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Die vorliegende Erfindung betrifft Fluidleitungen mit einer
Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung zur Feststellung des Ortes der
Temperaturunregelmäßigkeit.
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Bei einer Rohrleitung zum Transport eines Fluids, wie beispielsweise verflüssigtes
Erdgas, kann es verheerende Folgen haben, wenn das durch die Rohrleitung strömende
Fluid infolge eines Bruchs, einer Beschädigung, Zerstörung oder dergleichen der
Rohrleitung aus derselben austritt. Das Gleiche gilt für eine Rohrleitung, die in einer
Anlage oder Fabrik Fluide transportiert, wie beispielsweise die verschiedenen Arten
chemischer Erzeugnisse oder Chemikalien, verschiedene Gase oder Hochtemperatur-
Dampf. In Wärmetauscheranlagen, wie beispielsweise bei Heizungsrohren in Gebäuden
und dergleichen kann der Austritt eines Hochtemperatur-Heizmediums aus einem Leck
die Effizienz des Heiz- oder Wärmetauschvorganges oder dergleichen mindern, obwohl
sonst nicht zwangsläufig verheerende Folgen auftreten. Daher ist es beim Auftreten eines
Lecks oder Auströmen des Fluids in bzw. aus einer Fluidleitung, wie sie oben
beschrieben wurde, notwendig, sofort die Lage des Lecks oder der Ausströmstelle
festzustellen, damit die Reparatur derselben schnell durchgeführt werden kann.
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Ein Rohr, wie beispielsweise eine Rohrleitung oder ein Rohrnetz, wie sie oben
beschrieben wurden, die ein Fluid transportieren bzw. in denen ein solches strömt, leiten
oft ein Fluid mit einer vorgegebenen Temperaturdifferenz zur Atmosphärentemperatur.
Bei einem solchen Rohr kann ein Leck oder das Ausströmen des im Rohr strömenden
Fluids durch Überwachen der Temperatur in der Nähe des Rohres festgestellt werden.
Da beispielsweise in einer Rohrleitung zum Transport verflüssigten Erdgases dasselbe
eine sehr niedrige Temperatur hat, wird beim Auströmen des verflüssigten Erdgases
infolge eines Bruches des Rohrs die Temperatur in der Nähe des Bereiches, wo sich das
Leck befindet bzw. das Ausströmen erfolgt, sehr stark abgesenkt. Daher kann die Lage
des Austretens von verflüssigtem Erdgas durch ständige Überwachung der
Temperaturverteilung des Rohres in Längsrichtung festgestellt werden. Umgekehrt kann
in einem Rohrnetz eines Hochtemperatur-Heizmediums, wie beispielsweise Heißdampf,
die Lage des Austretens des Hochtemperatur-Heizmediums durch ständige Überwachung
der Temperaturverteilung des Rohres in Längsrichtung festgestellt werden, weil die
Temperatur in der Nähe des Bereiches des Lecks ansteigt.
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Als ein Sensor zur Überwachung der Temperaturverteilung eines Rohres in
Längsrichtung ist ein Raman-Streuungs-Lichtleitfaser-Temperatursensor vom
Verteilungstyp bekannt. Ein Beispiel für ein System, bei dem ein solcher
Temperatursensor vom Verteilungstyp zur Feststellung des Ortes eines Erdschlusses in
einem elektrischen Starkstromkabel verwendet wird, ist in der ungeprüften Japanischen
Patentanmeldung Nr. 1-267428 offenbart.
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Das Prinzip der Messung einer Temperaturverteilung mittels eines Raman-Streuungs-
Lichtleitfaser-Temperatursensors vom Verteilungstyp funktioniert wie folgt: Wenn Licht
in eine Lichtleitfaser einfällt, wird es infolge geringer Schwankungen des
Brechungsindex der Lichtleitfaser, infolge Absorption oder Reemission durch Moleküle
oder Atome der Lichtleitfaser gestreut. Wenn es sich um bei dem gestreuten Licht um
Raleigh-Streulicht handelt, so hat es die gleiche Wellenlänge wie das einfallende Licht,
während das Raman-Streulicht eine vom einfallenden Licht abweichende Wellenlänge
hat. Das zuletzt erwähnte Raman-Streulicht wird durch thermische Schwingungen der
Moleküle oder Atome der Lichtleitfaser erzeugt und seine Intensität hängt stark von
deren Temperatur ab. Wenn daher Impulsucht (normalerweise ein Laserimpuls) mit einer
bestimmten Wellenlänge als einfallendes Licht verwendet wird, und der
Verzögerungszeitraum, bis das Licht als Streulicht zurückkehrt sowie die Intensität des
Raman-Rückstreulichts gemessen werden, können die Temperaturen von Positionen der
Lichtleitfaser in der jeweiligen Richtung gemessen werden. Wenn daher eine
Lichtleitfaser als Temperaturdetektor eines Raman-Streuungs-Lichtleitfaser-
Temperatursensors vom Verteilungstyp entlang des Rohres einer oben beschriebenen
Rohrleitung oder eines derartigen Rohmetzes verlegt wird, dann wird eine
Temperaturunregelmäßigkeit außerhalb des Rohres festgestellt, sobald das in dem Rohr
strömende Medium infolge eines Bruches, Schadens oder der Zerstörung des Rohres
austritt oder ausströmt, wodurch auch die Lage der Temperaturunregelmäßigkeit
festgestellt wird.
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Um die Instandhaltung und Überwachung eines Rohres, wie beispielsweise einer
Rohrleitung, durchzuführen, ist es unüblich, diese für die ganze Rohrleitung großer
Länge von der gleichen Instandhaltungsabteilung und dem gleichen Bevollmächtigten
durchführen zu lassen. Im allgemeinen ist es üblich, das Rohr oder die Rohrleitung in
eine Anzahl Instandhaltungsabschnitte zu unterteilen und die Instandhaltung und
Überwachung der jeweiligen Abschnitte von verschiedenen Instandhaltungsabteilungen
und Bevollmächtigten durchführen zu lassen. In diesem Falle ist es hinsichtlich der
Instandhaltung und Überwachung des Rohres bzw. der Rohrleitung notwendig zu wissen,
in welchem Instandhaltungsabschnitt sich der Ort befindet, dem die
Temperaturunregelmäßigkeit zuzuordnen ist. Insbesondere in der Nachbarschaft der
Grenze zwischen Instandhaltungsabschnitten ist es oft notwendig zu wissen, wo in
Nachbar-Instandhaltungsabschnitten Unregelmäßigkeiten auftreten.
