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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Rohr, welches mindestens einen
Sensor aufweist, der geeignet ist, eine für eine Eigenschaft oder Funktion des
Rohrs relevante Messgröße zu erfassen,
wobei der mindestens eine Sensor in die Rohrwandung des Rohrs integriert
ist.
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Aus
der
DT 25 50 940 A1 ist
ein Verfahren zum Feststellen von Feuchtigkeitsorten in Wärme dämmender
Isolierung von Rohrleitungen bekannt, bei dem zwei verdrillte Kupferleitungen
und eine Messstelle mit elektrisch leitenden Platten in die Wärme dämmende Isolierung
einer Rohrleitung eingebettet werden. Bei auftretender Feuchtigkeit
nimmt die Leitfähigkeit
zwischen den elektrisch leitenden Platten zu und die entsprechende
Messstelle kann geortet werden. Das Verfahren kommt bei Fernheizungsrohren
oder Pipelines zum Einsatz. Die Messstelle befindet sich nicht in
der Rohrwandung des überwachten
Rohrs, sondern in der dieses umgebenden Isolierung.
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Die
DE 43 01 035 A1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Detektion von Leckagen in einem ein Medium
führenden
Leitungsrohr, bei der Sensorleiter in den Zwischenraum zwischen
einem das Medium führenden
Innenrohr und einem dieses konzentrisch umgebenden Außenrohr
eingebettet sind. Diese Sensorleiter sind also nicht in die Rohrwandung selbst
integriert.
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Die
DE 299 09 907 U1 beschreibt
eine Leckageüberwachungseinrichtung
für Doppelwandrohre.
Es wird zunächst
ein Innenrohr aus Kunststoff extrudiert, auf dieses wird danach
ein Wellschlauch gelegt, auf den wiederum ein ein Außenrohr
bildendes Kunststoffband gewickelt wird. Mit einem Leckagesensor
wird geprüft,
ob eine Flüssigkeit
oder ein Gas in die zwischen dem Wellschlauch und den beiden Rohren
gebildeten Zwischenräume
gelangt.
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In
der
EP 0 525 594 A1 ist
ein Verfahren beschrieben, bei dem neben einer zu überwachenden Rohrleitung
zusätzlich
ein Sensorschlauch verlegt wird. Dem in der Rohrleitung strömenden Medium wird
eine Tracersubstanz zugefügt,
die dann von einem am Sensorschlauch befindlichen Detektor detektiert
wird.
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Die
DE 100 44 039 A1 beschreibt
ein flexibles Leitungsrohr bestehend aus einem inneren Kunststoffrohr,
auf dem eine Lage aus einer Aluminiumfolie aufliegt, über der
eine weitere Kunststoffschicht liegt. Die Aluminiumfolie wird mit
den beiden Rohren verklebt oder verschweißt. Auf dieses Sandwichrohr
werden dann Bänder
aus einem bei Feuchtigkeitszutritt quellenden Vliesmaterial gewickelt,
auf die dann Adern aus Kupferdraht gelegt werden. Darüber wird
eine Permeationssperrschicht aus einer diffusionsdichten Kunststofffolie
gewickelt, auf die dann wiederum ein Außenrohr aufextrudiert wird.
Die Herstellung dieses bekannten Leitungsrohrs ist sehr aufwändig und
kostenintensiv, da sie viele Arbeitsschritte und einen hohen Materialaufwand
umfasst.
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Die
DE 101 44 552 A1 beschreibt
Bauteile der Antriebstechnik und des Kabelbaus wie Hydraulikschläuche, Kabel
und Dichtungen, die aus gummi- oder kunststoffähnlichen Werkstoffen bestehen
und bei denen an der Wandung oder auch in der Wandung ein Transponder,
Sensor oder Datenlogger angeordnet ist. Nach den Ausführungsbeispielen
dieser Anmeldung kann zum Beispiel in einer Hohlkammer einer Dichtung
ein Sensor eingebaut werden, der eingeklebt oder mit silikonähnlichen
Materialien fixiert wird. Hier handelt es sich um Methoden der Anbringung
des Sensors, die nicht unmittelbar bei der Herstellung einer solchen
Dichtung sondern nachträglich vorgenommen
werden. Dies gilt auch für
die lediglich erwähnte
Methode des Einvulkanisierens. Beim Vulkanisieren handelt es sich
um ein Verfahren, bei dem Kautschuk mit Hilfe von Schwefel und anderen
Zusatzstoffen unter Erhitzen in Gummi verwandelt wird. Durch Ausbildung
von Sulfidbrücken
werden dabei die Polymerketten vernetzt.
