LEOS - Leckageüberwachung, Technische Beschreibung

Diffusionsprinzip

Das physikalische Wirkungsprinzip von LEOS beruht auf einem LEOS-Sensorschlauch, welcher druckdicht ist, für Gase und Dämpfe jedoch permeabel, d.h. nach einer gewissen Diffusionszeit durchlässig.

Der Sensorschlauch wird z.B. längs der zu über- wachenden Rohrleitung verlegt und in periodischen Zyklen mit sauberer Luft gespült. Zwischen den Messzyklen ist der Schlauch drucklos. Gelangt infolge eines Lecks in der Rohrleitung das darin geführte Medium an die Wand des Sensorschlauchs, so diffundiert es nach einer ausreichenden Zeit durch die Schlauchwand und bildet an der Berührungs-stelle im Inneren des Schlauches eine hohe Gaskonzentration. Dies geschieht unabhängig davon, ob das Leckmedium flüssig oder in Dampfform an den Sensorschlauch gelangt - sogar, wenn das Leckmedium im Wasser gelöst ist, welches u. U. den Sensorschlauch umgibt (z.B. wenn Pipeline und Sensorschlauch unterhalb des Grundwasserspiegels oder im Flussbett / Meeresboden verlegt sind). Da der beschriebene Diffusionsvorgang für die meisten chemischen Substanzen abläuft, entsteht während der Diffusionsphase im Inneren des Sensorschlauches eine lang ausgedehnte Gasprobe von der Atmosphäre außerhalb des Schlauches.

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Automatischer Selbsttest des Systems 

Die korrekte Funktion aller LEOS-Komponenten wird bei jeder Messung durch das Testgas integral überprüft. Amplitude und Ankunftszeit des Testpeaks liegen dabei in einem engen Erwartungsbereich („Testpeakfenster").
Bei Abweichungen wird automatisch ein "Systemalarm" gemeldet.

Spezialanwendungen

Zur Erkennung spezieller eventuell toxischer
Gase (z. B. Chlor und Kohlenmonoxid) können die Analysefähigkeiten des LEOS durch Verwendung zusätzlicher Gasanalysegeräte im Messluftstrom flexibel erweitert werden. Da das LEOS-System die bei einer Leckage austretenden Medien in der Gasphase bis direkt zur Messstation transportiert, kann anhand einer Luftprobe vom Ort der Leckage eine umfassende chemische Analyse (Gaschromatographie, etc.) erfolgen.

Periodische Messzyklen

In einstellbaren periodischen Zeitabständen wird nun automatisch diese Luftsäule aus der Schlauchstrecke gespült und an mehreren Gassensoren vorbeigeführt, deren Signale in Abhängigkeit von der Spülzeit aufgezeichnet werden (siehe Abbildung). Gleichzeitig strömt bei diesem Spül vorgang am anderen Ende der Schlauchstrecke gefilterte Luft in den Schlauch, um diesen für die nächste Diffusionsphase mit frischer Luft zu füllen.

Leckortung

Beim Durchlauf der Dampfwolke von der Leckstelle durch die Messstation liefern deren Sensoren einen erkennbaren Signalanstieg (Leckagepeak), welcher bei Überschreiten einer Alarmschwelle einen „Leckalarm" auslöst. Zusätzlich wird vor jedem Spülvorgang eine geringe Testgasmenge (Wasserstoff, Butan.Prüfgas, etc.) am Schlaucheinlass zudosiert und mit der Luft durch die gesamte Schlauchstrecke transportiert. Der dadurch entstehende sog. „Test-peak" wird von den Gassensoren ebenfalls erfasst und markiert mit seiner Durchlaufzeit die Gesamtlänge der Schlauchstrecke. Aus den Laufzeiten von Testpeak und Leckagepeak, sowie der Strömungsgeschwindigkeit der Luft, wird der Ort der Leckage entlang der Schlauchstrecke (und damit auch auf dem Trassenplan z.B. der Pipeline) genau berechnet.