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Bei einer Rohrleitung in einer Fabrik oder einem Gebäude verläuft diese durch eine
Vielzahl von Räumen und durchquert auch die Wände zwischen diesen, um ein
Heizmedium oder dergleichen weiterzuleiten. In diesem Falle ist es notwendig, zu
wissen, in welchem Raum die Temperaturunregelmäßigkeit auftritt. Insbesondere in der
Nachbarschaft einer Wand als der Grenze zwischen zwei Räumen ist es oft notwendig,
genau zu wissen, in welchem Raum die Temperaturunregelmäßigkeit auftritt.
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Mit dem oben beschriebenen Raman-Streuungs-Lichtleitfaser-Temperatursensor vom
Verteilungstyp ist es möglich, eine Temperaturverteilung der Lichtleitfaser in
Längsrichtung festzustellen. Es ist jedoch eine Tatsache, daß die Verteilungsauflösung
des Sensors, insbesondere die Genauigkeit der Feststellung des Ortes der
Temperaturunregelmäßigkeit nicht sehr hoch ist. Wenn die Lichtleitfaser eines solchen
Temperatursensors lediglich entlang des Rohres verlegt wird, ist es in der Nachbarschaft
der oben beschriebenen Grenzen eines Instandhaltungsabschnittes der Rohrleitung sehr
schwer, genau festzustellen, in welchem Abschnitt eine Temperaturunregelmäßigkeit
auftritt beziehungsweise bei einem gleichfalls oben beschriebenen Rohrnetz, das durch
eine Vielzahl von Räumen verläuft, welchem Raum der Ort der
Temperaturunregelmäßigkeit in der Nachbarschaft der Grenze zwischen benachbarten
Räumen zuzuordnen ist.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebene Situation
erarbeitet, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Feststellung einer
Temperaturunregelmäßigkeit in einer Fluidleitung, wie beispielsweise einer Rohrleitung
oder einem Rohrnetz unter Verwendung eines Raman-Streuungs-Lichtleitfaser-
Temperatursensors vom Verteilungstyp, den Ort des Auftretens der
Temperaturunregelmäßigkeit in der Nachbarschaft einer Grenze zwischen
Instandhaltungsabschnitten der Fluidleitung oder in der Nachbarschaft der Grenze
zwischen zwei Räumen festzustellen.
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Nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Fluidleitung mit einer
Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung, wie in Anspruch 1 beschrieben,
vorgesehen.
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Der zweite und der dritte Aspekt der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3
beschrieben.
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Bei der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach dem ersten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist der entlang des Rohres an einem von zwei aneinander
angrenzenden Abschnitten des Rohres verlegte Bereich der Lichtleitfaser einem Bereich
der anderen, entlang des Rohres im anderen der angrenzenden Abschnitte verlegten
Lichtleitfaser, überlagert. Daher wird beim Auftreten unregelmäßiger
Temperaturänderungen infolge von Schwierigkeiten, wie beispielsweise eines Lecks oder
des Ausströmens des Fluid aus dem Rohr, die Lage der Temperaturänderungsspitze, d.h.
der Ort des Auftretens der Unregelmäßigkeit von zwei verschiedenen Lichtleitfasern
festgestellt. Wenn der Ort des Auftretens der Unregelmäßigkeit, wie oben beschrieben,
von zwei verschiedenen Lichtleitfasern festgestellt wird, wird die
Feststellungsgenauigkeit gegenüber dem Fall, bei dem die Unregelmäßigkeit nur durch
eine Lichtleitfaser festgestellt wird, wesentlich verbessert. Beispielsweise kann sogar,
wenn die von einer Lichtleitfaser erhaltene Lage der Temperaturänderungsspitze nicht
ganz klar zu erkennen ist, dies durch Überlagerung der Daten beider Lichtleitfasern
klargestellt werden oder ein Fehler kann durch Mittelwertbildung der von zwei
Lichtleitfasern erhaltenen Daten vermindert werden, wenn die von einer Lichtleitfaser
erhaltenen Temperaturspitzen-Lagedaten von der tatsächlichen Lage abweichen. Daher
kann der Ort der Auftretens von Unregelmäßigkeiten im Grenzbereich genau festgestellt
werden. Es kann gleichfalls genau bestimmt werden, welchem Abschnitt die aufgetretene
Unregelmäßigkeit zuzuordnen ist.
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Bei der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach dem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung sind zwei oder mehr unterschiedliche Bereiche der gleichen
Detektor-Lichtleitfaser im Bereich in der Nachbarschaft von Grenzen der Fluidleitung
(nachfolgend als Grenzbereich bezeichnet) überlagert verlegt sind. Daher kann beim
Auftreten unregelmäßiger Temperaturänderungen infolge von Schwierigkeiten, wie
beispielsweise eines Lecks oder des Ausströmens des Fluid aus dem Rohr im
Grenzbereich, die Lage der Temperaturänderungsspitze, d.h. der Ort des Auftretens der
Unregelmäßigkeit von zwei oder mehr Bereichen der gleichen Lichtleitfaser festgestellt
werden. Wenn, wie oben beschrieben, der Ort des Auftretens der Unregelmäßigkeit von
zwei oder mehr Bereichen der gleichen Lichtleitfaser bestimmt wird, dann wird die
Feststellungsgenauigkeit gegenüber dem Fall, wo die Unregelmäßigkeit von nur einem
Bereich der Lichtleitfaser festgestellt wird, beträchtlich erhöht. So wird beispielsweise
sogar in Fällen, bei deuen die von einer Lichtleitfaser erhaltene Lage der
Temperaturänderungsspitze nicht immer ganz eindeutig ist, durch Überlagerung der
Daten von zwei oder mehr Bereichen der Lichtleitfaser, die dem Grenzbereich
entsprechen, Klarheit geschaffen werden. Sogar wenn die von der Lichtleitfaser
erhaltenen Lagedaten von der tatsächlichen Lage abweichen, kann der Fehler durch
Mittelwertbildung der voll zwei oder mehr Bereichen der Lichtleitfaser erhaltenen Daten
vermindert werden. Daher kann der Ort des Auftretens von Unregelmäßigkeiten im
Grenzbereich genau festgestellt werden und auch zu welchen Abschnitt dieser Ort des
Auftreten gehört.
