DE102005022180A1

DE102005022180A1 - Verfahren zur Ermittlung des Zustandes eines räumlich ausgedehnten Körpers

Info

Publication number: DE102005022180A1
Application number: DE102005022180A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr. Koch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-23
Also published as: WO2006120112A3; EP1880225A2; WO2006120112A2; US20080157785A1; CN101171523A

Abstract

Ein räumlich ausgedehnter Körper, beispielsweise ein gasisolierter elektrischer Leiter (1), wird auf seinen Zustand überprüft, indem ein elektronisches Signal in den Körper eingespeist wird, welches von einer Empfangseinrichtung empfangbar ist. Das elektronische Signal weist eine vorgegebene zeitliche Dauer sowie Form auf, wobei die Empfangseinrichtung Signale empfängt und hinsichtlich zeitlicher Dauer und/oder Form auswertet und diese als eingespeistes Signal identifiziert oder als Störsignal verwirft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung des Zustandes eines räumlich ausgedehnten Körpers, bei welchem ein elektronisches Signal in den Körper eingespeist wird und welches von einer Empfangseinrichtung empfangbar ist.

Es ist bekannt, zur Diagnose einer Korrosionsschutzbeschichtung beispielsweise von Rohren ein elektrisches Signal in das Rohr einzuspeisen und dieses elektrische Signal mittels einer Empfangseinrichtung zu detektieren. In Abhängigkeit des Zustandes der Korrosionsschutzbeschichtung kann ein mehr oder weniger starkes bzw. in seiner Form verändertes Signal empfangen werden. Aus den empfangenen Signalen kann dann auf den Zustand der Korrosionsschutzbeschichtung geschlussfolgert werden.

Bei räumlich ausgedehnten Körpern, wie beispielsweise langen Rohrstrecken, ist eine Überlagerung durch Störsignale kaum vermeidbar. Diese Störsignale erschweren es, dass eingespeiste elektrische Signal zu identifizieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, durch welches eine zuverlässigere Bestimmung des Zustandes eines räumlich ausgelegten Körpers ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das elektronische Signal eine vorgegebene zeitliche Dauer sowie Form aufweist, dass die Empfangseinrichtung Signale empfängt und hinsichtlich zeitlicher Dauer und/oder Form auswertet und als eingespeistes Signal identifiziert oder als Störsignal verwirft.

Durch die vorgegebene zeitliche Dauer bzw. die vorgegebene Form kann das elektronische Signal eindeutig identifiziert werden. Störsignale können von der Empfangseinrichtung einfach selektiert und verworfen werden. So wird eine Auswertung auf die interessierenden elektronischen Signale eingeschränkt. Dadurch wird die Genauigkeit des Verfahrens erhöht, da Störgrößen von vornherein aus weiteren Betrachtungen ausgeschlossen werden.

Als elektrische Signale können dabei sowohl analoge Signale als auch digitale Signale Verwendung finden. Die Signale können dabei typische Verlaufsformen, wie beispielsweise sinusförmige Schwingungen einer bestimmten Frequenz, Sägezahnformen oder bestimmte Impulsfolgen, aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann weiterhin vorsehen, dass das elektronische Signal zyklisch wiederholt eingespeist wird.

Eine zyklische Wiederholung des Einspeisens des elektronischen Signals bietet den Vorteil, dass mehrere Signalfolgen erfassbar sind und dadurch eine verbesserte Diagnosemöglichkeit geschaffen wird. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass aus mehreren empfangenen elektronischen Signalen eine Auswahl der charakteristischsten Signale getroffen wird, so dass auch in diesem Stadium eine nochmalige Verbesserung der Qualität des Verfahrens erfolgen kann. Als elektronische Signale identifizierte, jedoch mit gewissen Störungen überlagerte elektronische Signale können so von einer weiteren Betrachtung ausgeschlossen werden. Weiterhin kann durch die zyklische Wiederholung des elektronischen Signals neben der zeitlichen Dauer und/oder der Form des Signals auch der Wiederholungszyklus als Identifikationsmerkmal genutzt werden.

Es kann weiterhin vorteilhaft vorgesehen sein, dass elektronische Signale verschiedener zeitlicher Dauer sowie verschiedener Formen eingespeist werden.

