DD210347A1

DD210347A1 - Verfahren zur ortung von leckagen durch schallemissionsanalyse

Info

Publication number: DD210347A1
Application number: DD24358182A
Authority: DD
Inventors: Heinz Foerster
Original assignee: Ve Kom Kernkraftwerke B Leusch
Priority date: 1982-09-29
Filing date: 1982-09-29
Publication date: 1984-06-06

Abstract

Die Erfindung hat zum Ziel, die Korrelationsanalyse fuer die Laufzeitbestimmung von Koerperschall-Leckgeraeuschen und anderen kontinuierlichen Signalen, deren Leistungsdichtespektrum durch Resonanzstellen gepraegt bzw. stark frequenzabhaengig ist, anwendbar zu machen. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass fuer die Bildung der Korrelationsfunktion nur ein schmaler Frequenzbereich der Signale verwendet wird. Zur Ermittlung der Signallaufzeitdifferenz werden entweder die Huellkurve der so gebildeten Kreuzkorrelationsfunktion, ihre ueber einen kleinen Bereich der Zeitverschiebung gebildeten Mittelwerte (Effektivwerte), die nach Frequenzumsetzung oder die nach Winkeldemodulation der Signale gebildete Kreuzkorrelationsfunktion ausgewertet. Die Erfindung wird angewendet bei der Lokalisierung von Leckagen und anderen Koerperschallquellen an Druck- oder Vakuumgefaessen von Kernkraftwerks-, Chemieanlagen usw.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Ortung von Leckagen durch Scha.llemissionsanaljrse

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ortung von Leckagen und anderen-KörperSchallquellen an-Behältern", '.Rohrleitungen, .Armaturen-..us??, durch Schallemissionsanalyse,. Die. Anwendung ist möglich an Anlagen, die betriebsmäßig oder während der Prüfung unter Druck oder Vakuum stehen. Die Anwendung ist zweckmäßig z. B. an Kernkraftwerksanlagen, Chemieanlagen usw.

Gharal-rceristil? der-bekannten technischen Lösungen· "

Ss ist bekannt, TJüdichtheiten an Druck- oder Vakuumanlagen durch Messen der Aus- oder Einstromgeräusche im Schall- oder

ültraschallbereich zu ermitteln. Als vorteilhaft ist besonders die Körperultraschallmessung anzusehen, weil dabei eine 'Frequenzselektion der Leckgeräusche vom Störuntergrund erfolgen kann. Nachteilig ist jedoch, daß die mit Körperschal !wandlern gemessenen Lecksignale unter anderem durch die Übertragungscharakteristik der ^T«andler und der gesamten Anlage, die Eigenschaften des strömenden Mediums sowie' die geometrische Form der Lecks so beeinflußt werden, daß , ihre Autokorreiationsfunktionen bzw. die Kreuzkorrelationsfunktionen zwischen verschiedenen Wandlerausgangssignalen zahlreiche Extremwerte aufweisen. Aus diesem Grunde wurde bisher das Verfahren der Laufzeitbestimmung durch Korrelationsanalyse als ungeeignet für die Lokalisierung von Lecks angesehen (3acegov u. a.: Ul'trazvukovoj Teceiskatel¹ -

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"Defektoskopiä" (1978) 4, S. 33 - 36). Die Orte von Leckagen werden bisher näherungsweise aus den Signalaniplituden an verschiedenen Körperschallaufnehmern unter Berücksichtigung der abstandsabhängigen SignalSchwächung abgeschätzt. Da die Schwächung aber auch durch Streuung und !Reflexion der Schallwellen an Flanschen, Stutzen, Querschnittsänderungen und anderen Diskontinuitäten beeinflußt wird, entstehen dabei Meßfehler. Direkte Lauf ze itmeßverf ahren,. wie sie sich z. B. b.ei der Lokalisierung von B'urs.temissions- quellen bewährt haben, können bisher auf Leckgeräusche praktisch nur dann angewendet werden, wenn der Moment des Leckdurchbruches erfaßt wird. Häufig sind Lecks an Druck- oder Vakuumanlage!! jedoch von vornherein vorhanden und vergrößern sich nur langsam..

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die angeführten Nachteile der bekannten technischen:'Lösungen zu., beseitigen, insbesondere die Zuverlässigkeit, Genauigkeit und:Empfindlichkeit bei der Bestimmung des Leckortes zu vergrößern.

Darlegung des Wesens der Erfindung .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dessen Anwendung die vorstehend genannten Ziele- erreicht ~ werden. Diese Auf gabe^: -wird dadurch" ge-löst, daß von den Meßgrößen zunächst Bandpaßsignale ausgeblendet' werden, ' deren Frequenzbereich so zu. wählen ist, daß das Leistungsdichtespektrum S(f) der Signale durch eine Gleichung'

S(I) = S₀Cf - f_m) + 3₀(f + f_m) mit -S₉Cf) = O für /f/ 4 f_m

näherungsweise beschrieben werden kann. In bekannter Weise wird die Laufzeitdifferenz der KÖrperschallwellen von der Quelle zu verschiedenen Meßaufnehmern bestimmt entweder aus der Hüllkurve der Kreuzkorrelationsfunktion die-

ser Signale, aus dem über einen kleinen Bereich der Zeitvers chiebung gebildeten quadratischen Mittelwert der Kreuzkorrelationsfunktion oder aus der Kreuzkorrelationsfunktion, die nach Umsetzung dieser Signale in.den Bereich um die Frequenz f_m = 0 durch Multiplikation mit. einer Heferenz-Sinusspannung und anschließende Tiefpaßfilterung. oder durch Winkeldemodulation gebildet wird.

Aus der Laufzeitdifferens kann nach bekannten Methoden aui den Ort der Körperschallquelle geschlossen werden.

Claims

Srf indungsanspr ucii

1. Verfahren zur Ortung von Leckagen und anderen Körperschallquellen durch Schallemissionsanalyse, wobei' die Laufzeit der Signale'durch Korrelationsanalyse bestimmt wird und die Autokorrelationsfunktion der Signale mehrere Maxima aufweisen kann, gekennzeichnet dadurch, daß ein Frequenzband der Signale mit einem solchen Leistungsdichtespektrum S(f) ausgewertet wird, welches durch eine Gleichung

s(f) = s_o(f - f_m) + s_o(f + f_m)

mit S₀(f). = 0 für /f/ = f_m
naherungsweise beschrieben werden kann.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die HuI!kurve oder der über einen kleinen Bereich der Zeitverschiebung gebildete quadratische Mittelwert der Kreuzkorrelationsfunktion ausgewertet .wird:»
3. Verfahren nach Punkt" T, gekennzeichnet' dadurch, daß' die Kreuzkorrelationsfunktion nach Multiplikation der Bandpaßsignale mit einer Heferenz-Sinusspannung der Bandmittenfrequenz und anschließende Tiefpaßfilterung gebildet und ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Punkt T, gekennzeichnet dadurch, daß die Kreuzkorrelationsfunktion.nach WinkeIdeaodulation der Bandpaßsignale gebildet und ausgewertet wird.