DE102006036721A1

DE102006036721A1 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters mit Sensor sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr oder hergestellter Behälter

Info

Publication number: DE102006036721A1
Application number: DE102006036721A
Authority: DE
Inventors: Peter H. Dr. Kunik
Original assignee: Egeplast Werner Strumann GmbH and Co KG
Current assignee: Egeplast International GmbH
Priority date: 2006-08-05
Filing date: 2006-08-05
Publication date: 2008-02-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters, welches(r) mindestens einen Sensor (1a) aufweist, der geeignet ist, eine für die ordnungsgemäße Funktion des Rohrs oder Behälters relevante Messgröße zu erfassen, sowie ein Rohr oder einen Behälter, welches(r) insbesondere nach diesem Verfahren hergestellt ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei der Herstellung des Rohrs oder Behälters aus Kunststoff durch ein kunststofftechnisches Formgebungsverfahren der mindestens eine Sensor (1a) in die Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung eingebracht wird. Dies kann beispielsweise durch Einextrudieren der Sensoren bei der Rohrextrusion geschehen. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Sensoren in die Rohrwandung eingebettet sind, den freien Querschnitt des Rohrs nicht behindern und auch sonstige Spezifikationen und Eigenschaften des Rohrs nicht verändert werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters, welches (r) mindestens einen Sensor aufweist, der geeignet ist, eine für die ordnungsgemäße Funktion des Rohrs oder Behälters relevante Messgröße zu erfassen, sowie ein Rohr oder einen Behälter, welches (r) insbesondere nach diesem Verfahren hergestellt ist.
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.
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.
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.
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.
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.
Die DE 101 44 552 A1 beschreibt Bauteile der Antriebstechnik und des Kabelbaus wie Hydraulikschläuche, Kabel und Dichtungen, die aus gummi- oder kunststofähnlichen 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.
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.
Die DE 20 2004 017 158 U1 beschreibt ein gattungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Art. Es werden rohrförmige Elemente für den Kanalbau hergestellt 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.
Ausgehend von dem zuvor zitierten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, welches ein Rohr oder einen Behälter liefert, bei dem der Sensor integrierter Bestandteil des Rohrs oder Behälters ist und die Eigenschaften und Spezifikationen des Rohrs oder Behälters im Hinblick auf den Transport des durchströmenden Mediums oder die Aufnahme eines Mediums durch den Sensor nicht verändert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein Rohr oder einen Behälter mit mindestens einem Sensor zur Verfügung zu stellen, welches(r) insbesondere nach einem Verfahren der vorgenannten Art hergestellt wurde, bei dem eine effektive Überwachung oder Überprüfung mindestens einer Eigenschaft des Rohrs oder Behälters mit vergleichsweise einfachen Mitteln möglich ist, insbesondere auch nach der Verlegung des Rohrs oder Behälters im Erdreich.
Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters der eingangs genannten Gattung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 beziehungsweise ein Rohr oder ein Behälter mit den Merkmalen eines der Ansprüche 6 oder 7.
Ein wichtiger Aspekt der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass der Sensor oder die Sensoren quasi ein vollständig integrierter Bestandteil des Rohrs oder Behälters sind und in der Regel nicht von diesem getrennt oder entfernt werden können. Der Sensor oder die Sensoren befinden sich anders als bei den 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.
Die vorliegende Erfindung ist beispielsweise anwendbar bei Rohren oder auch Behältern, die Gase, Flüssigkeiten, pastöse Medien oder Feststoffe enthaltende Medien (Slurry) enthalten oder transportieren, auch im Druckbereich. Die Erfindung kommt ebenso in Betracht für Rohre oder gegebenenfalls auch Behälter im Unterdruckbereich, beispielsweise von 10 mbar bis Atmosphärendruck. Rohr oder Behälter mit in die Wandung integriertem Sensor oder Sensoren unterliegen hinsichtlich Anwendung und Einsatzart keinerlei Einschränkungen. Sie eignen sich beispielsweise für schwierige Bodenarten oder Bodenklassen sowie die unterschiedlichsten Verlegemethoden wie z. B. Horizontal-Bohren oder gabenlose Verlegung oder Renovierungsmethoden wie z. B. Burst-Lining.
Der Sensor oder die Sensoren können bei der Herstellung des Rohrs oder Behälters durch ein kunststofftechnisches Formgebungsverfahren in die Wandung des Rohrs oder Behälters eingebracht werden. 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., insbesondere durch Extrusion, Coextrusion, Parallelextrusion und/oder chemische oder physikalische Nachbehandlung nach der Extrusion, beispielsweise Quervernetzung der Polymere des Kunststoffs, aus dem die Rohrwandung besteht.
Eine Mehrzahl von Sensoren können in Form einer Sensorkette oder eines Sensorbands vorliegen. Bei einer Sensorkette sind die Sensoren durch beispielsweise ein Zugband als Abstandhalter verbunden. Bei einem Sensorband sind die Sensoren in ein Band aus Kunststoff eingebettet. Wenn man dieses bei der Einbringung der Sensoren erwärmt, schmilzt das Sensorband auf und setzt die Sensoren in der Rohrwandung frei. Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Sensorband aus einem gleichen oder ähnlichen Kunststoff besteht wie das Rohr, da dieses dann mit dem Kunststoff der Rohrwandung verschmilzt, ohne dass sich die Materialeigenschaften des Rohrs dadurch ändern.
