Eskeland Electronics AS

Eskeland Electronics AS Etablert 1993 Adresse: Haugenvn. 10, 1400 Ski Leverandør av: Dataloggere Metalldetektorer Rør og kabelsøkere Lekkasjesøkere Radar for grunnundersøkelser Kurs i ledningsøking og lekkasjesøk Severin Eskeland Daglig leder Jan-Helge Høvset Siving. Marianne Nørstebø Sentralbord & salg Terje Service og support Elektronikkservice

Effektiv lekkasjelokalisering med flerkorrelerende lydloggere En presentasjon av Jan-Helge Høvset, Siving. Eskeland Electronics AS 02.11.2011

Innhold Nedre grense for korrelasjon Introuksjon til flerkorrelerende lydloggere Hvorfor bruke korrelerende lydloggere Flerkorrelerende lydloggere i praksis Noen feilkilder Analyse av data Tips

Korrelasjonsprinsippet L Avstand fra nærmeste sensor til lekkasjen V Lydens forplantingshastighet D Rørlengden mellom sensorer T d Tidsforsinkelsen Formel: D = L + L + V x Td som gir: L D V T d 2

Digital prosessering av korrelasjonsdata Analoge signaler digitaliseres og polariteten sammenlignes for å finne korrelasjon + Tidsforsinkelse Lekkasjestøy 0 Digital signatur - 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 01 1 01 10 1 0 1 01 0 1 10 0 1 01 0 01 10 10 0 1 01 0 01 10 10 0 01 01 10 10 0 1 1 0 Lekkasjestøy fra blå sensor tidsforskyves til venstre

Eksperiment - Nedre grense for korrelasjon Musikk, Handel (20-2500 Hz) Mikses med fremmedstøy

Korrelelasjon med 0% støy

Korrelelasjon med 50% støy

Korrelelasjon med 80% støy

Korrelelasjon med 90% støy 10

Støynivå Hvilken praktisk betydning har dette for lekkasjesøk? Lekkasjestøy Grense for menneskelig hørsel (lyttestav) og tradisjonelle lydloggere (ca 50 %) Ca 90% Bakgrunnsstøy Grense for korrelasjon Ca 10% Rør Avstand Grunn Lekkasje

Støynivå 4 korrelerende Tradisjonell lydloggere lydlogger gir opptil Lekkasjekorrelator 6 korrelasjoner 1 2 3 4 Ventiltopp/hydrant Lekkasjestøy Bakgrunnsstøy Avstand Rør Grunn Lekkasje

Hva er korrelerende lydloggere? En flerpunktskorrelator Lekkasjesøk over et større område samtidig Loggeren kan settes ut på dagen, og hentes inn morgenen etter (minimerer nattarbeid) Flere mulige lekkasjer kan lokaliseres og rapporteres

Hvorfor benytte korrelerende loggere? Kan korrelerer på natten når fremmedstøyen er lavere og ledningstrykket høyest Flere korreleringer hver natt gjør det enklere å skille forbruk fra lekkasjer Finner lekkasjer der tradisjonelle korrelatorer ikke gir resultat Lyden lagres digitalt i logger og eliminerer behovet for radiooverføring som kan introdusere støy i systemet. Lydfilene lagres på PC og kan når som helst hentes frem for rekorrelering med nye filterinnstillinger eller nye rørmaterialer. Trafikkvennlig, da kummen kan lukkes så snart loggeren er plassert på røret

Flerpunktskorrelering i praksis 2 Alle sensorene korrelerer mot hverandre Opptil 28 korrelasjoner med 8 loggere 1 3 4 6 8 800m 5 7

Utplassering av loggere Det er helt avgjørende for resultatet at loggernes posisjoner angis korrekt En god praksis er å markere loggernummer og posisjon på kart, og notere avstanden mellom loggerne. A01 Hydrant 193.2m 63.1m A02 Hydrant A03 Ventil 4m 183.5m A04 Ventil Rørlengder må angis nøyaktig. Bruk målehjul for å måle opp trasé om nødvendig. Alle avstander noteres og legges inn i programvaren. Sid nummer eller annen ID kan også lagres.

Fordeler med krysskorrelering Mulige feilkilder kan enklere avsløres med flere sensorer Korrelasjonstopp Rød sender flyttes, på topp utsiden på utsiden av blå sensor av rød sensor Korrelasjonstopp Rød sender flyttes, 53 topp m fra i blå rød sensor 800m

Fordeler med samtidig krysskorrelasjon 5 sensorer = 10 korrelasjoner Korrelasjonstopp 49 m fra sensor nr. 5 1 2 PVC 4 5 Korrelasjonstopp 53 53 m m fra fra sensor rød sensor nr. 5 800m 3

Feilkilder - lekkasjen anvises ikke i rett posisjon Feil i innlagt rørlengde eller rørmateriale Avvik mellom faktisk hastighet og innlagt hastighet (tabell hastighet) for innlagt rørmateriale Lekkasjer som anvises i nærheten av anborring/kryss kan befinne seg på stikkledning/tilstøtende rør Rørstrekk med flere forskjellige materialer introduserer større feilmargin

Sammensatt rørmaterial 21 6 m innskjøtet PVC flytter korrelasjonstoppen 4 m

Avvik ved forskjellige tidsforsinkelser TD Posisjon SJG (m) Posisjon med 6m 6 m PVC (m) Avvik (m) 0 119 122,9 3,9 10 112,9 116,8 3,9 50 88,5 92,4 3,9 100 58 61,9 3,9 150 27,5 31,4 3,9 195,1 0 3,9 3,9 L AVIK V RØR T 2 d _ AVIK