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Alternativ
wird in der
DE 101
44 552 A1 auch vorgeschlagen, elektronische Bauteile in
vorgefertigten Taschen anzubringen oder eine Kupferlitze als Antenne
in einen Schlitz eines Dichtungskörpers einzulegen. Es ist auch
davon die Rede, Transponder oder Sensoren in einer Kabelummantelung
anzuordnen. Es wird jedoch nicht näher ausgeführt, aus welchem Material die
Kabelummantelung besteht und wie die elektronischen Bauteile in
diese Kabelummantelung eingebracht werden.
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Die
DE 20 2004 017 158
U1 beschreibt rohrförmige
Elemente für
den Kanalbau, mit elektronischen Bauteilen für deren Überwachung. Die elektronischen
Bauteile können
in beim Zusammenbau zweier Kanalbauelemente verwendeten Dichtungen, Einsteckteilen
oder Muffen angeordnet werden. Dazu werden Hohlräume oder Bohrungen vorgesehen,
in die die elektronischen Bauteile eingeklebt werden. Die elektronischen
Bauteile können
auch auf die Rohrwandung außen
oder innen aufgeklebt werden, müssen
dann aber durch ein Abdeckmittel geschützt werden, um den Kontakt
mit dem das Rohr durchströmenden
Medium zu vermeiden.
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Das
US-Patent 5,415,203 beschreibt
Rohre der eingangs genannten Gattung aus Gummi oder Kunststoff,
die in axialer Richtung gesehen sich abwechselnde opake und transparente
Abschnitte umfassen. In oder auf der Rohrwandung der transparenten
Abschnitte werden temperaturempfindliche Chips angeordnet, die ihre
Farbe ändern,
wenn sich die Innentemperatur des Rohrs ändert. Diese Rohre werden zum
Beispiel für
den Transport flüssiger
Medien eingesetzt und die temperaturempfindlichen Chips haben eine
Sicherheitsfunktion, da sie eine Überhitzung des in dem Rohr
transportierten Mediums anzeigen können. Da die Anzeige einer
solchen Überhitzung
durch den Farbwechsel des Chips erfolgt, der optisch wahrgenommen
werden muss, kommt diese Lösung
nicht für
die Überwachung
von im Erdreich verlegten Rohren in Betracht. Außerdem ist diese Lösung nur
sehr eingeschränkt
einsetzbar, da sie auf teilweise transparente Rohre beschränkt ist.
Es müssen
zudem Rohre aus in axialer Richtung sich abwechselnden Abschnitten
(opak und transparent) hergestellt werden, wodurch der Herstellungsprozess
aufwändiger
wird. Bei der Extrusion müssen
unter anderem verschiedene Granulate jeweils abwechselnd einer Extrusionsvorrichtung
zugeführt werden.
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Bei
den in dieser US-Patentschrift beschriebenen Chips handelt es sich
zudem weder um Mikrochips, also elektronische Bauteile, noch um
aktive Sensoren im eigentlichen Sinne der vorliegenden Erfindung.
Vielmehr sind dies Farbindikatoren, also Additive, die dem Kunststoff
zugegeben werden und auf eine Änderung
der Temperatur (passiv) reagieren, indem sie ihre Farbe ändern. Derartige
Farbindikatoren verfügen
weder über
eine „künstliche" Intelligenz noch
sind sie für
andere Zwecke als für
die reine Anzeige einer Temperaturänderung einsetzbar. Ebensowenig
ist ein solcher Farbindikator in der Lage, Werte betreffend eine
festgestellte Änderung
der Temperatur zu speichern.
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Ausgehend
von dem zuvor zitierten Stand der Technik besteht die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, ein Rohr der eingangs genannten Gattung
zur Verfügung
zu stellen, bei dem die Sensorik vielseitiger anwendbar ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe liefert ein Rohr der eingangs genannten Gattung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Ziel der erfindungsgemäßen Lösung ist
es weiterhin, dass die Funktion des Sensors nicht auf bestimmte
Rohrtypen mit transparenten Abschnitten beschränkt ist und der Sensor geeignet
ist, andere insbesondere für
Kabelschutzrohre wichtige Eigenschaften oder Funktionen des Rohrs
selbst oder der in dem Rohr verlegten Kabel oder Leitungen auch
nach Erdverlegung des Rohrs zu überwachen.
