DE2431907A1 - Verfahren zur aufnahme von konzentrationsprofilen von substanzen laengs einer strecke - Google Patents

Description

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Verfahren zur Aufnahme von Konzentrationsprofilen von Substanzen längs einer Strecke

Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren, welches es ermöglicht, längs einer Strecke, z.B. einer Fahrleitung, von den beiden Endpunkten der Strecke aus das Konzentrationsprofil von Stoffen verschiedener Art zu messen und aufzuzeichnen.

Oft ist es notwendig, den Konzentrationsverlauf von Substanzen längs einer Strecke zu überwachen, man denke z.3. an die überwachung von Rohrfernleitungen auf Tropflecks von Öl oder Benzin. Hierbei wäre es wünschenswert, auftretende Lecks nach Ort und Stärke zu identifizieren.

Für den speziellen EaIl der Lecküberwachung von Rohrfernleitungen, welche grundwassergefährdende Substanzen führen, sind zahlreiche Verfahren bekannt.

Bei einer -"ruppe von Lecksuchanordnungen werden vorzugsweise unter der zu überwachenden Rohrleitung elektrische Leitungen verlegt, deren Isolationsmaterial unter öleinwirkung aufquillt, so daß ein veränderter elektrischer Widerstand entsteht. (Deutsche Paten«schrift Kr. 721 463) (Für Ölkabel deutsche Patentschrift Nr. 1023 102) Da nie vorausgesagt werden kann, wie gut oder schlecht der veränderte elektrische Kontakt bei öleinwirkung ausfallen wird, sind diese Verfahren bezüglich einer Ortung der Leckstelle unzuverlässig.

Ein weiteres Verfahren nutzt die starke Änderung dec elektrischen Widerstandes eines leitfähigen Kunststoffes, welcher durch Öl angequollen wird.(Heist leitfähig gefüllter Silikonkautschuk für Grundwasserbeobaehtungsbrunnen)

Eine v/eitere Variante der Verfahren, bei Vielehen austretendes öl ein Material zerstört, wurde in Form eines unter Druck stehenden öllöslichen Schlauches angewendet, dessen Platzen ein Leck anzeigt. Die Leckörtung ist hierbei umständlich,das Verfahren hat sich in der Praxis nicht bewährt.

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Eine andere Gruppe von Prüfverfahren verfährt so, daß der Leitungsstrang durch Schieber in kleinere Unterabschnitte geteilt wird. Zur Leckermittlung werden die Schieber geschlossen, so. daß aus einem gemessenen etwaigen Druckabfall in den Abschnitten auf ein Leck geschlossen werden kann. Dieses Verfahren macht die Stillegung der Rohrleitung notwendig und ist somit sehr teuer.

Andere überwachungseinrichtungen benutzen ein

akustisches Prinzip, indem mit einem oder mehreren Mikrofonen, die auf die Erdoberfläche in der Nahe der Leitung aufgesetzt werden, Strömungsgeräusehe etwa aus der Leitung austretender Flüssigkeit festgestellt bzw. geortet werden. Derartige Anordnungen können nur zur Auffindung größerer Leckstellen dienen, da nur bei diesen genügend starke Strömungsgeräusehe zu erwarten sind.

!Ferner ist es auch bekannt, einen Molch durch die Leitung zu senden, um den mit Teilstücken der Rohrwand abgeschlossene Kammern bildende Dichtungsringe angeordnet sind, so daß aus dem Druckabfall in diesen Kammern oder durch Bestimmung der Zuflußmenge vom Rohrinneren zu den Kammern Schlüsse auf etwaige Lecks gezogen werden können.

Eei einer anderen, ebenfalls mit einem Molch arbeitenden Überwachungsvorrichtung werden gleichzeitig verschiedene physikalische und chemische Untersuchungen durchgeführt, um so eine indirekte Aussage über den Zustand der Rohrwand oder etwa vorhandene Leckstellen zu erhalten.

Es werden auch aktive Molche verwendet, welche mittels Ultraschall die Leitungswand abtasten, welche nach außen mit einer Hanf- oder Jutewicklung versehen ist. Hierbei ändert sich das Rohrwandsignal, wenn die Juteschicht durch Lecks getränkt ist. (Deutsches Patent Nr. 1203 064)

Die mit Molch arbeitenden Systeme sind umständlich, außerdem ist der Nachweis von Tropflecks zweifelhaft. V/eiterhin existieren Verfahren, welche die Wanderung eines radioaktiven Fluidumpfropfens mittels Strahlenanzeigers verfolgt. (Deutsches Patent Nr. 1013 897)

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Aufnahme von Konzentrationsprofilen von Stoffen z.B. für öl längs einer Strecke, z.B. einer Ölfernleitung zu schaffen, welches erlaubt, große Strecken an einem Stück mit kurzer Ansprechzeit und hoher Ortungsgenauigkeit zu überwachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein vorzugsweise luftgefüllter Schlauch längs der zu überwachenden Strecke verlegt wird aus einem Material, welches die nachzuweisende Substanz, z.B. Rohöl, durch seine Wandung durchdiffundieren läßt.

Der Schlauch kann auch so ausgeführt sein, daß er nicht mit der flüssigen Phase der nachzuweisenden Substanz in Berührung kommer) muß, sondern bereits die Gasphase derselben eindiffundieren läßt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß es im Gegensatz zu den bestehenden Verfahren möglich ist, ganze Konzentrationsprofile von Stoffen in der gasförmigen und flüssigen Phase längs einer Strecke messend aufzuzeichnen.

