DE102015206535A1 - Mobile device, method and system for monitoring material transport lines - Google Patents

Mobile device, method and system for monitoring material transport lines Download PDF

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Thorsten Sohnke
Jamshid Shokrollahi
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten, mit einer ersten Sensorik (3) zur Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung (1), einer zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) zur Erfassung von wenigstens einem Umgebungsparameter der Materialtransportleitung, einem Speicher (8) zur Speicherung von der ersten Sensorik (3) und der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) erfassten Daten, einer Kommunikationsschnittstelle (10) zur Kommunikation mit einem Kontrollzentrum (36) und/oder mit wenigstens einer weiteren mobilen Vorrichtung (1), sowie einer Steuereinheit (9) zur Steuerung der Sensoriken (3, 4, 5, 6, 7), des Speichers (8) und der Kommunikationsschnittstelle (10), wobei die mobile Vorrichtung (1) durch eine Bewegung von zu transportierendem Material in der Materialtransportleitung antreibbar ist, und wobei die mobile Vorrichtung (1) wenigstens ein Mittel zur Einstellung ihres Auftriebes innerhalb des zu transportierenden Materials aufweist.The invention relates to a mobile device (1) for monitoring material transport lines, in particular for transporting liquids, with a first sensor system (3) for determining the position of the mobile device (1), a second sensor system (4, 5, 6, 7) for detection at least one environmental parameter of the material transport line, a memory (8) for storing data recorded by the first sensor system (3) and the second sensor system (4, 5, 6, 7), a communication interface (10) for communication with a control center (36) and / or with at least one further mobile device (1), and a control unit (9) for controlling the sensor systems (3, 4, 5, 6, 7), the memory (8) and the communication interface (10), wherein the mobile Device (1) is drivable by a movement of material to be transported in the material transport line, and wherein the mobile device (1) at least one means for adjusting their buoyancy within the zu having transporting material.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung und einem Verfahren sowie einem System nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a device and a method and a system according to the preamble of the independent claims.

Es ist bekannt, sogenannte Molche (englische Bezeichnung: „smart pigs“) als Reinigungs- und Inspektionsgeräte zum Einsatz in Materialtransportleitungen bzw. Rohrleitungen zu verwenden. Diese Molche sind zum Einen mit Sensoren zur Erfassung von Schäden innerhalb der Rohrleitungen ausgestattet, wie beispielsweise Lecks oder Korrosionen, zum Anderen können Sie auch Geräte zur Reinigung der Rohrleitung aufweisenIt is known to use so-called pigs (English term: "smart pigs") as cleaning and inspection equipment for use in material transport lines or pipelines. These pigs are equipped with sensors to detect damage within the piping, such as leaks or corrosion, and equipment for cleaning the piping

Aus der US 2003/0056607 A1 sind fließfähige Mikrogeräte gezeigt, die mit entsprechender Sensorik ausgestattet eine Pipeline inspizieren können, während sie in dem zu transportierenden Material mitschwimmen. From the US 2003/0056607 A1 Flowable micro devices are shown, equipped with the appropriate sensors can inspect a pipeline while they swim in the material to be transported.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung zur Überwachung von Materialtransportleitungen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ihr Auftrieb innerhalb des zu transportierenden Materials eingestellt werden kann. Da das Profil einer Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über einem Querschnitt einer Rohrleitung nicht homogen bzw. konstant ist und die Strömungsgeschwindigkeit üblicherweise in der Mitte der Rohrleitung am höchsten ist, kann dadurch die Geschwindigkeit, mit der sich die mobile Vorrichtung innerhalb einer Rohrleitung bzw. Materialtransportleitung bewegt, eingestellt werden. Je nach Oberflächenbeschaffenheit der mobilen Vorrichtung bzw. der Innenwand der Materialtransportleitung ist es denkbar, dass die mobile Vorrichtung nach dem Inkontakttreten mit der Innenwand der Materialtransportleitung so stark abgebremst wird, dass ihre Fließgeschwindigkeit 0 m/s beträgt. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die mobile Vorrichtung länger an einem bestimmten Ort innerhalb der Materialtransportleitung verbleiben muss, um dort beispielsweise eine länger dauernde Messung eines Umgebungsparameters der Innenwand der Materialtransportleitung vorzunehmen. The inventive mobile device for monitoring material transport lines with the features of the independent claim has the advantage that their buoyancy can be adjusted within the material to be transported. Since the profile of a flow velocity distribution over a cross-section of a pipeline is not homogeneous and the flow velocity is usually highest in the middle of the pipeline, this can adjust the speed at which the mobile device moves within a pipe or material handling line , Depending on the surface condition of the mobile device or the inner wall of the material transport line, it is conceivable that the mobile device is braked so strongly after contact with the inner wall of the material transport line that its flow rate is 0 m / s. This can be advantageous in particular if the mobile device has to remain at a specific location within the material transport line for a longer period in order to carry out, for example, a longer-lasting measurement of an environmental parameter of the inner wall of the material transport line.

