DE10039229A1 - Vorrichtung zum Messen und/oder Überwachen von Parametern eines Mediums, insbesondere von Parametern des Wassers in einem Binnen-oder Außengewässer - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Messen und/oder Überwachen von Parametern eines Mediums, insbesondere von Parametern des Wassers in einem Binnen- oder Außengewässer, umfassend wenigstens einen mit dem Medium in dessen Parameter messenden Kontakt befindlichem Meßkörper und umfassend wenigstens eine Auswerteeinrichtung für mit dem Meßkörper gemessene Parameter, ist vorgesehen, daß der Meßkörper und die Auswerteeinrichtung über zumindest eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung miteinander in datenübertragender Weise verknüpft sind. DOLLAR A Diese Vorrichtung ermöglicht eine unmittelbare umfassende Auswertung von mit dem Meßkörper gemessenen Parametern durch die Auswerteeinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und/oder Überwachen von Parametern eines Mediums, insbesondere von Parametern des Wassers in einem Binnen- oder Außengewässer, umfassend wenigstens einen mit dem Medium in dessen Parameter messenden Kontakt befindlichem Meßkörper und umfassend wenigstens eine Auswerteeinrichtung für mit dem Meßkörper gemessene Parameter.

Das Überwachen von Parametern eines Mediums ist häufig zur Ausschließung von Gefahren oder Umweltschäden erforderlich. Beispielsweise wird regelmäßig das Wasser in der Nähe von Badestellen auf Verunreinigungen untersucht, um eine Badequalität zu gewährleisten. Entsprechende Untersuchungen werden auch auf dem offenen Meer beispielsweise im Verlauf von internationalen Schiffahrtswegen durchgeführt, um Umwelt­ schäden aufzuspüren und deren Verursacher haftbar zu machen.

Für eine derartige Überwachung des Wassers oder für entsprechende Überwachungen von Gasen oder Feststoffen, ist es erforderlich, bestimmte Parameter des Mediums zu messen. Diese Parameter sind beispielsweise der organische Kohlenstoffgehalt, der Ammoniakgehalt, die Dichte, die Konzentration von Schwebstoffen, der ph-Wert, die Farbe, die Trübheit, Leitfähigkeit und Temperatur. Die Parameter werden mit Hilfe eines Meßkörpers, der mit dem Medium, dessen Parameter gemessen werden sollen, in direktem Kontakt steht, gemessen. Zur Auswertung der gemessenen Parameter ist eine Auswerteeinrichtung erforderlich, die auf geeignete Weise die gemessenen Parameter in anzeigbare bzw. verwertbare Werte umsetzt.

Bei einer bekannten Vorrichtung ist der Meßkörper als in eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser in Ufernähe, einsetzbarer Schwimmkörper ausgebildet, der über eine Kabelverbindung mit einer an Land befindlichen Auswerteeinrichtung verknüpft ist. Die Kabelverbindung ist zwar geeignet, die gemessenen Parametern an die Auswerteeinrichtung zu übertragen, jedoch beschränkt sie den Einsatzbereich des Schwimmkörpers räumlich. Es ist nicht möglich, ein unendlich langes Kabel mitzuführen, um einen großen Abstand des Meßkörpers vom Ufer zu realisieren. Aufgrund der endlichen Kabellänge ist es erforderlich, die Auswerteeinrichtung auf einem Schiff zu installieren, wenn der Schwimmkörper in einem räumlichen Bereich eingesetzt werden soll, der weit vom Ufer entfernt ist. Dadurch entstehen hohe Kosten. Durch die Installation der Auswerteeinrichtung auf einem Schiff ist die Ausgestaltung dieser Auswerteeinrichtung zudem begrenzt, da die Tragfähigkeit jedes Schiffes begrenzt ist. Häufig ist daher eine Zwischenspeicherung von gemessenen Parametern erforderlich, die an Land gebracht werden müssen und dort einer weiteren Auswertung zugeführt werden. Die Auswertung der gemessenen Parameter wird durch diese Zwischenspeicherung auf nachteilige Weise verzögert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die eine unmittelbare umfassende Auswertung von mit dem Meßkörper gemessenen Parametern ermöglicht.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßkörper und die Auswerteeinrichtung über zumindestens eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung miteinander in datenübertragender Weise verknüpft sind.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind der Meßkörper und die Auswerteeinrichtung nicht über ein Kabel miteinander in datenübertragender Weise verbunden. Die mit dem Einsatz des Kabels verbundenen Nachteile treten somit nicht auf. Auf vorteilhafte Weise kann der Meßkörper in räumlicher Unabhängigkeit von der Auswerteeinrichtung eingesetzt werden, wenn gewährleistet ist, daß die drahtlose Übertragungseinrichtung Meßkörper und Auswerteeinrichtung miteinander verknüpft.