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Ein
wichtiger Aspekt der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass der
Sensor oder die Sensoren quasi ein vollständig integrierter Bestandteil des
Rohrs sind und in der Regel nicht von diesem getrennt oder entfernt
werden können.
Der Sensor oder die Sensoren befinden sich anders als bei den meisten
bekannten Lösungen
in der Rohrwandung und sind bedingt durch das Herstellungsverfahren
dort so eingebettet, dass sich das Rohr rein äußerlich nicht von einem Rohr
ohne Sensor unterscheidet. Durch den Sensor werden die bestimmungsgemäßen Eigenschaften
und Kennwerte des Rohrs nicht beeinflusst oder verändert, so
dass beispielsweise anders als im Stand der Technik keine Einschränkungen
in Bezug auf die das Rohr durchströmenden Medien gegeben sind
und auch keine Maßnahmen
zum Schutz des Sensors getroffen werden müssen. Auch die mechanischen
Eigenschaften des Rohrs bleiben erhalten, beispielsweise Ovalität, Zugfestigkeit,
zulässige
Zugkraft einschließlich
Zugkraftgrenze etc. Rohre der erfindungsgemäßen Art können also beispielsweise die
Zulassungskriterien für
Druckrohre erfüllen
und auch sonst nach den Zulassungskriterien für entsprechende Rohre dieser
Art mit spezifischen Eigenschaften beurteilt werden, was in der Praxis
erhebliche Vorteile hat. Die erfindungsgemäße Lösung ist demnach allen bekannten
Lösungen überlegen,
bei denen ein veränderter
Aufbau des Rohrs notwendig ist, um den Sensor an einem Rohr anzubringen.
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Das
erfindungsgemäße Rohr
mit in die Wandung integriertem Sensor oder Sensoren unterliegt hinsichtlich
Anwendung und Einsatzart keinerlei Einschränkungen. Es eignet sich beispielsweise
für schwierige
Bodenarten oder Bodenklassen sowie die unterschiedlichsten Verlegemethoden
wie z. B. Horizontal-Bohren oder grabenlose Verlegung oder Renovierungsmethoden
wie z. B. Burst-Lining oder Relining.
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Der
Sensor oder die Sensoren können
bei der Herstellung des Rohrs durch ein kunststofftechnisches Formgebungsverfahren
in die Wandung des Rohrs eingebracht werden. Man kann dabei einzelne diskrete
Sensoren verwenden oder Sensorketten oder Sensorbänder. Bei
einer Sensorkette können mehrere
Sensoren beispielsweise über
ein Zugband als Abstandhalter miteinander verbunden sein. Bei einem
Sensorband können
die Sensoren in einem Band aus Kunststoff eingebettet sein.
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Vorzugsweise
wird der Sensor oder werden die Sensoren in den noch plastischen
Kunststoff vor dessen Erkalten eingearbeitet. Besonders bevorzugt ist
ein Herstellungsverfahren, bei dem das Rohr extrudiert wird und
der Sensor oder die Sensoren dabei in die Rohrwandung einextrudiert
werden. Wichtige Verfahren sind hierbei insbesondere und alternativ die
Einbringung des Sensors, der Sensoren, der Sensorkette, des Sensorbands
bei der Extrusion, die Coextrusion, die Parallelextrusion sowie
die chemische oder physikalische Nachbehandlung nach der Extrusion,
zum Beispiel Kreuzvernetzung von Polymerketten (quervernetztes Polyethylen).
Wenn man ein Sensorband einextrudiert, welches beispielsweise aus
einem gleichen oder ähnlichen
Kunststoff besteht wie das hergestellte Rohr, ergibt sich der weitere
Vorteil, dass der Kunststoff des Sensorbands in dem Kunststoff der
Rohrwandung durch die erhöhte Temperatur
verschmilzt und dadurch die Sensoren freisetzt, ohne dass die Eigenschaften
des Rohrs beeinträchtigt
werden.