Beschreibung:

Längs der auf einen Stoff zu überwachenden Strecke wird ein vorzugsweise mit Luft gefüllter Schlauch verlegt aus einem Material, welches die nachzuweisende Substanz durch seine Wandung durchdiffundieren läßt. (Fig. 1) Hierdurch entsteht im Innern des Schlauches an der Stelle, wo die nachzuweisende Substanz den Schlauch durchsetzt, ein Dampfpfropf dieses Stoffes (1), während der übrige Schlauch mit reiner Luft gefüllt bleibt.

Von Zeit zu Zeit drückt nun eine Luftpumpe (2) von dem einen Schlauchende her die den Dampfpfropfen enthaltende Luftsäule durch einen Detektor am anderen Schlauchende (3), dessen Signal mittels eines Linienschreibers in Abhängigkeit von der Pumpzeit aufgezeichnet wird*

Beim Durchlauf des Pfropfens schlägt der Detektor in.der gezeichneten Form aus. (Fig. 2, (4)) Aus der Laufzeit des Pfropfens bis zur Anzeige durch den Detektor läßt sich

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direkt der Ort der Substanzansammlung ablesen. Je mehr Schlauchlänge von der nachzuweisenden Substanz benetzt wird, umso stärker und höher wird der Ausschlag, so daß auch auf die Größe der Ansammlung geschlossen werden kann.

Eine Erhöhung der Ortungsgenauigkeit läßt sich dadurch erreichen, daß vor dem Einschalten der Pumpe unmittelbar vor dieser ein geringes Gasvolumen in den Schlauch gedruckt wird, auf welches der Detektor nach dem Durchlauf der ganzen Luftsäule ebenfalls anspricht. Dieser Ausschlag dient dann als Wegemarke für die Gesamtlänge (5).

Durch besondere Ausführung des Schlauches läßt sich erreichen, daß die nachzuweisende Substanz die Schlauchwandung außen nicht in der flüssigen Phase berühren muß, sondern die Gasphase der Substanz genügt, um einen meßbaren Damppfropf im Innern des Schlauches zu erzielen.

Eine Variante des Systems besteht darin, die nachzuweisende Substanz nicht durch Diffusion durch die Wandung ins Innere des Schlauches zu bringen, sondern durch Ventile (β), welche im drucklosen Zustand des Schlauches offen sind und eine ungestörte Eindiffusion der ümgebungsatmosphäre in das Schlauchinnere ermöglichen. (Pig. 3) Bei Druckaufgabe zum Durchschieben der Luftsäule schließen sich die Ventile und es ergibt sich wiederum eine Anzeige nach Pig. 2.

Die Variante mit den Ventilen ermöglicht es auch, das gesamte Heßprinzip" in die flüssige Phase zu verlegen. Hierzu drückt oder saugt die Pumpe nicht Luft -sondern vorzugsweise destilliertes Wasser durch den Schlauch und durch den Detektor, welcher hierbei vorzugsweise aus ionenselektiven Meßfühlern und Fühlern für elektrische Leitfähigkeit des Wassers besteht. Das Meßverfahren mißt in dieser SOrm Stoffkonzentrationen in der flüssigen Phase längs einer Strecke. Damit ist es möglich, z.B. ein Grundwassereinzugsgebiet auf das Eindringen unerwünschter gelöster Substanzen zu kontrollieren.

In den oben beschriebenen Schlauch mit Einzelventilen

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werden vorzugsweise keine Ventile eingesetzt, sondern wie folgt verfahren:

In einen. Schlauch mit nierenfÖrmigera Querschnitt werden in der gezeichneten Art offene Sinzelschlitze in "bestimmten Abständen eingebracht (Pig. 4). Im drucklosen Zustand sind die (7) Schlitze offen und erlauben eine Diffusion des Außenwassers in das im Schlauch "befindliche vorzugsweise destillierte Wasser oder eine Indikatorlösung. Bei Druckaufgabe zum Durchdrücken der Wassersäule durch den Detektor wird der Querschnitt des Schlauches nach (8) verformt, so daß sich der Schlitz dicht schließt und die Wassersäule ohne Austrittsverluste bewegt werden kann.

Das Verfahren mit Hilfe des Schlitzschlauches gilt sinngemäß auch für den Fall, daß die Wassersäule nicht durchgedrückt sondern durchgesaugt wird, die Schließfunktion der Schlitze also durch Unterdruck bewirkt wird.

Das Verfahren mit Hilfe des Schlitzschlauches gilt sinngemäß auch für die Messung in der Gasphase.

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Claims (3)

1. Patentansprüche: ^ e

   1J Verfahren für die Aufnahme von Konzentrationsprofilen von Stoffen längs einer Strecke dadurch gekennzeichnet, daß längs der zu überwachenden Strecke ein Schlauch verlegt wird aus einem Material_} welches die nachzuweisende Substanz durch seine Wandung diffundieren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise von Zeit au Zeit eine Pumpe den Schlauchinhalt zusammen mit dem entstandenen Substanzpfropf durch einen Detektor für diese Substanz drückt oder saugt,

   dadurch gekennzeichnet, daß aus der Laufzeit vom Einschalten der Pumpe bis zum Ansprechen des Detektors eine Ortung der Sübβtanzansammlung vorgenommen werden kann.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1^dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Ortungsgenauigkeit vor dem Einschalten der Pumpe ein Substanzvolumen in den Schlauch gedruckt wird, auf welches der Detektor nach Durchlauf der G-esamtsäule ebenfalls anspricht und dadurch eine Wegemarke für die Gesamtlänge entsteht.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die nachzuweisende Substanz nicht durch Wanderung durch die Schlauchwand sondern durch unter Druck oder Unterdruck schließende Ventile ins Schlauchinnere gelangt.

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