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Bei der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach dem dritten Aspekt dieser
Erfindung ist ein Bereich der Detektor-Lichtleitfaser in Längsrichtung zumindest in
einem Bereich in der Nachbarschaft von Grenzen der Fluidleitung (nachfolgend als
Grenzbereich bezeichnet) ungeachtet der Lage der Fluidleitung in Längsrichtung als
Überschußbereich ausgebildet. Mit anderen Worten: Bei dem Fluidleitungs-
Temperaturunregelmäßigkeits-Ortungssystem dieses Typs ist die Detektor- Lichtleitfaser
entlang der Fluidleitung derart verlegt, daß die Längspositionen der Lichtleitfaser den
Längspositionen (Entfernung) der Fluidleitung entsprechen, um dafür Sorge zu tragen,
daß die Lage der durch die Lichtleitfaser festzustellenden Temperaturspitzen in
Beziehung zur Lage (Entfernung) auf der Fluidleitung steht, wodurch die Lage der
Temperaturspitze, d.h. der Ort des Auftretens von Störungen an der Fluidleitung
festgestellt wird. In diesem Falle ist zumindest im Bereich in der Nachbarschaft des
Grenzbereiches ein Überschußbereich an der Lichtleitfaser vorgesehen, um die
Beziehung dieses Bereiches zur Lage auf der Fluidleitung in Längsrichtung aufzuheben.
Da der Überschußbereich keine Beziehung zur Lage der Temperaturspitze auf der
Fluidleitung hat, wird die meßbare Genauigkeit der Entfernungsbestimmung in der
Nachbarschaft des Grenzbereiches durch das Vorhandensein des Überschußbereiches
erhöht. Im Ergebnis kann die Lage der Temperaturpitze seitlich vom Überschußbereich
eindeutig bestimmt werden.
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Wenn an der Lichtleitfaser kein Überschußbereich der oben beschriebenen Art
ausgebildet ist, dann könnte es insbesondere beim Auftreten von Störungen, wie Lecks
oder Austreten des Fluids aus dem Rohr iii der Nachbarschaft von Grenzen der
Fluidleitung schwierig werden, eindeutig festzustellen, auf welcher Seite der Grenze die
Temperaturspitze liegt, d.h. wo der Ort des Auftretens der Unregelmäßigkeit ist. Wenn
jedoch beispielsweise der Überschußbereich, wie oben beschrieben, genau in einer der
Grenze ensprechenden Lage an der Lichtleitfaser ausgebildet ist, wird die
Feststellungsgenauigkeit in dem Maße verbessert, das der Länge des Überschußbereiches
entspricht, um eindeutig festzustellen, welcher Seite von der Grenze die Lage der
Temperaturspitze, d.h. der Ort des Auftretens von Unregelmäßigkeiten zuzuordnen ist.
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Diese Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung
mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei diese darstellen:
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Figur 1 ist eine schematische Darstellung des Aufbaues einer Ausführungsform
entsprechend einer Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der
vorliegenden Erfindung.
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Figur 2 ist ei ne Ansicht eines wesentlichen Teils der Ausführungsform von Figur 1.
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Figur 3 ist eine Ansicht eines anderen wesentlichen Teils der Ausführungsform von
Figur 1.
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Figur 4 ist ein Blockschaltbild des Aufbaues einer in der in Figur 1 gezeigten
Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung verwendeten Verarbeitungseinheit.
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Figur 5 ist eine Ansicht einer Abwandlung eines wesentlichen Teils der in Figur 1
dargestellten Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung.
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Figur 6 ist eine schematische Darstellung des Aufbaues einer zweiten Ausführungsform
einer Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der vorliegenden
Erfindung.
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Figur 7 ist eine Ansicht eines wesentlichen Teils der Ausführungsform von Figur 2.
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Figur 8 ist ein Blockschaltbild des Aufbaues einer in der in Figur 6 gezeigten
Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der vorliegenden Erfindung
verwendeten Verarbeitungseinheit.
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Figur 9 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Längsanordnung der
Lichtleitfaser bei der Anordnung von Fig. 6 und der festzustellenden Temperatur.
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Figur 10 ist eine Ansicht einer Abwandlung eines wesentlichen Teils der in Figur 6
dargestellten Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung.
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Figur 11 ist eine Ansicht einer anderen Abwandlung eines wesentlichen Teils der in
Figur 6 dargestellten Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung.
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Figur 12 ist eine schematische Darstellung des Aufbaues einer dritten Ausführungsform
einer Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der vorliegenden
Erfindung.
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Figur 13 ist ein Blockschaltbild des Aufbaues einer in der in Figur 12 gezeigten
Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der vorliegenden Erfindung
verwendeten Verarbeitungseinheit.
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Figur 14 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Längsanordnung der
Lichtleitfaser bei der Anordnung von Fig. 12 und der festzustellenden Temperatur.
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Figur 15 ist eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Aufbaues der dritten
Ausführungsform einer Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach der
vorliegenden Erfindung.
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Figur 16 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Längsanordnung der
Lichtleitfaser bei der Anordnung von Fig. 15 und der festzustellenden Temperatur.
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Figur 17 ist eine schematische Darstellung einer anderen Abwandlung des Aufbaues der
dritten Ausführungsform einer Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung nach
der vorliegenden Erfindung.
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Figur 1 zeigt schematisch den Gesamtaufbau einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und die Figuren 2 und 3 zeigen einen Hauptbestandteil desselben.
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Unter Bezugnahme auf Figur 1 ist als Flüssigkeitsleitung 1 ein Rohr oder eine
Rohrleitung bezeichnet, die dem Transport von verflüssigtem Erdgas oder anderer Arten
von Fluiden, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes Heizmedium, dienen. Sie
ist in Längsrichtung in eine Vielzahl von Abschnitten 2A, 28, 2C und 2D unterteilt. Die
Abschnitte 2A bis 2D entsprechen den jeweiligen Instandhaltungsabschnitten
beispielsweise einer Rohrleitung oder den entsprechenden Räumen in einer Fabrik oder
einem Gebäude. Demzufolge entsprechen die Grenzen (Abschnittsgrenzen) 3A, 3B und
3C zwischen den Abschnitten 2A bis 2D den Grenzen zwischen benachbarten
Instandhaltungsabschnitten oder Wänden zwischen benachbarten Räumen. Ein Bereich
vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3A einschließlich ihrer beiden Seiten, ein
Bereich vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3B einschließlich ihrer beiden
Seiten sowie ein Bereich vorgegebener Länge einschließlich der beiden Abschnitte
werden als Grenzbereiche 4A, 4B und 4C definiert.