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Ein
ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass es möglich ist,
den Sensor so in die Rohrwandung zu integrieren, dass der Sensor
innenseitig radial nicht in den Rohrquerschnitt hineinragt und somit
das vollständige freie
Lumen des Rohrs erhalten bleibt. Vorzugsweise steht der Sensor auch
außenseitig
am Rohr nicht radial vor, wodurch insbesondere Probleme bei der Verlegung,
z. B. eine Beschädigung
des Sensors vermieden werden. Aufgrund des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens
ist es aber auch nicht notwendig, Bohrungen oder Hohlräume für die Unterbringung
des Sensors in der Rohrwandung vorzusehen oder nachträglich in
diese einzubringen. Zum einen würde
dies das Herstellungsverfahren aufwändiger gestalten und zum anderen
bestünde
dabei auch die Gefahr, dass die mechanischen Eigenschaften des Rohrs
verändert
würden,
zum Beispiel durch eine Schwächung
der Wandstärke
im Bereich von Hohlräumen
oder Bohrungen oder dergleichen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine
Herstellung von Endlosrohren in kontinuierlicher Fertigung, wodurch
sich eine ganze Reihe von Vorteilen ergeben. Die Fertigung ist dadurch
rationell und bei der Verlegung eines solchen Rohrs sind keine Verbindungselemente
wie Muffen oder dergleichen notwendig und es entfallen Dichtungen
in den Verbindungsbereichen. Das Verfahren ermöglicht die großtechnische
Herstellung der erfindungsgemäßen Rohre
mit Sensor. Eine Aufarbeitung oder Nacharbeitung nach dem Verlassen
der Produktionslinie ist in der Regel nicht mehr notwendig. Rohre
der erfindungsgemäßen Art
können
mit integrierten Sensoren uneingeschränkt Verbindungsmethoden wie
zum Beispiel Stumpfschweißen,
Spiegelschweißen,
elektrisches Drahtwendelschweißen
etc. unterzogen werden.
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Bei
Einbringung einer Mehrzahl von Sensoren in die Rohrwandung ist es
bevorzugt vorgesehen, dass entweder die Sensoren jeweils mit Abstand
zueinander entlang einer metrisch fixierten Kette parallel zur Längsachse
des Rohrs in der Rohrwandung angeordnet sind oder aber eine Mehrzahl
von Sensoren jeweils mit Abstand zueinander in einer metrisch fixierten
Kette auf einer spiralförmigen
Linie um die Längsachse
des Rohrs in der Rohrwandung angeordnet sind. Die letztgenannte
Alternative hat zum Beispiel den Vorteil, dass bei Kabelschutzrohren,
in denen das Kabel verdrillt ist, eine bessere Erfassung der Sensoren
mittels einer Überwachungseinrichtung wie
zum Beispiel einer Antenne möglich
ist.
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Die
erfindungsgemäßen Rohre
können
insbesondere im wesentlichen aus einem Polyolefin, Polyaromaten,
Polyalkan, insbesondere einem Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat
mit und ohne Heteroatom, oder einem Polyvinylchlorid bestehen und
der Sensor bzw. die Sensoren sind in diesen Kunststoff eingebettet.
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Erfindungsgemäß besonders
bevorzugt ist die Anwendung bei Kabelschutzrohren, insbesondere
für Kabel
oder Leitungen mit Glasfasern, Kunststofffasern, mineralischen Polymerfasern
oder Metallen als leitenden oder übertragenden Medien.
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Weiterhin
ist vorzugsweise mindestens einer der verwendeten Sensoren ein Halbleitersensor
oder Gate-Array-Sensor.
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Mindestens
einer der erfindungsgemäßen Sensoren
kann beispielsweise einen Mikrochip umfassen, geeignet zur Speicherung
von Daten, die für die
ordnungsgemäße Funktion
des Rohrs oder die Funktion oder eine Eigenschaft des in dem Rohr
verlegten Kabels oder der Leitung relevante Messgrößen betreffen.
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Erfindungsgemäß kommen
die unterschiedlichsten Sensoren für die Überwachung oder Überprüfung verschiedener
Funktionen des Rohrs in Betracht.
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Die
Erfindung ist insbesondere bei Kabelschutzrohren für Glasfaserkabel
anwendbar. Dies können
beispielsweise Schutzrohre für
Kabel oder Leitungen mit freien oder ummantelten Glasfasern, Glasfaserbündeln, mit
einer mineralischen oder nichtmineralischen polymeren Schicht umhüllten Glasfasern
oder dergleichen sein. Es ist zu Bedenken, dass Glasfaserkabel sehr
empfindlich und teuer ist. Der Schutz und die Überwachung der Intaktheit solcher
Kabel sind also besonders bedeutsam. In diesem Zusammenhang kommt
den erfindungsgemäßen Sensoren
besondere Bedeutung zu. Die Kabelschutzrohre können so überwacht werden, dass die Stelle,
an der eine Funktionsstörung
vorliegt exakt unterscheidend geortet werden kann, zum Beispiel über ein
Satellitenüberwachungssystem.