Der Meßkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ohne Rücksicht auf den Standort der Auswerteeinrichtung eingesetzt werden. Der Meßkörper ist somit mobil ausbildbar und über einen großen räumlichen Bereich einsetzbar. Beispielsweise kann der Meßkörper in einem offenen Meer in großem Abstand zur Küstenlinie angeordnet sein. In gleicher Weise kann der Meßkörper in einem Binnengewässer, beispielsweise in einem Fluß, eingesetzt werden, wobei auch eine den Meßkörper gegebenenfalls mitführende Flußströmung seinen Einsatz nicht behindert.

Die Auswerteeinrichtung, die mit dem Meßkörper über eine drahtlose Verbindung kommuniziert, ist an Land angeordnet. Diese Anordnung kann mit Vorteil ortsfest ausgebildet sein, so daß die Auswerteeinrichtung beispielsweise einem Universitätsinstitut fest zugeordnet ist. Die Auswerteein­ richtung kann Auswerteeinheiten für eine Vielzahl von Parametern, die mit dem Meßkörper gemessen werden, umfassen. Das Hinzufügen weiterer Auswerteeinheiten zu dieser Auswerteeinrichtung ist problemlos möglich. Eine örtliche Verlagerung der Auswerteeinrichtung ist vorteilhaft in keinem Fall erforderlich, auch dann nicht, wenn der Meßkörper an verschiedenen Orten eingesetzt wird. Durch die drahtlose Datenübertragungseinrichtung ist gewährleistet, daß eine Verbindung zwischen Meßkörper und Auswerteeinrichtung unabhängig von dem Ort des Meßkörpers herstellbar ist.

Voraussetzung dafür ist, daß die drahtlose Datenübertragungseinrichtung Meßkörper und Auswerteeinrichtung miteinander verbindet. Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist die drahtlose Datenübertragungseinrichtung als Funkeinrichtung ausgebildet, wobei dem Meßkörper wenigstens ein Funksender zugeordnet ist und wobei der Auswerteeinrichtung wenigstens ein Funkempfänger zugeordnet ist. Funkeinrichtungen dieser Art sind bekannt. Der Funksender und der Funkempfänger können dabei bidirektional arbeitende Funkeinheiten sein, so daß auch von der Auswerteeinrichtung Signale bzw. Steuerbefehle an den Meßkörper gesendet werden können. Beispielsweise können mit diesen Steuerbefehlen im Meßkörper gespeicherte Grenzwerte oder andere Meßwerte eingestellt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit nicht nur zum Messen aktuell vorhandener Parameter des zu überprüfenden Mediums einsetzbar, sondern auch zur Überwachung von Parametern dahingehend, ob insbesondere gesetzliche Grenzwerte eingehalten oder überschritten werden.

Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mit der drahtlosen Datenübertragungs­ einrichtung eine Mobilfunkverbindung aufbaubar ist, wobei dem Meßkörper und der Auswerteeinrichtung jeweils zumindestens eine Mobiltelefoneinheit zugeordnet ist. Mit Mobiltelefonen sind Meßwerte übertragbar, beispielsweise in der Form von sogenannten SMS-Nachrichten. Mit Mobiltelefonen sollen auch Funksende- und Funkempfangseinrichtungen verstanden werden, die das Mobilfunknetz im GSM 900- bzw. GSM 1800-Standard oder in einem anderen Standard nutzen. Das insbesondere im Inland dichtmaschige GSM-Funknetz wird somit von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung benutzt. Dadurch ist eine sichere Übertragung der Parameter gewährleistet. Die Benutzung des GSM-Funknetzes für die drahtlose Übertragung der Parameter ist insbesondere für den Einsatz des Meßkörpers im Binnenland und in Küstennähe geeignet.