Ein ganz wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es möglich ist, den Sensor so in die Rohrwandung oder Behälterwandung 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.
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 von beispielsweise grossvolumigen Behältern. Eine Aufarbeitung oder Nacharbeitung nach dem Verlassen der Produktionslinie ist in der Regel nicht mehr notwendig. Rohre oder Behälter der erfindungsgemäßen Art können mit integrierten Sensoren uneingeschränkt Verbindungsmethoden wie zum Beispiel Stumpfschweissen, Spiegelschweissen, elektrisches Drahtwendelschweissen etc. unterzogen werden.
Bei Einbringung einer Mehrzahl von Sensoren in die Rohrwandung oder Behälterwandung ist es bevorzugt vorgesehen, dass entweder die Sensoren (r) jeweils mit Abstand zueinander entlang einer metrisch fixierten Kette parallel zur Längsachse des Rohrs oder Behälters in der Rohrwandung oder Behälterwandung 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 oder Behälters in der Rohrwandung oder Behälterwandung 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.
Die erfindungsgemäßen Rohre oder Behälter können insbesondere im wesentlichen aus einem Polyolefin, insbesondere einem Polyethylen, Polypropylen, oder einem Polyvinylchlorid bestehen und der Sensor bzw. die Sensoren sind in diesen Kunststoff eingebettet.
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.
Weiterhin ist vorzugsweise mindestens einer der verwendeten Sensoren ein Halbleitersensor oder Gate-Array-Sensor.
Mindestens einer der erfindungsgemäßen Sensoren kann beispielsweise einen Mikrochip umfassen, geeignet zur Speicherung von Daten, die für die ordnungsgemäße Funktion des Rohrs oder Behälters relevante Messgrößen betreffen.
Erfindungsgemäß kommen die unterschiedlichsten Sensoren für die Überwachung oder Überprüfung verschiedener Funktionen des Rohrs oder Behälters in Betracht. Beispielsweise ist mindestens ein Sensor vorgesehen, der mindestens eine für die Bestimmung der Wasser-Feuchte, von freiem Wasser, eines Überdrucks, einer Leckage eines ein Fluid enthaltenden oder transportierenden Rohrs oder Behälters, eines Berstens oder eines Bruchs (auch bei kein Fluid enthaltenden oder transportierenden Rohren) relevante Messgröße erfasst.
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, das 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.
In manchen Fällen enthalten die Kabelschutzrohre Inertgas wie Stickstoff oder Edelgase wie zum Beispiel Argon oder Xenon oder andere gasförmige chemische Verbindungen, um beispielsweise eine Funkenbildung oder die Entladung von elektrostatischen Potentialen zu unterbinden. Das Schutzgas kann unter Druck stehen. In diesen Fällen ist es sinnvoll, neben der Drucküberwachung eine Leckage des Schutzrohrs über austretendes Gas zu detektieren. Erfindungsgemäß kann die Sensorik aber zum Beispiel auch dazu dienen, eine Leckage im Hinblick auf ein ein Rohr durchströmendes Fluid zu detektieren, welches gegebenenfalls in dem Rohr nicht unter Druck steht. Der Sensor kann beispielsweise auf eine Druckdifferenz ansprechen oder aber auf Feuchtigkeit, die sich durch ein austretendes flüssiges Medium ergibt, beispielsweise Wasser. Auch bei Bersten, Bruch oder Rißbildung des Rohrs können Sensoren verwendet werden, die auf eine Druckdifferenz ansprechen.
Der Sensor kann zum Beispiel auf die Bildung von Kondensationswasser in einem Schutzrohr ansprechen oder die Restfeuchte in der Atmosphäre im Inneren des Schutzrohrs vor einer Kondensation messen. Die Sensorik kann in gewissen Anwendungsfällen sehr empfindlich sein, beispielsweise ein Ansprechen auf Wasserfeuchte ab 1 ppm oder dergleichen. Die verwendeten Kunststoffrohre sind in der Regel permeabel für molekulare Wasserdampfdiffusion und es können geeignete Sensoren verwendet werden, die auf diffundierende Wasserdampfmoleküle ansprechen, beispielsweise bereits in einer Größenordnung von 1 ppm.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Überwachung und/oder Überprüfung mindestens einer Eigenschaft eines nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Rohrs oder Behälters oder eines Rohrs oder Behälters gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mittels mindestens eines Signals in mindestens einem in der Rohrwandung oder Behälterwandung des Rohrs oder Behälters angeordneten Sensor gespeicherte Informationen mittels einer Überwachungseinrichtung aus der Entfernung abgefragt werden. Dies kann zum Beispiel eine Antenne sein, mittels derer man ein Rohr oder einen Behälter abfährt, was auch kontinuierlich geschehen kann. Die Abfrage der im Sensor gespeicherten Information kann zum Beispiel mittels elektromagnetischer Wellen, magnetischer Induktion oder Ultraschall erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn in einer Mehrzahl in der Rohrwandung oder Behälterwandung 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 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.