Dies kann so erfolgen, dass auch eine genaue Identifizierung eines
eventuell beschädigten
Glasfaserkabels möglich
ist. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil oft in solchen
Kabelschutzrohren eine größere Anzahl
von Kabeln oder Leitungen verlegt werden und nur bei genauer Identifizierung
eines beschädigten
Kabels ein gezielter Austausch eines erdverlegten Kabels möglich ist.
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In
manchen Fällen
enthalten die Kabelschutzrohre Inertgas wie Stickstoff oder Xenon,
um beispielsweise eine Funkenbildung zu unterbinden. Das Schutzgas
kann unter Druck stehen. In diesen Fällen ist es gegebenenfalls
sinnvoll, außerdem
eine Leckage des Schutzrohrs über
austretendes Gas zu detektieren.
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Der
Sensor kann zum Beispiel auch auf die Bildung von Kondensationswasser
in einem Schutzrohr ansprechen oder die Restfeuchte in der Atmosphäre im Inneren
des Schutzrohrs vor einer Kondensation messen.
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Ein
erfindungsgemäßes Kabelschutzrohr kann
beispielsweise mindestens ein Mantelrohr umfassen, welches eine äußere Umhüllung für eine variable
Anzahl von kleineren Innenröhrchen
bildet, die das Mantelrohr aufnimmt. Die kleineren Innenröhrchen nehmen
dann wiederum einzelne Kabel oder Kabelgruppen auf, für die sie
als Schutzrohr dienen. Das Mantelrohr kann einen polygonalen Umriss
aufweisen oder auch einen runden Umriss. Die Innenröhrchen können in
dem Mantelrohr lagefixiert sein, insbesondere bei der Variante mit
polygonalem Umriss. Die Innenröhrchen
können
aber auch in dem Mantelrohr in axialer Richtung verschiebbar sein.
Die Innenröhrchen
können
somit passend oder auch mit Spiel in dem Mantelrohr aufgenommen
sein. Das Mantelrohr kann auch nur eine geringere als die maximal
mögliche
Anzahl von Innenröhrchen
aufnehmen, so dass freier Platz für weitere Innenröhrchen verbleibt.
Das Mantelrohr kann bei der ersten Variante mit lagefixierten Innenröhrchen beispielsweise
bei der Herstellung auf die Innenröhrchen aufgeschrumpft werden,
wodurch sich die Lagefixierung ergibt.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Einrichtung zur Überwachung
oder Prüfung
der ordnungsgemäßen Funktion
oder mindestens einer Eigenschaft eines Rohrs gemäß einem der
Ansprüche
1 bis 20 oder eines in dem Rohr verlegten Kabels oder einer Leitung,
welche dadurch gekennzeichnet ist, dass diese eine Antenne umfasst, die
einen Weg entlang des Rohrs abfährt,
um in mindestens einem Sensor gespeicherte Informationen abzufragen.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Überwachung
oder Prüfung
der ordnungsgemäßen Funktion
oder mindestens einer Eigenschaft eines Rohrs gemäß einem
der Ansprüche
1 bis 20 oder eines in dem Rohr verlegten Kabels oder einer Leitung,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer Mehrzahl in der
Rohrwandung angeordneter Sensoren gespeicherte Informationen abgefragt
werden und durch Vergleich der von den einzelnen Sensoren gelieferten
Informationen eine Stelle des Rohrs oder des Kabels oder der Leitung,
an der eine Fehlfunktion vorliegt, geortet wird.