Für einen Einsatz des Meßkörpers in größerer Entfernung zur Küstenlinie sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß mit der drahtlosen Datenübertragungseinrichtung eine Satellitenübertragungsverbindung aufbaubar ist, wobei dem Meßkörper und der Auswerteeinrichtung jeweils zumindestens eine Satellitenübertragungssendeeinheit und/oder -empfangsein­ heit zugeordnet ist. Für das Herstellen einer Satelliten­ verbindung sind beispielsweise Satellitentelefone verwendbar, mit denen von jedem Punkt der Erdoberfläche über Satellit eine Datenübertragungsverbindung herstellbar ist. Dem Meßkörper kann beispielsweise ein derartiges Satellitentelefon zugeordnet sein, das in geeigneter Weise automatisch bedienbar ist. Durch Aufbau einer Satellitenübertragungsverbindung wird der Meßkörper in räumlicher Hinsicht vollkommen unabhängig von der Auswerteeinrichtung. Der Meßkörper kann auf dem offenen Meer eingesetzt werden, ohne daß in kostenaufwendiger Weise eine Auswerteeinrichtung auf einem Schiff in der Nähe des Meßkörpers anzuordnen ist. Es wird nur ein Schiff benötigt, das den Meßkörper aussetzt, die Übertragung der gemessenen Parameter erfolgt dann über die drahtlose Verbindung via Satellit an die an Land befindliche Auswerteeinrichtung.

Zum Bestimmen der Parameter ist der Meßkörper mit wenigstens einem Meßinstrument zum Messen der Parameter ausgestattet. Derartige Meßinstrumente sind bekannt, sie umfassen beispielsweise Keramik-Chips, Infrarotlicht- Detektoren oder Bakterien als Sensoren. Das Meßinstrument ist beispielsweise als Durchfluß-Meßinstrument ausgebildet und nimmt in einem durch ein Programm gesteuerten automatisierten Ablauf Messungen vor. Vorzugsweise ist für diesen automatischen Meßablauf eine Steuereinrichtung für den Meßkörper vorgesehen, mit dem das wenigstens eine Meßinstrument verschaltet ist. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise zugleich zur Steuerung z. B. eines Mobiltelefons für die Übertragung der gemessenen Parameter durch den Meßkörper dienen.

In bevorzugter Ausbildung der Erfindung ist der Meßkörper als Meßboje ausgebildet und ist die Auswerteeinrichtung an Land angeordnet. Eine Meßboje kann sowohl in Außengewässern als auch in Binnengewässern eingesetzt werden. Sie kann durch Verankerung an einem bestimmten Ort angeordnet sein, sie kann aber auch mit einer Meeresströmung oder mit einer Flußströmung mittreiben. In beiden Einsatzfällen ist durch eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung gemäß der Erfindung gewähr­ leistet, daß von der Meßboje ermittelte Parameter des Wassers sicher an die Auswerteeinrichtung übertragen werden.

Insbesondere für den Fall eines mit einer Strömung treibenden Einsatzes der Meßboje ist vorgesehen, daß dieser ein GPS-Ortungssystem zugeordnet ist. Ein derartiges System ist bekannt, mit ihm kann online der gegenwärtige Standort bestimmt werden. Die Standortdaten können durch die drahtlose Übertragungseinrichtung neben den gemessenen Parametern an die Auswerteeinrichtung übertragen werden, so daß auf vorteilhafte Weise gemessene Parameter des Wassers bestimmten Orten innerhalb eines Gewässers oder mehrerer Gewässer zuordbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Messen und/oder Überwachen von Parametern eines Gewässers.

