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Dokumentenidentifikation DE102006028421A1 27.12.2007
Titel Verfahren und Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen
Anmelder UST Umweltsensortechnik GmbH, 98716 Geschwenda, DE
Erfinder Kiesewetter, Olaf, Dr., 98716 Geschwenda, DE;
Ewert, Anatolij, 98693 Ilmenau, DE;
Kittelmann, Sven, 99326 Stadtilm, DE
Vertreter Patentanwälte Liedtke & Partner, 99096 Erfurt
DE-Anmeldedatum 21.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028421
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse F17D 5/06(2006.01)A, F, I, 20060621, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01F 38/14(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   H02J 17/00(2006.01)A, L, I, 20060621, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen mittels Sensoren Störungen an erdverlegten Rohrleitungen erkannt werden können, ohne dass eine leitende Verbindung zu diesen Sensoren erforderlich ist und die Sensoren mit geringem Aufwand bei der Rohrverlegung angebracht werden können.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, bei dem die Überwachungsleitungen mit einem hochfrequenten Strom beaufschlagt werden, der einen Sensor versorgt, wobei dieser Sensor über ein elektrisches oder magnetisches Feld ohne direkten Kontakt zum Sensor übertragen wird und das Signal vom Sensor zu einer zentralen Station ebenfalls mit diesem Feld übertragen wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind.

Erdverlegte Rohrleitungen werden in zahlreichen Applikationen verwendet. So werden Strom, Wasser, Abwasser sowie Gase in vielen Bereichen unterirdisch transportiert. Um sicherzustellen, dass keine Schäden auftreten oder diese sofort erkannt werden, wird oft mit parallelen elektrisch leitenden Bändern oder Drähten die Unversehrtheit in der Hülle überwacht.

Die elektrisch leitenden Bänder werden hierzu mit Gleichstrom oder Wechselstrom beaufschlagt, und detektieren damit bei Havarien durch Veränderungen der Leitfähigkeit oder Unterbrechungen des Stromes eine Störung. Bei kleinen Schäden zwischen den Leitungen oder in Bereichen der zur Verbindung von Rohrabschnitten verwendeten Muffen können jedoch Leckagen auftreten, die mit solchen Systemen nicht detektierbar sind. Hierzu ist es erforderlich Sensoren zu verwenden, die das Austreten von Flüssigkeiten oder Gasen aus der Rohrleitung erkennen. Hierzu ist es erforderlich, die Sensoren mit elektrischer Energie zu versorgen und die von den Sensoren erfassten Größen auf eine Auswerteeinheit, die sich oberhalb der Erdoberfläche befindet, zu übertragen. Da an einer Rohrleitung eine Vielzahl von Sensoren erfordert und mitunter über lange Strecken geführt werden muss, sollte die Zuführung der Energie vorteilhaft drahtlos erfolgen. Eine Möglichkeit zur drahtlosen Energieübertragung ist in DE 20 2004 016 751 U1 angegeben. Diese Schrift beschreibt einen Transponder zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung zwischen zwei Seiten einer Anordnung, der auch den bidirektionalen Austausch von Informationen erlaubt. Der Transponder enthält auf einer Seite eine Lesespule und auf der anderen Seite eine Transponderspule, wobei die Umgebung der Lesespule aus einem gut elektrisch leitfähigem Material geringer magnetischer Permeabilität besteht und im Bereich der Transponderspule eine Schicht aus einem magnetisch hochpermeablen Material angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit denen mittels Sensoren Störungen an erdverlegten Rohrleitungen erkannt werden können, ohne dass eine leitende Verbindung zu diesen Sensoren erforderlich ist und die Sensoren mit geringem Aufwand bei der Rohrverlegung angebracht werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Verfahren, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale und mit einem Sensor, welcher die in Anspruch 4 angegebenen Merkmale enthält, gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß erfolgt die Detektion der austretenden Medien mit einem Sensor. Da der Betrieb der meisten Sensoren elektrische Energie benötigt, muss diese zugeführt werden. Die Energiezuführung über Kabel hat den Nachteil, dass bei erdverlegten System elektrische Verbindungen vor Ort geschaffen werden müssen, die oft durch Korrosion ausfallen.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Sensor für gasförmige bzw. flüssige Medium verwendet, der in der Erde feuchtigkeitsgeschützt so an erdverlegten Leitungen angebracht ist, dass er über elektrische, dielektrische oder magnetische Felder mit Energie versorgt wird und gleichzeitig einen Datenaustausch mit einer Mutterstation ermöglicht, ohne vorher eine mechanische Verbindung zwischen dem Sensorsystem und der Rohrleitung zu realisieren. Hierzu ist an der Rohrleitung eine spezielle Markierung vorgesehen, an der der Sensor bei der Verlegung angebracht werden muss um eine sichere Funktion zu gewährleisten. Als Sensor wird vorzugsweise ein Sensor verwendet, der die Laufzeit der Schallausbreitung erfasst. Die Verbindung zwischen Rohr und Sensorgehäuse wird vorteilhaft über eine snap-in-Verbindung hergestellt, damit ein optimaler Energietransport gewährleistet ist.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Eine an einem erdverlegten Rohr angebrachte Überwachungsleitung wird mit einem Strom beaufschlagt, der den Sensor über ein physikalisches Feld energetisch versorgt. Die Anordnung enthält einen Sensor, der die Laufzeit der Schallausbreitung auswertet. Die Schallausbreitungsgeschwindigkeit ist abhängig vom jeweiligen Medium, so dass das Austreten von flüssigen oder gasförmigen Stoffen aus der zu überwachenden Rohrleitung in deren Umgebung detektiert werden kann. Der Sensor ist so am Messort angeordnet, dass er austauschbar ist. Hierzu kann eine snap-in-Verbindung am Sensorgehäuse angebracht sein. Vorteilhaft ist es auch, wenn im Rohr ein Hüll- oder Schutzrohr angebracht sein, dessen Ende eine eingespritzte Spule beinhaltet, die mit einer Frequenz von 10-20 kHz beaufschlagt wird. Dadurch wird es möglich, sowohl den Sensor mit Energie zu versorgen, als auch dessen Position zu orten.

