydrofonok jóval alacsonyabb frekvenciát képesek érzékelni, mint az akcelerométerek, amelyek a csővezeték felületén haladó zajok frekvenciáit rögzíti.

A sűrű forgalom pontosan ilyen alacsony frekvenciát produkál.A szimulált szivárgást a 1226m-en egyik érzékelő sem rögzítette, de meg vagyok győződve arról, hogy az előrehaladott technológiának köszönve, amelyet ez a korelátor használ, ezt a szivárgást az éjjeli forgalomnál, amikor jelentősen kisebb a külső zajforrás, megtalálta volna.

A vízszivárgás helyének meghatározására szolgáló korelátor a hibát 2m pontossággal találta meg. Ezek a pontatlanságok a szivárgás hangterjedése sebességének apró változásaiból erednek.  A hangterjedés sebessége, amelyet a korelátornak megadunk némileg a korrózió és a lerakódások végett eltér a valós értéktől. Mindig érvényes az elv, hogy a szivárgás helye minél közelebb van a két érzékelő középpontjához, annál kisebb lesz a pontatlanság. A korelátorral megtalált szivárgás helyét még talajmikrofonnal, vagy érintőbottal kell pontosítani. A talajmikrofonok alacsony frekvenciák mérésére alkalmasak, míg az elektromos érintőbotok a magasabbakra.

Érdekes volt megtudni, hogy Gutermann cégtől származó standard Aquascan 610 képes nagy távolságoknál pontosan meghatározni a szivárgás helyét, s éppen ezért nem csoda, hogy  ember a világ legjobb korelátorának tartja.