Bei Anwendung des Verfahrens in Gebieten, in welchen das elektronische Signal einer stärkeren Störung unterworfen ist, ist es vorteilhaft, verschiedene elektronische Signale in den räumlich ausgedehnten Körper einzuspeisen. Durch einen Wechsel zwischen verschiedenen Formen elektronischer Signale kann ein zusätzliches Unterscheidungskriterium für die Empfangseinrichtung geschaffen werden. So kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass eine Abfolge verschiedener elektronischer Signale mit unterschiedlichen zeitlichen Dauern sowie verschiedenen Formen zyklisch wiederholt ausgesendet wird. Diese Folge ist dann von der Empfangseinrichtung empfangbar und gestattet selbst bei stärkeren Störungen eine höhere Erkennungswahrscheinlichkeit. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Abfolge verschiedener elektronischer Signale zyklisch wiederholt gesendet wird. Dabei kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Empfangseinrichtung ständig nach verschiedenen Formen elektronischer Signale detektiert und bei dem Erkennen einzelner Signale selbsttätig nach weiteren elektronischen Signalen in bestimmten Formen sowie von bestimmten zeitlichen Dauern sucht. Auch die zyklische Wiederholung kann dabei selbsttätig von der Empfangseinrichtung erfasst werden. Durch diese selbsttätige Arbeitsweise der Empfangseinrichtung ist diese mit verschiedenen Sendeeinrichtungen verwendbar. Eine Synchronisation bzw. Abstimmung von Sende- und Empfangseinrichtung braucht daher nur innerhalb eines gewissen Rahmens zu erfolgen. Die Empfangseinrichtung muss lediglich in der Lage sein, die von einer Sendeeinrichtung ausgesandten Signale auch zu empfangen. Eine Einschränkung auf ein bestimmtes Frequenzband bzw. auf eine bestimmte Form ist so nicht nötig.

Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass ein Einsetz- und/oder ein Aussetzzeitpunkt des elektronischen Signals unter Nutzung eines von einem auf einer Erdumlaufbahn befindlichen Satelliten ausgesandten Zählimpulses festgesetzt wird.