Fakta om sammensatt rørmaterial Avvik i lekkasjeposisjon øker med: forskjellen i lydhastigheten på røret og innskjøtet rør lengden på innskjøtet rørmaterial Posisjonen for innskjøtet rørmaterial påvirker ikke posisjonen for lekkasjeanvisningen

Sammensatt rørmaterial Eternitt/PVC Feil rørdata med 50 m eternitt i stedet for PVC flytter korrelasjonstoppen hele 22 m

Korrelatorutslag nære en sensor Tabellhastighet 1160 m/s Målt til 1199 m/s Korrigering av lydhastigheten har flyttet lekkasjen utenfor målområdet

Rørstrekk med tilstøtende rør 27 Sender D Sender Sensor Sensor Armatur Armatur L L VxT Lekkasje Korrelatoren vil indikere lekkasjen i tilstøtingspunktet (dersom D og V er korrekt) Man kan lett forledes til å stole på indikasjoner som ligger noen meter inntil tilstøtingspunkter og anborringer Sensor kan flyttes til det tilstøtende røret for å kontrollere, eller det kan benyttes tre sensorer

Lydsvake lekkasjer De mest krevende situasjonene Plastledninger Stor rørdiameter Lange strekk Lavt ledningstrykk Mye fremmedstøy Bruk hydrofoner om mulig Korreler på natten med hydrofoner om mulig

Hydrofoner Hydrofoner kan også benyttes med enkelte flekorrelerende systemer Benyttes på lydsvake lekkasjer der mikrofoner ikke har gitt resultat: Rør av lyddødt materiale Rør med større diameter Lange rørstrekk Frekvensområde for hydrofoner: 2.5-1300 Hz (mikrofoner: 6 Hz 2500 Hz)

Tilkobling av hydrofoner 31 Ved montering via brannventil bør enhalset brannstender benyttes for å sikre lufting 1. Sørg for at hydrofonen og pakningen er rengjort i henhold til forskrifter 2. Sørg for at hydranten og lufteventilen er stengt 3. Monter overgang om nødvendig 6. Åpne lufteventilen forsiktig og steng når luften er ute 4. Monter hydrofonelementet 5. Åpne hydranten forsiktig

Fordeler og ulemper + Hydrofoner er mer følsomme for lavfrekvente lekkasjelyder + Hydrofoner er mindre følsomme for vær, vind og lyder på overflaten, siden sensoren er senket ned i vann - Få tilkoblingsmuligheter - Tidkrevende montering - Alle koblinger må være tette

Eksempler på bruk av hydrofoner med korrelerende lydloggere på hovedledninger 800 mm støpejernsledning på 544 m Viser også utslag utenfor målområdet

Eksempel 2 900 mm betongledning på 402 m

Eksempel 3 35 800 mm støpejernsledning på 267 m London, Storbritania

Hvordan utføre mirakler på lydsvake lekkasjer med: Filtrering Frekvensanalyse Undertrykkelse

Litt om filtrering Benyttes for å fjerne bakgrunnsstøy og fremmedstøy, dersom standardfilteret ikke finner lekkasjen Standardfilteret finner de fleste lekkasjer på metallrør Koherensanalyse viser frekvensområdet til lekkasjen og gjør det lettere å velge rett filter Eksperimentering kan være nødvendig for å finne rett filter under vanskelige forhold Digitale lydfiler kan deles med andre for hjelp til filtrering (epost, ftp, yousendit.com, Teamviewer)

Eksempel lavfrekvent lekkasjelyd Filter: 24-249 Hz Lekkasje på duktil ledning, 300 og 500 mm i diameter. Lengde 1017 m (Haugesund)

Samme eksempel, men med annet filter Filter: 250-2000 Hz Ingen korrelasjonstopp for 250 2000 Hz

Frekvensanalyse - koherens 41 Viser Kontroller graden også av det felleslyd øvre spektret fra begge med sensorene koherens, da dette representerer direktelyden Velg filter i området med størst koherens

Smalbåndsfiltrering Hydrofoner med standardfilter 3-250 Hz på 160 mm PVC ledning. Lengde 415 m Med enkelte korrelatorsystemer er det mulig å definere egne smalbåndsfilter Velg beste smalbåndsfilter, eller sett filter etter koherensen

Utelatefunksjon Brukes til å undertrykke uønskede topper i korrelasjonsberegningen Aktiver innstilling og velg område som skal undertrykkes Mulig lekkasje kommer til syne 128,9 m fra sensor 2

Utelatefunksjon Brukes til å undertrykke uønskede topper i korrelasjonsberegningen Aktiver innstilling og velg område som skal undertrykkes Mulig lekkasje kommer til syne 128,9 m fra sensor 2

Analyse av tidsperioder en eller to lekkasjer? Toppen til høyre er lekkasje og den til venstre forbruk

Analyse - lekkasje? 20 Det finnes andre forstyrrende lydkilder Varmepumper Trafostasjoner Reduksjonsventiler Tapping fra fabrikk, forbruk Støy fra maskiner Støy fra pumpe Støy fra turbulens i T kobling/bend

Tips på veien Annleggsflater for mikrofoner må rengjøres Gjør deg kjent med forholdene - Bruk ledningskart! Prøv hydrofoner på lydsvake lekkasjer Bruk 10% regel for målinger i ytterkant! Bruk hodetelefonene for å sjekke at lyd blir fanget opp av systemet og for å høre hvilken type lyd Bruk marklytter eller Hydrogenmetoden for å bekrefte korrelasjonsresultatet Fjern støykilder om mulig, flytt sensorer, juster filter, mål lydhastigheten, gjør nattmåling, øk trykket

Takk for oppmerksomheten Du finner mer informasjon på våre nettsider