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Erfindungsgemäß können mittels
mindestens eines Signals in mindestens einem in der Rohrwandung
des insbesondere im Erdreich verlegten Rohrs angeordneten Sensor
gespeicherte Informationen mittels einer Überwachungseinrichtung aus
der Entfernung abfragbar sein. Dies kann zum Beispiel durch eine
Antenne geschehen, mittels derer man ein Rohr abfährt, was
auch kontinuierlich geschehen kann. Die Abfrage der im Sensor gespeicherten
Information kann zum Beispiel mittels elektromagnetischer Wellen,
der magnetischen Induktion, IR, NIR, Mikrowellen oder im Bereich
der Radiowellen/Radiofrequenzen oder Ultraschall erfolgen. Vorteilhaft
ist es, wenn in einer Mehrzahl in der Rohrwandung angeordneter Sensoren
gespeicherte Informationen abgefragt werden und durch Vergleich
der von den einzelnen Sensoren gelieferten Informationen eine Stelle
des Rohrs oder Behälters,
an der eine Fehlfunktion vorliegt, geortet wird. Beispielsweise
kann man alle 10 cm oder alle 20 cm bis alle 50 cm einen Sensor anordnen,
auf einer geraden Linie oder einer spiralförmigen Linie um die Rohrachse,
und aus den empfangenen Signalen Mittelwerte bilden, so dass sich die
Störungsstelle
durch Abweichung vom Mittelwert feststellen lässt.
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Bei
Verwendung elektromagnetischer Wellen für die Abfrage kommen grundsätzlich unterschiedlichste
Frequenzen in Betracht, beispielsweise Radiofrequenzen, Mikrowellen
etc. Die Ortung der Fehlstelle kann unter Zuhilfenahme eines Satellitenüberwachungssystems
(GPS) erfolgen. Bei erdverlegten Rohren ist es aus Kostengründen sehr
vorteilhaft, wenn eine Fehlfunktion sehr genau feststellbar ist
und auch ein Eingriff zur Schadensbehebung mit optimal reduziertem
Grabungsaufwand erfolgen kann. Es muss nur das Erdreich exakt dort
aufgegraben werden, wo sich eine Störungsstelle befindet. Dies
setzt bei einer Vielzahl verlegter Kabel und Leitungen auch deren
genaue Identifizierung voraus, was durch das erfindungsgemäße Verfahren
zur Überwachung
oder Überprüfung von
Rohren möglich ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Sensor
vorgesehen, der geeignet ist, die Stärke eines in dem Kabel oder
der Leitung geleiteten Signals oder die Amplitude einer in dem Kabel
oder der Leitung geleiteten elektromagnetischen Welle zu erfassen.
Weiterhin ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn mindestens ein
Sensor vorgesehen ist, der geeignet ist, die Funktion oder eine Eigenschaft
mindestens eines im Übergangsbereich zwischen
zwei miteinander verbundenen Kabel- oder Leitungsabschnitten angeordneten
Verstärkers
zu prüfen
oder zu überwachen.
Bei der Signalleitung insbesondere mit hoher Geschwindigkeit in
Glasfaserkabeln tritt eine Abnahme der Signalstärke auf, wenn das Signal ein
optisches Verbindungselement passiert. Deshalb ist es in der Regel
notwendig, das Signal zu verstärken.
Jedoch führt
die Verwendung der Verstärker
zur Erzielung größerer Distanzen
bei der Signalübertragung
zu nachteiligen Effekten, insbesondere zu der so genannten Dispersion,
wodurch das Signal verbreitert wird, da sich verschiedene Wellenlängen mit
unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausbreiten. Die Erfindung schlägt vor,
in die Rohrwand eines Kabelschutzrohrs einen geeigneten Sensor zu
integrieren, der die ordnungsgemäße Signalübertragung
in dem Kabel bzw. in der Leitung überwacht und Störungen der
genannten Art detektiert und vorzugsweise genau ortet und/oder der
die ordnungsgemäße Funktion
der Verstärker überwacht, Fehlfunktionen
feststellt und ortet und diesbezügliche Informationen
vorzugsweise speichert, so dass sie von außen abrufbar sind.
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Die
in den Unteransprüchen
genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Detailbeschreibung.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Rohrs gemäß einer
ersten Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung, wobei die Rohrwandung zur besseren Verdeutlichung
der Anordnung der Sensoren teilweise aufgeschnitten dargestellt
ist;
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2 eine
entsprechende Querschnittsdarstellung eines Rohrs gemäß der Variante
von 1;
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3 eine
Seitenansicht eines Rohrs gemäß einer
alternativen Variante der vorliegenden Erfindung, wiederum teilweise
aufgeschnitten zur Verdeutlichung der Lage der Sensoren;
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4 eine
entsprechende Querschnittsdarstellung eines Rohrs gemäß der Variante
von 3.