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Gesonderte Lichtleitfasern 5A bis 5D sind entlang der Fluidleitung 1 in den Abschnitten
2A bis 2D verlegt. Die Lichtleitfasern 5A bis 5D sind jeweils an Temperatursensor-
Verarbeitungseinheiten vom Verteilungstyp 6A bis 6D angeschlossen, die ihrerseits mit
einem Zentralrechner 9 verbunden sind. Die Lichtleitfasern 5A bis 5D sind über
Strecken verlegt, die länger sind als die Abstände der entsprechenden Abschnitte 2A bis
2D. Entsprechend sind sie in den Bereichen verlegt, d.h. die Endbereiche
beziehungsweise die Anfangsbereiche sind entlang der Fluidleitung 1 in den
Grenzbereichen 4A bis 4C verlegt. Daher sind in den Grenzbereichen 4A bis 4C jeweils
zwei Lichtleitfasern verlegt. Speziell sind die Anfangsbereiche sowohl der Lichtleitfasern
5A und 5B als auch 5C und 5D entlang der Fluidleitung 1 in den Grenzbereichen 4A
oder 4C überlagert verlegt, wie in Figur 1 dargestellt. Die Enden sowohl der
Lichtleitfaser 5B als auch der Lichtleitfaser 5C sind im Grenzbereich 4B überlagert
verlegt, wie in Figur 3 dargestellt.
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Die Anordnung der Temperatursensor-Verarbeitungseinheiten vorn Verteilungstyp 6A bis
6D sind jeweils in der entsprechenden Reihenfolge an die Lichtleitfasern 5A bis 5D
angeschlossen und normalerweise, wie in Figur 4 dargestellt, aufgebaut. Speziell senden
die Verarbeitungseinheiten 6A bis 6D Laserlichtimpulse als einfallendes Licht in die
Lichtleitfasern 5A bis 5D. Sie trennen das von den Lichtleitfasern 5A bis 5D
zurückkommende Rarnan-Rückstreulicht ab, führen eine lichtelektrische Wandlung
durch, verstärken dies und führen eine Mittelwertbildung des Lichts durch. Wie in Figur
4 gezeigt, enthält jede Einheit eine Laserlichtquelle 10, um Laserlichtimpulse als in die
Lichtleitfaser einfallendes Licht zu erzeugen, eine Treiberschaltung 11, um die
Laserlichtquelle 10 anzusteuern, ei ne Verzweigungseinheit 12, um das Raman-Streulicht
vom reflektierten Streulicht zu trennen, die beide von jeder Lichtleitfaser 5A bis 5D
zurückkommen, ein Begrenzungsfilter 13, um die Lichtkomponenten im Raman-
Streulicht mit Ausnahme des Raman-Lichts zurückzuhalten, einen Photodetektor 14, um
das aus dem Begrenzungsfilter 13 austretende Raman-Streulicht in ein elektrisches Signal
umzuwandeln, einen Verstärker 15 zum Verstärken des elektrischen Signals aus dem
Photodetektor 14 und eine Mittelwertschaltung 16 zur Verbesserung des Signal-Rausch-
Verhältnisses des elektrischen Signals. Die Ausgangssignale der jeweiligen
Verarbeitungseinheiten 6A bis 6D (die Ausgangssignale der Mittelwertschaltungen 16)
werden dem Zentralrechner 9 zugeführt und ein Steuersignal vorn Zentralrechner 9 wird
jeder der Verarbeitungseinheiten 6 zugeführt. Der Zentralrechner 9 berechnet aus den
elektrischen Signalen der Verarbeitungseinheiten 6A bis 6D die Temperaturverteilung in
Längsrichtung der Lichtleitfasern 5A bis 5D sowie die Lage der Temperaturspitze, d.h.
die Lage der Spitze eines Temperaturanstieges oder eines Temperaturabfalles. Weil, wie
oben beschrieben, Bereiche zweier Lichtleitfasern entlang der Grenzbereiche 4A bis 4C
überlagert verlegt sind, verarbeitet der Zentralrechner 9 zu diesem Zeitpunkt aus den
Bereichen zweier Lichtleitfasern erhaltene Daten, wodurch der Ort der Temperaturspitze
genau erhalten wird.
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Es wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eines Fluids mit
niedriger Temperatur, wie beispielsweise verflüssigtes Erdgas, ist. Wenn es infolge
Bruch, Beschädigung oder Zerstörung des Rohres zu einem Austreten oder Ausströmen
des Fluids mit niedriger Temperatur kommt, wird eine durch das Austreten oder
Ausströmen verursachte Absenkung der Umgebungstemperatur durch eine der
Lichtleitfasern 5A bis 5D festgestellt. Speziell, wenn der Ort des Auftretens der Störung
in der Nachbarschaft der einen oder anderen Abschnittsgrenzen 3A bis 3C im
Grenzbereich unter Einschluß der Abschnittsgrenzen liegt, dann stellen zwei
Lichtleitfasern die Lage der Temperaturabfallspitze fest. Daher kann durch genaue
Feststellung der Lage der Temperaturabfallspitze genau festgestellt werden, zu welchem
Abschnitt der Ort des Auftretens der Störung gehört, d.h. wo diese auftritt. Wenn die
Abschnitte 2A bis 2D für Zwecke der Instandhaltung festgelegte Abschnitte
(Instandhaltungsabschnitte) sind, kann schnell und genau festgestellt werden, zu welchem
Instandhaltungsabschnitt der Ort des Auftretens der Störung gehört, so daß die Reparatur
schnell und reibungslos ausgeführt werden kann.
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Nun wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eines Fluids mit
hoher Temperatur, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes Heizmedium, ist.
Wenn es infolge Bruch des Rohres zum Austreten des Fluids mit hoher Temperatur
kommt, wird die Umgebungstemperatur am Ort des Auftretens der Störung erhöht und
durch eine der Lichtleitfasern 5A bis 5D festgestellt. Speziell, wenn der Ort des
Auftretens der Störung in der Nachbarschaft der einen oder anderen Abschnittsgrenzen
3A bis 3C im Grenzbereich unter Einschluß der Abschnittsgrenzen liegt, dann stellen
zwei Lichtleitfasern die Lage der Temperaturerhöhungsspitze fest. Daher kann durch
genaue Feststellung der Lage der Temperaturerhöhungsspitze genau festgestellt werden,
zu welchem Abschnitt der Ort des Auftretens der Störung gehört, d.h. wo (liese auftritt.