Es besteht somit die Möglichkeit auch den Sensor von der Hausanschlussseite her zu wechseln. Hierzu ist der Sensor am Ende eines Kabels befestigt, das vom Durchmesser so gestaltet ist, dass es in das Hüllrohr geschoben werden kann. Zur richtigen Positionierung des Sensors ist an den vorgesehenen Platz eine Marke angebracht. Die Markierung ist durch Farbmarkierungen oder mechanische Kennzeichnungen so gestaltet, dass sie bei den Erdverlegungsarbeiten leicht zu erkennen ist.


Anspruch[de]
Verfahren zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, wobei an den Rohrleitungen elektrische Überwachungsleitungen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsleitungen mit einem hochfrequenten Strom beaufschlagt werden, der einen Sensor versorgt, wobei dieser Strom über ein elektrisches oder magnetisches Feld ohne direkten Kontakt zum Sensor übertragen wird und das Signal vom Sensor zu einer zentralen Station ebenfalls mit diesem Feld übertragen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des hochfrequenten Stroms 10 bis 20 kHz beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor Änderungen der Schalllaufzeit von Gasen auswertet. Sensor zur Erfassung von Defekten an erdverlegten Rohrleitungen für gasförmige oder flüssige Medien, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor feuchtigkeitsgeschützt an erdverlegten Leitungen angebracht ist und über elektrische oder magnetische Felder mit Energie versorgt wird und Mittel enthält, die einen Datenaustausch mit einer Mutterstation ermöglichen. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor mittels einer snap-in-Verbindung zwischen Sensorgehäuse und Rohr befestigt ist. Sensor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor am Messort an einem Hüllrohr austauschbar angeordnet ist. Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohr ein entsprechendes Schutzrohr angeordnet ist, dessen Ende eine eingespritzte Spule beinhaltet, die mit einer Frequenz von 10-20 kHz beaufschlagt wird. Sensor nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein Sensor verwendet wird, der die Laufzeit der Schallausbreitung auswertet.






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