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5 eine
perpektivische Ansicht eines Kabelschutzrohrs gemäß einer
Variante der Erfindung
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6 eine
perspektivische Ansicht eines Kabelschutzrohrs gemäß einer
etwas anders ausgebildeten Variante der Erfindung
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Zunächst wird
auf die 1 und 2 Bezug
genommen und anhand dieser eine erste Ausführungsvariante der vorliegenden
Erfindung näher erläutert. Das
erfindungsgemäße Rohr ist
schematisch vereinfacht dargestellt. Es handelt sich beispielsweise
um ein Rohr aus Kunststoff, dessen Wandung beispielsweise zweischichtig
aufgebaut ist, mit einer inneren Schicht 3, die sich über den überwiegenden
Teil der Materialstärke
der Rohrwandung erstrecken kann. Beispielsweise besteht diese innere Schicht 3 aus
einem Polyolefin. Weiterhin ist eine äußere Schicht 2 vorgesehen,
die die innere Schicht konzentrisch umgibt. Die äußere Schicht 2 dient
als Schutzschicht, gegen mechanische Einflüsse und andere Beanspruchungen
und besteht vorzugsweise aus einem Material ausreichender Härte. Der
Aufbau des Rohrs sei hier jedoch nur beispielhaft angeführt und
ist für
die vorliegende Erfindung, bei der es um die Sensoren geht, nicht
von entscheidender Bedeutung.
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1 zeigt,
dass eine Anzahl von Sensoren 1a in Längsrichtung jeweils mit Abstand
zueinander in der Rohrwandung angeordnet sind. Die Anordnung der
Sensoren verläuft
also parallel zur Rohrachse, die Sensoren befinden sich in einer
linearen Anordnung, so dass man von einer linearen Sensorkette sprechen
kann. Die Rohrwandung ist dort wo die Sensoren 1a angeordnet
sind geschlossen, das heißt,
die Sensoren sind vollständig
in die Rohrwandung eingebettet. Nur aus zeichnerischen Gründen ist
das Rohr im Bereich der Sensoren aufgeschnitten dargestellt, damit
man die Lage der Sensoren erkennen kann. Das Rohr ist somit in seinen
Dimensionen gegenüber
einem herkömmlichen
Rohr gleicher Bauart im Prinzip unverändert. Die Sensoren stehen
außen
am Rohr ebenso wenig vor wie innen. Von außen sind die Sensoren in der
Regel überhaupt
nicht sichtbar.
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Die
Anordnung der Sensoren 1a wird gut aus der Schnittdarstellung
gemäß 2 erkennbar.
Die Sensoren 1a liegen beispielsweise in der inneren Schicht 3,
so dass auch die Schutzschicht 2 erhalten bleibt und deren
Funktion nicht beeinträchtigt
wird. Durch die Sensoren wird ein durch das Rohr strömendes Fluid
nicht beeinflusst. Das freie Lumen im Inneren des Rohrs bleibt erhalten.
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Bei
den Sensoren handelt es sich beispielsweise um klein dimensionierte
flache plättchenartige metallische
Mikrochips mit Halbleitern, die geeignet sind, eine für die Funktion
oder die Eigenschaften des Rohrs relevante physikalische Größe zu erfassen
und/oder Daten zu speichern. Es können zum Beispiel Mikrochips
verwendet werden, wie sie aus verschiedenen Bereichen, wie Chipkarten,
Kameras oder dergleichen bekannt sind.
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Die
erfindungsgemäßen Sensoren
werden demnach, wie man insbesondere aus 2 erkennt in
die Rohrwandung eingebettet, was bei der Herstellung des Rohrs in
einem kunststofftechnischen Formgebungsverfahren geschieht. Dadurch
ist es nicht notwendig, Nuten, Bohrungen oder andere Hohlräume im Rohrkörper vorzusehen
oder nachträglich
einzubringen. Auch ist es nicht erforderlich, die Sensoren außen oder
innen an der Rohrwandung zu befestigen, so dass die damit verbundenen
zuvor genannten Nachteile entfallen. Die Einbringung der Sensoren
kann bei der Extrusion des Rohrs erfolgen, beispielsweise, indem
der Masse aus dem noch plastischen heißen Kunststoff in entsprechenden
zeitlichen Abständen
die Sensoren 1a zugeführt
werden, wodurch die Sensoren in die Masse des erkaltenden Kunststoffs
eingebettet werden und somit in definierter Position unverlierbar
und geschützt
in die Rohrwandung eingeschlossen werden.