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Wenn die Abschnitte 2A bis 2D so festgelegt sind, daß sie Räumen in einer Fabrik oder
einem Gebäude entsprechen, kann schnell und genau festgestellt werden, in welchem
Raum die Störung auftritt, so daß die Reparatur schnell und reibungslos ausgeführt
werden kann. Sogar, wenn die Störung innerhalb einer Wand als Abschnittsgrenze
auftritt, so kann diese Tatsache genau festgestellt werden.
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Die konkrete Anordnung der entlang der Fluidleitung 1 verlegten Lichtleitfasern 5A bis
5D kann beliebig gewählt werden. Wie beispielsweise in den Figuren 2 und 3 dargestellt,
können die Lichtleitfasern durch geeignete Halteeinreichtungen (nicht dargestellt) so
gehalten werden, daß sie linear entlang der Fluidleitung 1 verlegt sind, oder, wie in
Figur 5 dargestellt, können die Lichtleitfasern auch in Schraubenlinie um die
Fluidleitung 1 gewickelt werden. Die Tatsache, daß Bereiche zweier Lichtleitfasern in
den Grenzbereichen 4A bis 4C überlagert verlegt sind, ist nicht auf den Fall beschränkt,
bei dem die beiden Lichtleitfasern nebeneinander auf der gleichen Seite in den
Grenzbereichen 4A bis 4C angeordnet sind. Beispielsweise ist auch der Fall erfaßt, bei
dem die Bereiche der beiden Lichtleitfasern in den Grenzbereichen 4A bis 4C auf
einander gegenüber liegenden Seiten der Fluidleitung 1 angeordnet sind.
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Wenn bei der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung für eine Fluidleitung
nach der vorliegenden Erfindung der Ort des Auftretens einer vom Austreten oder
Ausströmens des Fluids aus dem Rohr verursachten Temperaturunregelmäßigkeit
festgestellt werden soll, indem Lichtleitfasern als Temperaturdetektoren eines Raman-
Temperatursensors vom Verteilungstyp entlang der Fluidleitung verlegt werden, werden
Bereiche der Detektor-Lichtleitfasern von zwei Systemen in der Nachbarschaft von
Abschnittsgrenzen der Fluidleitung überlagert verlegt. Daher wird die Lage der
Temperaturspitze, d.h. der Ort des Auftretens einer Störung, wie beispielsweise das
Austreten oder Ausströmen von Fluid, durch zwei Lichtleitfasern in Bereichen
festgestellt, deren Lage genau festgestellt werden kann. Damit kann auch einfach
festgestellt werden, in welchem der benachbarten Abschnitte die Störung auftritt.
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Die Figur 6 zeigt schematisch die Gesamtanordnung einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung und Figur 2 zeigt deren Hauptteil.
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Unter Bezugnahme auf Figur 6 ist als Flüssigkeitsleitung 1 ein Rohr oder eine
Rohrleitung bezeichnet, die dein Transport von verflüssigtem Erdgas dienen oder auch
ein Rohr oder eine Rohrleitung zum Transport oder der Fortleitung verschiedener Arten
von Fluiden, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes Heizmedium, dienen. Sie
ist in Längsrichtung in eine Vielzahl von Abschnitten 2A, 2B, 2C und 2D unterteilt. [)ie
Abschnitte 2A bis 2D entsprechen den jeweiligen Instandhaltungsabschnitten
beispielsweise einer Rohrleitung oder den entsprechenden Räumen in einer Fabrik oder
einem Gebäude. Demzufolge entsprechen die Grenzen (Abschnittsgrenzen) 3A und 3B
zwischen den Abschnitten 2A bis 2C den Grenzen zwischen benachbarten
Instandhaltungsabschnitten oder Wänden zwischen benachbarten Räumen. Ein Bereich
vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3A einschließlich ihrer beiden Seiten und
ein Bereich vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3B einschließlich ihrer beiden
Seiten werden als Grenzbereiche 4A und 4B definiert.
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Eine Lichtleitfaser 5 ist entlang einer Fluidleitung 1 in den Abschnitten 2A bis 2C
verlegt. Die Lichtleitfaser 5 ist an eine Temperatursensor-Verarbeitungseinheit 6 vom
Verteilungstyp angeschlossen, die ihrerseits an einen Zentralrechner 9 angeschlossen ist.
Zwei in vorgegebenen Intervallen in Längsrichtung der Lichtleitfaser 5 angeordnete
Bereiche 51 und 52 sind entlang der Fluidleitung 1 überlagert verlegt. Mit anderen
Worten: Nachdem die Lichtleitfaser 5 als Bereich 51 entlang des Grenzbereichs 4A der
Fluidleitung 1 verlegt worden ist, wird ein Überschußbereich 53 derselben getrennt von
der Fluidleitung 1 zurückgeführt und als Bereich 52 wieder im Grenzbereich 4A der
Fluidleitung 1 verlegt. Die in einem vorgegebenen Abstand in Längsrichtung
angeordneten Abschnitte 54 und 55 der Lichtleitfaser 5 sind in gleicher Weise an der
Fluidleitung 1 verlegt, und in gleicher Weise ist auch ein Überschußbereich 56 zwischen
den Abschnitten 54 und 55 der Lichtleitfaser 5 getrennt von Fluidleitung 1 ausgebildet.