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 feststellbar ist und auch ein Eingriff zur Schadensbehebung möglichst erfolgen kann, ohne dass das Erdreich dort wo sich eine Störungsstelle befindet, aufgegraben werden muss. 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 oder Behältern möglich ist.
Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung. Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Detailbeschreibung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
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;
2 eine entsprechende Querschnittsdarstellung eines Rohrs gemäß der Variante von 1;
3 eine Seitenansicht eines Rohrs gemäß einer alternativen Variante der vorliegenden Erfindung, wiederum teilweise aufgeschnitten zur Verdeutlichung der Lage der Sensoren;
4 eine entsprechende Querschnittsdarstellung eines Rohrs gemäß der Variante von 3.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohrs oder Behälters, welches (r) mindestens einen Sensor aufweist, der geeignet ist, eine für die ordnungsgemäße Funktion des Rohrs oder Behälters relevante Messgröße zu erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung des Rohrs oder Behälters aus Kunststoff durch ein kunststofftechnisches Formgebungsverfahren der mindestens eine Sensor (1a, 1b) in die Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (1a, 1b), eine Sensorkette oder ein Sensorband in den noch plastischen Kunststoff der Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung vor dessen Erkalten eingearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr oder der Behälter extrudiert wird und der mindestens eine Sensor (1a, 1b) dabei in die Rohrwandung oder Behälterwandung einextrudiert wird, insbesondere durch Extrusion, Coextrusion, Parallelextrusion und/oder chemische oder physikalische Nachbehandlung nach der Extrusion.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (1a, 1b) so in die Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung eingebracht wird, dass er die Rohrwandung oder Behälterwandung außenseitig radial nicht überragt und/oder innenseitig radial nicht in den lichten Querschnitt des Rohrs oder Behälters hineinragt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr als Endlosrohr in kontinuierlicher Fertigung hergestellt wird.
Rohr oder Behälter, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses (r) eine Mehrzahl von Sensoren (1a, 1b) aufweist, die jeweils mit Abstand zueinander entlang einer metrisch fixierten Kette parallel zur Längsachse des Rohrs oder Behälters in der Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung angeordnet sind.
Rohr oder Behälter, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dieses (r) eine Mehrzahl von Sensoren (1a, 1b) aufweist, die jeweils mit Abstand zueinander in einer metrisch fixierten Kette auf einer spiralförmigen Linie um die Längsachse des Rohrs oder Behälters in der Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung angeordnet sind.
Rohr oder Behälter nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses (r) im wesentlichen aus einem Polyolefin, insbesondere einem Polyethylen, Polypropylen, einem Polyaromaten, einem Polyalkan, einem Polycarbonat mit oder ohne Heteroatom oder einem Polyvinylchlorid besteht und der Sensor bzw. die Sensoren in diesen Kunststoff eingebettet sind.
Rohr nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Kabelschutzrohr ist, insbesondere für Kabel oder Leitungen mit Glasfasern, Kunststofffasern, mineralischen Polymerfasern oder Metallen als leitenden oder übertragenden Medien.
Rohr oder Behälter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Sensoren ein Halbleitersensor ist.
Rohr oder Behälter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor einen Mikrochip umfasst, geeignet zur Speicherung von Daten, die für die ordnungsgemäße Funktion des Rohrs oder Behälters relevante Messgrößen betreffen.
Rohr oder Behälter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor vorgesehen ist, der mindestens eine für die Bestimmung der Wasser-Feuchte, von freiem Wasser, eines Überdrucks, einer Leckage eines ein Fluid enthaltenden oder transportierenden Rohrs oder Behälters, eines Berstens oder eines Bruchs (auch bei kein Fluid enthaltenden oder transportierenden Rohren) relevante Messgröße erfasst.
Rohr oder Behälter nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor mit Mitteln ausgerüstet oder kombiniert ist, die eine exakte unterscheidende Ortung dieses Sensors, insbesondere mittels eines Satellitenüberwachungssystems ermöglichen.
Verfahren zur Überwachung und/oder Überprüfung mindestens einer Eigenschaft eines nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Rohrs oder Behälters oder eines Rohrs oder Behälters gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens eines Signals in mindestens einem in der Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung des Rohrs oder Behälters angeordneten Sensor gespeicherte Informationen mittels einer Überwachungseinrichtung aus der Entfernung ohne Leitungsverbindung berührungsfrei abgefragt werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sensor (1a, 1b) gespeicherte Informationen mittels elektromagnetischer Wellen, magnetischer Induktion oder Ultraschall abgefragt werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Antenne, die einen Weg entlang des Rohrs oder Behälters abfährt, in einer Mehrzahl in der Rohrwandung (2, 3) oder Behälterwandung angeordneter Sensoren gespeicherte Informationen abgefragt werden und durch Vergleich der von den einzelnen Sensoren (1a, 1b ) gelieferten Informationen eine Stelle des Rohrs oder Behälters, an der eine Fehlfunktion vorliegt, geortet wird.