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Die 3 und 4 zeigen
eine weitere alternative Variante der erfindungsgemäßen Lösung, die
sich von der zuvor beschriebenen Variante dadurch unterscheidet,
dass die Sensoren 1b nicht linear und achsparallel in Längsrichtung
des Rohrs angeordnet sind, sondern auf einer spiralförmigen Linie, die
sich um die Rohrachse windet. Ansonsten ist der Rohraufbau mit innerer
Schicht 3 und äußerer Schutzschicht 2 wie
in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Das Rohr wurde auch hier lediglich zu Zwecken der Demonstration
aufgeschnitten dargestellt, damit man die Lage der Sensoren 1b erkennen
kann. Tatsächlich
ist die Rohrwandung nach außen
hin geschlossen und glatt.
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4 zeigt
schematisch vereinfacht die Lage der Sensoren 1b, wenn
man in Längsrichtung der
Rohrachse schaut. Da die Sensoren auf einer spiralförmigen Linie
um die Rohrachse angeordnet sind, befinden sich über die Länge des Rohrs gesehen in den
verschiedenen Umfangspositionen jeweils Sensoren, was den Vorteil
einer besseren Detektion hat, da die Sensoren so alle Umfangsbereiche
des Rohrs erfassen.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 5 ein weiteres
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung näher
erläutert.
Die Darstellung zeigt ein Rohr wie es typischerweise für Kabelschutzrohre
beispielsweise für
Glasfaserkabel Verwendung findet. Hier ist ein zylindrisches Mantelrohr 5 vorgesehen,
welches eine Anzahl ebenfalls beispielsweise zylindrischer Innenröhrchen 6 aufnimmt.
Diese Innenröhrchen 6 dienen
wiederum dazu, jeweils einzelne Kabel, z. B. Glasfaserkabel aufzunehmen,
die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Es kann eine unterschiedliche
Anzahl von Innenröhrchen
von einem Mantelrohr aufgenommen werde, beispielsweise bis zu sieben,
je nach Dimensionen der Innenröhrchen 6 und
des Mantelrohrs 5. Es können
aber auch noch wesentlich mehr solcher Innenröhrchen vorhanden sein. Das
gleiche Mantelrohr kann dann auch mit weniger Innenröhrchen belegt
werden, je nach Bedarf des Anwenders. Die Innenröhrchen 6 können bei der
Ausführungsvariante
gemäß 5 in
dem Mantelrohr 5 gegeneinander verschiebbar sein und unterschiedlich
weit aus dem Mantelrohr 5 herausragen. In dem Ausführungsbeispiel
sind nur fünf
Innenröhrchen 6 erkennbar,
da die anderen Innenröhrchen
kürzer
sind und nicht aus dem Mantelrohr 5 herausragen.
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6 zeigt
eine etwas andere Ausführungsvariante
eines Kabelschutzrohrs mit Mantelrohr. Hier ist das Mantelrohr 7 nicht
zylindrisch sondern im Umriss hexagonal ausgebildet. Dieses Mantelrohr 7 nimmt
wie man hier erkennen kann insgesamt sieben Innenröhrchen 8 in
seinem Innenraum auf. Diese Innenröhrchen nehmen dann wiederum
Kabel auf, die hier nicht dargestellt sind. Ebenfalls nicht dargestellt sind
die erfindungsgemäßen Sensoren,
die in der Rohrwandung des Mantelrohrs angeordnet sein können, beispielsweise
mit einer Zuordnung jeweils zu den einzelnen Innenröhrchen und
somit zu den einzelnen Kabeln, die diese aufnehmen. Man kann alternativ
dazu auch Sensoren in den jeweiligen Rohrwandungen der Innenröhrchen 8 unterbringen,
sofern es deren Wandstärke
und die Dimensionierung der Sensoren zulässt. Wegen des engen Krümmungsradius
der Innenröhrchen
ist es unter Umständen
dann sinnvoll schmalere lang gestreckte Sensoren einzusetzen, damit
diese in die Wandung des Innenröhrchens
hineinpassen.
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Die
Ausführungsvariante
gemäß 6 unterscheidet
sich von der zuvor beschriebenen dadurch, dass der Innenraum des
Mantelrohrs 7 mit insgesamt sieben Innenröhrchen 8 in
dem Beispiel dicht gepackt ist und dass in diesem Fall die Innenröhrchen nicht
mehr gegeneinander verschiebbar, sondern in ihrer Lage fixiert sind.