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Der Aufbau der an die Lichtleitfaser 5 angeschlossenen Temperatursensor-
Verarbeitungseinheit 6 vom Verteilungstyp gleicht der normalen Ausführung und ist
normalerweise so ausgeführt, wie in Figur 8 dargestellt. Im einzelnen sendet die
Verarbeitungseinheit 6 Laserlichtimpulse als in die Lichtleitfaser 5 einfallendes Licht
aus, trennt das aus der Lichtleitfaser 5 zurückkommende Raman-Rückstreulicht ab, führt
die lichtelektrische Wandlung des Raman-Rückstreulichts durch, verstärkt und bildet
Mittelwerte der Lichtsignale. Wie in Figur 8 dargestellt, umfaßt die Verarbeitungseinheit
6 eine Laserlichtquelle 10 zum Erzeugen der in die Lichtleitfaser 5 einfallenden
Laserlichtimpulse, eine Treiberschaltung 11 zum Ansteuern der Laserlichtquelle 10, eine
Verzweigungseinheit 12 zum Abtrennen des Raman-Rückstreulichts vom aus der
Lichtleitfaser 5 austretendem reflektierten Streulicht, ein Begrenzungsfilter 13, um die
Lichtkomponenten im Raman-Streulicht mit Ausnahme des Raman-Lichts
zurückzuhalten, einen Photodetektor 14, um das aus dem Begrenzungsfilter 13
austretende Raman-Streulicht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einen Verstärker
15 zum Verstärken des elektrischen Signals aus dein Photodetektor 14 und eine
Mittelwertschaltung 16 zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses des
elektrischen Signals. Das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 6 (das Ausgangssignal
der Mittelwertschaltung 16) wird dem Zentralrechner 9 zugeführt und Cii) Steuersignal
vom Zentralrechner 9 wird der Verarbeitungseinheit 6 zugeführt. Der Zentralrechner 9
berechnet aus dem Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 6 die Temperaturverteilung
in Längsrichtung der Lichtleitfaser 5 sowie die Lage der Temperaturspitze, d.h. die Lage
der Spitze eines Temperaturanstieges oder eines Temperaturabfalles. Weil zu diesem
Zeitpunkt, wie oben beschrieben, die beiden Abschnitte 51, 52; 54, 55 mit
unterschiedlicher Längsrichtung der Lichtleitfaser entlang der Grenzbereiche 4A und 4B
überlagert verlegt sind, verarbeitet der Zentralrechner 9 zu diesem Zeitpunkt aus den
Bereichen zweier Lichtleitfasern erhaltene Daten, wodurch der Ort der Temperaturspitze
genau erhalten wird. Wenn beispielsweise die Temperaturspitze, wie in Figur 9
dargestellt, im Grenzbereich 4A auftritt, dann ergeben sich Temperaturspitzen P1 und P2
in den beiden Bereichen 51 und 52 der Liehtleitfaser 5. Wenn der Zentralrechner 9
demzufolge die Länge des Überschußbereiches 53 und der Überlagerungsbereiche 51 und
52 im voraus speichert, so kann er aus den beiden Spitzen-Lagedaten genau die Lage der
Temperaturspitze im Grenzbereich 4A ermitteln.
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Es wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eines Fluids mit
niedriger Temperatur, wie beispielsweise verflüssigtes Erdgas, ist. Wenn es infolge
Bruch, Beschädigung oder Zerstörung des Rohres zu einem Austreten oder Ausströmen
des Fluids mit niedriger Temperatur kommt, wird eine durch das Austreten oder
Ausströmen verursachte Absenkung der Umgebungstemperatur durch die Lichtleitfaser 5
festgestellt. Speziell, wenn der Ort des Auftretens der Störung in der Nachbarschaft der
einen oder anderen Abschnittsgrenzen 3A oder 3B im Grenzbereich unter Einschluß der
Abschnittsgrenzen liegt, dann stellen die zwei Bereiche der Lichtleitfaser 5 die Lage der
Temperaturabfallspitze fest. Daher kann durch genaue Feststellung der Lage der
Temperaturabfallspitze genau festgestellt werden, zu welchem Abschnitt der Ort des
Auftretens der Störung gehört, d.h. wo diese auftritt. Wenn die Abschnitte 2A bis 2C für
Zwecke der Instandhaltung festgelegte Abschnitte (Instandhaltungsabschnitte) sind, kann
schnell und genau festgestellt werden, zu welchem Instandhaltungsabschnitt der Ort des
Auftretens der Störung gehört, so daß die Reparatur schnell und reibungslos ausgeführt
werden kann.
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Nun wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eliles Fluids mit
hoher Temperatur, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes Heizmedium ist.
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Wenn es infolge Bruch des Rohres zum Austreten des Fluids mit hoher Temperatur
kommt, wird die Umgebungstemperatur am Ort des Auftretens der Störung erhöht und
durch die Lichtleitfaser 5 festgestellt. Speziell, wenn der Ort des Auftretens der Störung
in der Nachbarschaft der einen oder anderen Abschnittsgrenze 3A oder 3B im
Grenzbereich unter Einschluß der Abschnittsgrenzen liegt, dann stellen die zwei Bereiche
der Lichtleitfaser 5 die Lage der Temperaturerhöhungsspitze fest. Daher kann durch
genaue Feststellung der Lage der Temperaturerhöhungsspitze genau festgestellt werden,
zu welchem Abschnitt der Ort des Auftretens der Störung gehört, d.h. wo diese auftritt.
Wenn die Abschnitte 2A bis 2C so festgelegt sind, daß sie Räumen in einer Fabrik oder
einem Gebäude entsprechen, kann schnell und genau festgestellt werden, in welchem
Raum die Störung auftritt, so daß die Reparatur schnell und reibungslos ausgeführt
werden kann. Sogar, wenn die Störung innerhalb einer Wand als Abschnittsgrenze
auftritt, so kann auch diese Tatsache genau festgestellt werden.
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Die konkrete Anordnung der Lichtleitfaser 5 entlang der Fluidleitung 1 kann beliebig
gewählt werden. Wie beispielsweise in Figur 7 dargestellt, kann die Lichtleitfaser 5
durch geeignete Halteeinreichtungen (nicht dargestellt) so gehalten werden, daß sie linear
entlang der Fluidleitung 1 verlegt ist, oder, wie in Figur 10 dargestellt, in Schraubenlinie
um die Fluidleitung 1 gewickelt sein. Die Überlagerung von zwei Bereichen der
Lichtleitfaser 5 in den Grenzbereichen 4A und 4B ist nicht auf den Fall beschränkt, bei
dem die Lichtleitfaser auf der gleichen Seite in den Grenzbereichen 4A und 4B doppelt
überlagert ist. Beispielsweise ist auch der Fall erfaßt, bei dem die Bereiche der
Lichtleitfaser in den Grenzbereichen 4A und 4B auf einander gegenüber liegenden Seiten
der Fluidleitung 1 angeordnet sind.
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Ferner sind bei der oben beschriebenen Ausführungsform zwei Bereiche 51, 52; 54, 55
der Lichtleitfaser 5 entlang der Grenzbereiche 4A und 4B überlagert. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Ausführungsform begrenzt. Beispielsweise
können drei oder mehr Bereiche unterschiedlicher Längsrichtung der Lichtleitfaser 5 in
den Grenzbereichen 4A und 4B überlagert werden. Wie beispielsweise in der Figur
dargestellt ist, können drei Bereiche 51, 52 und 57 der Lichtleitfaser 5 in den
Grenzbereichen 4A und 4B überlagert werden. Beim Beispiel von Figur 11 ist zwischen
den Bereichen 51, 52 und 57 der Lichtleitfaser 5 kei ii gesonderter Überschußbereich
ausgebildet.