Auf Erdumlaufbahnen befinden sich Satelliten, die verschiedene Zählimpulse aussenden, die von entsprechenden Vorrichtungen empfangbar sind. Aufgrund dieser Zählimpulse ist es möglich, sehr genaue Zeit- bzw. Zählvorgänge zu synchronisieren. Diese Zählimpulse sind Weltweit empfangbar und weisen eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinreichende Genauigkeit auf. Unabhängig von dem Einsatzort der Sendeeinrichtung des elektronischen Signals kann so eine sehr genaue Erzeugung des elektronischen Signals erfolgen. Ebenso wie die notwendige Sendeeinrichtung kann auch die Empfangseinrichtung die Zählimpulse des Satelliten empfangen und eine Synchronisation vornehmen. So weisen die Sende- und Empfangseinrichtung ein Zeitmesssystem gleicher Güte auf. Dadurch sind Messfehler verhindert. Die Sendeeinrichtung des elektronischen Signals und die Empfangseinrichtung für das elektronische Signal, bewegen sich innerhalb des gleichen Zeitmesssystems mit der gleichen Fehlerabweichung.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert sowie in Figuren schematisch dargestellt.
Dabei zeigt die
1 einen zu untersuchenden räumlich ausgedehnten Körper und die
2 verschiedene elektronische Signale.
In der 1 ist ein als räumlich ausgedehnter Körper wirkende gasisolierte elektrische Leitung 1 dargestellt. Die gasisolierte elektrische Leitung 1 weist einen rohrförmigen Außenmantel auf, welcher mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen ist. Der Außenmantel umschließt einen elektrischen Leiter, welcher elektrisch isoliert gelagert ist. Das Innere des Außenmantels der gasisolierten elektrischen Leitung 1 ist mit einem unter erhöhtem Druck stehenden Isoliergas befällt. Im in der 1 gezeigten Beispiel ist die gasisolierte elektrische Leitung 1 unterirdisch verlegt. Alternativ sind jedoch auch weitere Verlegearten, beispielsweise innerhalb eines Gewässers oder innerhalb eines Tunnels, möglich. An Revisionsschächten 2a, 2b ist ein Zugang zu dem Außenmantel der gasisolierten elektrischen Leitung möglich. Mittels einer Sendeeinrichtung 3 kann ein elektronisches Signal in den Außenmantel der gasisolierten elektrischen Leitung 1 eingespeist werden. Der Außenmantel der gasisolierten elektrischen Leitung 1 ist beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Innerhalb des Außenmantels breitet sich das eingespeiste elektronische Signal aus. Eine auf dem Außenmantel befindliche Korrosionsschutzbeschichtung verhindert ein Übertritt des Signals aus dem Mantel in das umgebende Erdreich. Lediglich kleinere Leckströme können durch die Korrosionsschutzbeschichtung hindurch treten. Bei einem Auftreten einer Beschädigung der Korrosionsschutzbeschichtung ist ein Durchdringen des Signals durch die Korrosionsbeschichtung ermöglicht. Um derartige Fehlerstellen zu detektieren, ist eine Empfangseinrichtung 4 beispielsweise mit einer Sonde 5 ausgestattet, welche mit dem Erdreich kontaktierbar ist. Mittels eines Anzeigeinstrumentes 6, beispielsweise einem Potentiometer, ist das elektronische Signal in Abhängigkeit des Zustandes der Korrosionsschutzbeschichtung mehr oder weniger stark darstellbar.
Durch das Anzeigeinstrument 6 könnten beispielsweise auch im Erdreich vagabundierende Störsignale zur Anzeige gebracht werden. Um dies auszuschließen, weist die Sendeeinrichtung 3 eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen von Zählimpulsen eines auf einer Erdumlaufbahn befindlichen Satelliten auf. Mittels der Zählimpulse kann das von der Sendeeinrichtung 3 ausgesandte elektronische Signal synchronisiert werden, das heißt, das Einsetzen bzw. das Aussetzen des elektronischen Signals kann zu exakten Zeitpunkten erfolgen. Dadurch wird zum einen die zeitliche Dauer des Signals beeinflusst, zum anderen wird bei einer zyklischen Wiederholung die zwischen zwei Wiederholungen liegende Sequenzzeit festgelegt.
Ebenso wie die Sendeeinrichtung 3 ist die Empfangseinrichtung 4 mit einer derartigen Empfangsvorrichtung ausgestattet, so dass auch an der Empfangseinrichtung 4 eine Synchronisation über die Zählimpulse des auf der Erdumlaufbahn befindlichen Satelliten erfolgen kann. Dadurch ist sichergestellt, dass sowohl die Sendeeinrichtung 3 als auch die Empfangseinrichtung 4 innerhalb des gleichen Zeitsystems arbeiten und das Senden bzw. das Empfangen des Signals beispielsweise bis auf eine Mikrosekunde genau erfolgen kann. Durch eine derartig hohe Auflösung der zeitlichen Abfolge der elektronischen Signale ist eine zuverlässige Identifizierung der von der Sendeeinrichtung 3 eingespeisten Signale durch die Empfangseinrichtung 4 gegeben.
In der 2 sind beispielhaft verschiedene Signalformen dargestellt. Zum Zeitpunkt t₁ ist jeweils das Einsetzen eines Signals durch die Sendeeinrichtung 3 vorgesehen. Zum Zeitpunkt t₂ ist jeweils das Aussetzen des Signals vorgesehen. Zwischen dem Zeitpunkt t₂ und dem Zeitpunkt t₃ ist jeweils eine so genannte Sequenzzeit vorgesehen. Nach dem Ablauf der Sequenzzeit kann erneut ein Signal in den Mantel des gasisolierten elektrischen Leiters 1 eingespeist werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass die in den Diagrammen der 2 dargestellten Signale jeweils einzeln für sich zyklisch nacheinander gesandt werden oder auch Kombinationen der verschiedenen Signalfolgen Verwendung finden. Eine Kombination der verschiedenen Signalformen bietet den Vorteil, dass ein typisches zyklisch wiederkehrendes Bild erzeugt wird, welches in einfacher Weise von der Empfangseinrichtung 4 identifiziert werden kann. Dadurch ist es möglich, dass von der Sendeeinrichtung 3 eingespeiste elektronische Signal von Störsignalen zu unterscheiden.

Claims

Verfahren zur Ermittlung des Zustandes eines räumlich ausgedehnten Körpers (1), bei welchem ein elektronisches Signal in den Körper eingespeist wird und welches von einer Empfangseinrichtung (4) empfangbar ist, dadurch gekennzeichnet , dass das elektronische Signal eine vorgegebene zeitliche Dauer sowie Form aufweist, dass die Empfangseinrichtung (4) Signale empfängt und hinsichtlich zeitlicher Dauer und/oder Form auswertet und als eingespeistes Signal identifiziert oder als Störsignal verwirft.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Signal zyklisch wiederholt eingespeist wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Signale verschiedener zeitlicher Dauer sowie verschiedener Formen eingespeist werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einsetz- und/oder ein Aussetzzeitpunkt (t₁, t₂) des elektronischen Signals unter Nutzung eines von einem auf einer Erdumlaufbahn befindlichen Satelliten ausgesandten Zählimpulses festgesetzt wird.