Die Vorrichtung umfaßt eine Meßboje 1 und eine Auswerteeinrichtung 2, die über zwei Datenübertragungsein­ richtungen miteinander in datenübertragender Weise verknüpft sind. Die Meßboje 1 ist in einem schematisch dargestellten Fluß 3 angeordnet. Sie weist eine Antenne 4 auf. Der Meßboje 1 ist zudem wenigstens ein Meßinstrument zum Messen von Parametern des Flußwassers zugeordnet.

Die Auswerteeinrichtung 2 ist schematisch als Personalcomputer dargestellt. Auch sie ist mit einer Antenne 4 verschaltet. In der Auswerteeinrichtung 2 werden die mit der Meßboje 1 gemessenen Parameter des Flußwassers ausgewertet.

Meßboje 1 und Auswerteeinrichtung 2 sind in durch drahtlose Datenübertragungseinrichtungen miteinander ver­ knüpft. Die Zeichnung zeigt zwei Datenübertragungsein­ richtungen, die alternativ benutzbar sind. Es ist auch eine gleichzeitige Benutzung beider Datenübertragungseinrichtungen möglich.

Die erste Datenübertragungseinrichtung ist durch die Linie 5 dargestellt, die über einen schematisch dargestellten Sende- und Empfangsturm 6 führt. Dieser Turm 6 ist Teil eines Funkübertragungsnetzes, beispielsweise eines GSM-Mobiltelefon- Netzes. Meßboje 1 und Auswerteeinrichtung 2 kommunizieren miteinander somit über ein Mobiltelefon-Netz.

Die andere Datenübertragungseinrichtung ist durch die Linie 7 dargestellt, sie führt über einen Satelliten 8. Die Meßboje 1 und die Auswerteeinrichtung 2 kommunizieren auf diesem Wege über den Satelliten 8. Es ist auch eine Kommunikation über mehrere miteinander in Verbindung stehende Satelliten möglich. Insbesondere bei einer Übertragung der gemessenen Parameter über den Satelliten 8 ist ein Einsatz der Meßboje 1 in einem offenen Meer in großem Abstand zu einer Küstenlinie möglich.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Messen und/oder Überwachen von Parametern eines Mediums, insbesondere von Parametern des Wassers in einem Binnen- oder Außengewässer, umfassend wenigstens einen mit dem Medium in dessen Parameter messenden Kontakt befindlichem Meßkörper und umfassend wenigstens eine Auswerteeinrichtung für mit dem Meßkörper gemessene Parameter, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper und die Auswerteeinrichtung (2) über zumindestens eine drahtlose Datenübertragungseinrichtung miteinander in datenübertragender Weise verknüpft sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drahtlose Datenübertragungseinrichtung als Funkeinrichtung ausgebildet ist, wobei dem Meßkörper wenigstens ein Funksender zugeordnet ist und wobei der Auswerteeinrichtung (2) wenigstens ein Funkempfänger zugeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Funksender und Funkempfänger bidirektional arbeitende Funkeinheiten sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der drahtlosen Datenübertragungseinrichtung eine Mobilfunkverbindung aufbaubar ist, wobei dem Meßkörper und der Auswerteeinrichtung (2) jeweils zumindestens eine Mobiltele­ foneinheit zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der drahtlosen Datenübertragungseinrichtung eine Satellitenübertragungsverbindung aufbaubar ist, wobei dem Meßkörper und der Auswerteeinrichtung (2) jeweils zumindestens eine Satellitenübertragungssendeeinheit und/oder -empfangsein­ heit zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßkörper wenigstens ein Meßinstrument zum Messen der Parameter, insbesondere der physikalischen und/oder chemischen und/oder biologischen Parameter, des Mediums zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meßkörper wenigstens eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, mit der das wenigstens eine Meßinstrument verschaltet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper als Meßboje (1) ausgebildet ist und daß die Auswerteeinrichtung (2) an Land angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßboje (1) wenigstens ein GPS-Ortungssystem zugeordnet ist.