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Wenn bei der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung für eine Fluidleitung
nach der vorliegenden Erfindung der Ort des Auftretens einer vom Austreten oder
Ausströmens des Fluids aus dem Rohr verursachten Temperaturunregelmäßigkeit
festgestellt werdeii soll, indem die Lichtleitfaser als Temperaturdetektor eines Raman-
Streuungs-Temperatursensors vorn Verteilungstyp entlang der Fluidleitung verlegt wird,
werden zwei oder mehr Bereiche der gleichen Lichtleitfaser mit unterschiedlichen
Längsrichtungen in Grenzbereichen der Fluidleitung verlegt. Daher wird die Lage der
Temperaturspitze, d.h. der Ort des Auftretens einer Störung, wie beispielsweise das
Austreten oder Ausströmen von Fluid, durch zwei oder mehr unterschiedliche Bereiche
der Lichtleitfaser im Grenzbereich genau festgestellt werden kann, und daher kann auch
einfach festgestellt werden, in welchem der benachbarten Abschnitte die Störung auftritt.
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Die Figur 12 zeigt schematisch die Gesamtanordnung einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf Figur 12 ist als Flüssigkeitsleitung 1 ein Rohr oder eine
Rohrleitung bezeichnet, die beispielsweise dem Transport von verflüssigtem Erdgas
dienen oder auch ein Rohr oder eine Rohrleitung zum Transport oder der Fortleitung
verschiedener Arten von Fluiden, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes
Heizmedium, dienen. Sie ist in Längsrichtung in eine Vielzahl von Abschnitten 2A, 2B
und 2C unterteilt. Die Abschnitte 2A bis 2C entsprechen den jeweiligen
Instandhaltungsabschnitten beispielsweise einer Rohrleitung oder den entsprechenden
Räumen in einer Fabrik oder einem Gebäude. Demzufolge entsprechen die Grenzen
(Abschnittsgrenzen) 3A und 3B zwischen den Abschnitten 2A bis 2C den Grenzen
zwischen benachbarten Instandhaltungsabschnitten oder Wänden zwischen benachbarten
Räumen. Ein Bereich vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3A einschließlich
ihrer beiden Seiten und ein Bereich vorgegebener Länge mit der Abschnittsgrenze 3B
einschließlich ihrer beiden Seiten werden als Grenzbereiche 4A und 4B definiert.
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Eine Lichtleitfaser 5 ist entlang der ganzen Länge einer Fluidleitung 1 verlegt. Die
Lichtleitfaser 5 ist an eine Temperatursensor-Verarbeitungseinheit 6 vom Verteilungstyp
angeschlossen, die ihrerseits an einen Zentralrechner 9 angeschlossen ist. Die
Lichtleitfaser 5 ist iii einem Teil ihrer Längserstreckung und zwar im Mittelteil des
Grenzbereichs 4B zu einer Schleife gelegt, d.h. der Grenzabschnitt 3B ist der Teil, wo
ein Überschußbereich 61 ausgebildet ist. In gleicher Weise ist die Lichtleitfaser 5 in
einem Teil ihrer Längserstreckung und zwar im Mittelteil des Grenzbereichs 4B zu einer
Schleife gelegt, d.h. der Grenzabschuitt 3B ist der Teil, wo ein Überschußbereich 62
ausgebildet ist. Die zu einer Schleife gelegten Bereiche 61 und 62 haben alle einen
Abstand von der Fluidleitung 1.
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Der Aufbau der an die Lichtleitfaser 5 angeschlossenen Temperatursensor-
Verarbeitungseinheit 6 vom Verteilungstyp gleicht der normalen Ausführung und ist
normalerweise so ausgeführt, wie er in Figur 13 dargestellt ist. Im einzeluen sendet die
Verarbeitungseinheit 6 Laserlichtimpulse als in die Lichtleitfaser 5 einfallendes Licht
aus, trennt das von der Lichtleitfaser 5 zurückkommende Raman-Rückstreulicht ab, führt
die lichtelektrische Wandlung des Raman-Rückstreulichts durch, verstärkt und bildet den
Mittelwert der Lichtsignale. Wie in Figur 13 dargestellt ist, umfaßt die
Verarbeitungseinheit 6 eine Laserlichtquelle 10 zum Erzeugen der in die Lichtleitfaser 5
einfallenden Laserlichtimpulse, eine Treiberschaltung 11 zum Ansteuern der
Laserlichtquelle 10, eine Verzweigungseinheit 12 zum Abtrennen des Raman-Streulichts
vom aus der Lichtleitfaser 5 austretendem reflektierten Streulicht, ein Begrenzungsfilter
13, um die Lichtkomponenten im Raman-Streulicht mit Ausnahme des Raman-Lichts
zurückzuhalten, einen Photodetektor 14, um das aus dem Begrenzungsfilter 13
austretende Raman-Streulicht in ein elektrisches Signal umzuwandeln, einen Verstärker
15 zum Verstärken des elektrischen Signals aus dem Photodetektor 14 und eine
Mittelwertschaltung 16 zur Verbesserung des Signal-Rauseh-Verhältnisses des
elektrischen Signals. Das Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 6 (das Ausgangssignal
der Mittelwertschaltung 16) wird dem Zentralrechner 9 zugeführt und ein Steuersignal
vom Zentralrechner 9 wird der Verarbeitungseinheit 6 zugeführt. Der Zentralrechner 9
berechnet aus dem Ausgangssignal der Verarbeitungseinheit 6 die Temperaturverteilung
in Längsrichtung der Lichtleitfaser 5 sowie die Lage der Temperaturspitze, d.h. die Lage
der Spitze eines Temperaturanstieges oder eines Temperaturabfalles. Weil zu diesem
Zeitpunkt, wie oben beschrieben, die beiden Überschußbereiche 61 und 62 im
Mittelbereich der Grenzbereiche 4A und 4B ausgebildet sind, d.h. an den
Abschnittsgrenzen 3A und 3B, verarbeitet der Zentralrechner 9, der im voraus die
Längendaten der Überschußbereiche 61 und 62 gespeichert hat, zu diesem Zeitpunkt die
Daten der Signale aus der Lichtleitfaser 5, wodurch der Ort der Temperaturspitze genau
erhalten wird, d.h. der Ort des Auftretens der Temperaturunregelmäßigkeit, und es kann
genau festgestellt werden, welcher Seite von der Mitte der Grenzbereiche 4A und 4B
(Abschnittsgrenzen 3A und 3B) sie zuzuordnen sind. Wenn beispielsweise die
Temperaturspitze auf der rechten Seite (auf der Seite des Instandhaltungsabschnittes 2B)
der Abschnittsgrenze 3A in der Mitte des Grenzbereiches 4A auftritt, kann er genau
feststellen, daß sich die Lage P der Temperaturspitze auf der rechten Seite des
Überschußbereiches 61 der Lichtleitfaser 5 befindet.
