Was bedeutet Korrelation und wie findet man durch Korrelation ein Wasserleck?

In der Wasserleckortung beschreibt Korrelation das Messen der Laufzeitdifferenz von Schallwellen über Mikrofone. Austretendes Wasser oder Druckluft einer defekten Rohrleitung erzeugt ein Geräusch. Die dabei erzeugten Schallwellen breiten sich in der Rohrleitung mit einer bestimmten Geschwindigkeit in beide Richtungen aus.

Die Grundlagen der Korrelation - Parameter für eine Messung - Formel

Formel Korrelation
  • D = Entfernung zum Leck
  • L = Gesamtstrecke, Leitungslänge zwischen den Messpunkten, kann mit einem Laufrad nachgemessen werden
  • v = Schallgeschwindigkeit in m/s, Wert beruht meist auf Erfahrungswerten
  • Die (Lauf-) Zeitdifferenz T wird gemessen in Millisekunde (ms).

Zwei Mikrofone (Sensoren) können an die undichte Leitung angeschlossen werden, z.B. an einen Hydrant oder Schieber. Sie erfassen das Geräusch, dass das ausströmende Wasser oder die Druckluft erzeugt, und übertragen es an den Korrelator.

Video mit Beispieldaten

Die optimalen Bedingungen für die Berechnung des Korrelators

Die vermutete Leckstelle muss sich zwischen den beiden Mikrofonen befinden und die Länge der Wasserleitung zwischen den Mikrofonen muss bekannt sein. Der Korrelator misst die Differenz aus zwei Zeitpunkten, Ankunft des Geräusches bei Sensor 1 und Ankunft des Geräusches bei Sensor 2. Das heißt die Zeit wird gemessen, die der Schall jeweils benötigt, um bei dem Mikrofon anzukommen. Geschwindigkeit und Laufzeitdifferenz sind die Größen, die zur Berechnung der genauen Position der Leckstelle erforderlich sind.

Schaubild mit Beispieldaten

Hinweis: Sollte als Ergebnis L/2 angezeigt werden, dann ist der Laufzeitunterschied 0 und das Leck ist genau in der Mitte der Messstrecke.

Was ist zu beachten?

Bei metallischen Rohren ist eine weitere Entfernung der Mikrofone möglich, als bei Kunststoffrohren. Das hängt damit zusammen, dass der Schall sich in metallischen Leitungen besser ausbreiten kann, als in Kunststoffleitungen. Es gilt also: bei Kunststoff kurze Entfernungen der Mikrofone wählen, bei metallischen Leitungen können die Mikrofone über eine längere Entfernung eingesetzt werden.

Was geschieht, wenn sich die Leckstelle außerhalb unserer Messstrecke befindet? – Dazu mehr in unserem nächsten Blogbeitrag …