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Es wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eines Fluids mit
niedriger Temperatur, wie beispielsweise verflüssigtes Erdgas, ist. Wenn es infolge
Bruch, Beschädigung oder Zerstörung des Rohres zu einem Austreten oder Ausströmen
des Fluids mit niedriger Temperatur kommt, wird eine durch das Austreten oder
Ausströmen verursachte Absenkung der Umgebungstemperatur durch die Lichtleitfaser 5
festgestellt. Speziell, wenn der Ort des Auftretens der Störung in der Nachbarschaft der
einen oder anderen Abschnittsgrenze 3A oder 3B liegt, dann kann die Lage der
Temperaturabfallspitze in bezug auf diese Abschnittsgrenze, d.h. der Ort des Auftretens
der Störung genau festgestellt werden. Wenn die Abschnitte 2A bis 2C für Zwecke der
Instandhaltung festgelegte Abschnitte (Instandhaltungsabschnitte) sind, kann schnell und
genau festgestellt werden, zu welchem Instandhaltungsabschnitt der Ort des Auftretens
der Störung gehört, so daß die Reparatur schnell und reibungslos ausgeführt werden
kann.
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Nun wird angenommen, daß die Fluidleitung 1 ein Rohr zum Transport eines Fluids mit
hoher Temperatur, wie beispielsweise Heißdampf oder ein anderes Heizmedium, ist.
Wenn es infolge Bruch des Rohres oder dergleichen zum Austreten des Fluids mit hoher
Temperatur kommt, wird die Umgebungstemperatur am Ort des Auftretens der Störung
erhöht und durch irgendeinen Bereich der Lichtleitfaser 5 festgestellt. Speziell, wenn der
Ort des Auftretens der Störung in der Nachbarschaft der einen oder anderen
Abschnittsgrenze 3A oder 3B im Grenzbereich unter Einschluß der Abschnittsgrenzen
liegt, so kann die Lage der Temperaturerhöhungsspitze in Bezug auf diese
Abschnittsgrenze, d.h. der Ort, dem die Störung zuzuordnen ist, genau bestimmt
werden. Wenn die Abschnitte 2A bis 2C so festgelegt sind, daß sie Räumen in einer
Fabrik oder einem Gebäude entsprechen, kann schnell und genau festgestellt werden, in
welchem Raum die Störung auftritt, so daß die Reparatur schnell und reibungslos
ausgeführt werden kann.
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Figur 15 zeigt eine Abwandlung der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Bei der Ausführungsform von Figur 15 sind schleifenförmige Randabschnitte
61A, 61B; 62A, 62B an Stellen ausgebildet, welche den beiden Enden der Grenzbereiche
4A und 4B auf einer Lichtleitfaser 5 entsprechen.
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Bei dieser Abwandlung kann beim Auftreten einer Temperaturspitze in der
Nachbarschaft der Grenzbereiche 4A und 4B genau festgestellt werden, welcher Seite
innerhalb oder außerhalb der Grenzbereiche 4A und 4B die Lage der Temperaturspitze
zuzuordnen ist. Figur 16 zeigt die Verhältnisse in Längsrichtung der Lichtleitfaser
aufgetragen, wenn die Temperaturspitze P innerhalb des Grenzbereichs 4A liegt, sowie
die festgestellte Temperatur.
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Bei den Abwandlungen nach den Figuren 15 und 16 kann bei einem Rohrnetz, das zu
den jeweiligen Räumen beispielsweise einer Fabrik oder eines Gebäudes führt und die
Wanddicke zwischen angrenzenden Räumen in den Grenzbereich gelegt wird, genau
festgestellt werden, wo die Temperaturunregelmäßigkeit infolge des Austretens oder
Ausströmens des Fluids aus dem Rohrnetz innerhalb einer Wand (im Grenzbereich) oder
außerhalb einer Wand (außerhalb des Grenzbereichs) zuzuordnen ist.
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Figur 17 zeigt eine weitere Abwandlung als Kombination der Ausführungsform von
Figur 12 mit der Abwandlung nach Figur 15. In diesem Falle werden in drei Bereichen
und zwar an beiden Enden der Grenzbereiche 4A und 4B sowie in der Mitte
(Abschnittsgrenzen 3A und 3B) einer Lichtleitfaser 5 langgestreckte Überschußbereiche
61, 61A, 61B; 62, 62A und 62B ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform kann wegen
des Vorhandenseins der Überschußbereiche 61 und 62 einfach und genau festgestellt
werden, ob die Lage der Temperaturspitze der rechten oder der linken Seite der
Abschnittsgrenzen zuzuordnen ist, und wegen des Vorhandenseins der
Überschußbereiche 61A, 61B; 62A, 62B kann zugleich einfach und genau festgestellt
werden, welchem Innenraum der Grenzbereiche 4A und 4B die Lage der
Temperaturspitze zuzuordnen ist.
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Bei der Ausführungsform von Figur 12 und den Abwandlungen der Figuren 15 und 17
ist die konkrete Anbringung der Lichtleitfaser 5 an der Fluidleitung 1 beliebig.
Beispielsweise kann die Lichtleitfaser 5 durch eine geeignete Haltevorrichtung geradlinig
in Längsrichtung der Fluidleitung 1 gehalten werden oder sie wird in einer
Schraubenlinie um die Fluidleitung 1 gewickelt.
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Mit der Temperaturunregelmäßigkeits-Detektoranordnung für eine Fluidleitung nach der
vorliegenden Erfindung ist der Ort des Auftretens einer Temperaturunregelmäßigkeit
infolge des Austritts oder des Ausströmens des Fluids aus dem Rohr feststellbar, indem
die Lichtleitfaser als Temperaturdetektor eines Raman-Streuungs-Temperatursensors vom
Verteilungstyp entlang der Fluidleitung verlegt ist, und der jeweilige Überschußteil der
Lichtleitfaser in Längsrichtung der Fluidleitung zumindest an einem Teil derselben in der
Nachbarschaft des Grenzbereiches ausgebildet ist. Daher ist die Feststellungsgenauigkeit
der Lage der Temperaturspitze, d.h. der Ort des Auftretens einer Störung wie
beispielsweise des Austretens oder Ausströmens des Fluids im Bereich des
Überschußteiles, hoch, und demzufolge kann einfach festgestellt werden, in welchem der
aneinander angrenzenden Abschnitte die Störung auftritt.