Dies wird erreicht durch eine erfindungsgemäße mobile Vorrichtung zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten mit einer ersten Sensorik zur Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung, einer zweiten Sensorik zur Erfassung von wenigstens einem Umgebungsparameter der Materialtransportleitung, einem Speicher zur Speicherung von von der ersten Sensorik und der zweiten Sensorik erfassten Daten, einer Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit einem Kontrollzentrum und/oder mit wenigstens einer weiteren mobilen Vorrichtung sowie einer Steuereinheit zur Steuerung der Sensoriken, des Speichers und der Kommunikationsschnittstelle, wobei die mobile Vorrichtung durch eine Bewegung von zu transportierendem Material in der Materialtransportleitung antreibbar ist, und wobei die mobile Vorrichtung wenigstens eine Mittel zur Einstellung ihres Auftriebes innerhalb des zu transportierenden Materials aufweist. This is achieved by a mobile device according to the invention for monitoring material transport lines, in particular for transporting liquids with a first sensor for determining the position of the mobile device, a second sensor for detecting at least one environmental parameter of the material transport line, a memory for storing of the first sensor and the second sensor detected data, a communication interface for communication with a control center and / or with at least one other mobile device and a control unit for controlling the sensors, the memory and the communication interface, wherein the mobile device by a movement of material to be transported in the material transport line is drivable, and wherein the mobile device has at least one means for adjusting its buoyancy within the material to be transported.

Unter einer Materialtransportleitung kann im allgemeinen Sinne eine Rohrleitung verstanden werden, die gasförmiges oder flüssiges Material, aber auch eingeschlämmtes Schüttgut transportieren kann. Des Weiteren wird im Folgenden auch das Synonym Pipeline dafür verwendet.Under a material transport line can be understood in the general sense, a pipeline that can transport gaseous or liquid material, but also entrained bulk material. Furthermore, the synonym Pipeline will be used in the following.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Zweckmäßigerweise weist das Mittel zur Einstellung des Auftriebs ein Tariervolumen, ein Druckluftreservoir, ein erstes Ventil und ein zweites Ventil auf. Das erste Ventil bildet hierbei eine schließbare Verbindung zwischen dem Tariervolumen und dem zu transportierenden Material und das zweite Ventil bildet eine schließbare Verbindung zwischen dem Tariervolumen und dem Druckluftreservoir. Dadurch kann die mobile Vorrichtung in einfacher Weise innerhalb eines flüssigen, zu transportierenden Materials austariert werden. Expediently, the means for adjusting the buoyancy comprises a tare volume, a compressed air reservoir, a first valve and a second valve. The first valve forms a closable connection between the tare volume and the material to be transported, and the second valve forms a closable connection between the tare volume and the compressed air reservoir. This allows the mobile device to be easily balanced within a liquid material to be transported.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Sensorik zur Positionsbestimmung Beschleunigungssensoren, Rotationssensoren, Magnetfeldsensoren und/oder GNSS-Sensoren aufweisen. Unter GNSS-Sensoren sind Sensoren zur Positionsbestimmung zu verstehen, die auf ein Globales Navigationssatellitensystem, wie beispielsweise das GPS-System, zurückgreifen. Dadurch, dass diese Sensoren mittlerweile in miniaturisierter Form hergestellt werden können, sind der Platzbedarf dieser Sensoren und die Herstellungskosten sehr gering. Üblicherweise werden mehrere verschiedene dieser aufgezählten mikroelektromechanischen(MEMS-)Sensortypen miteinander in einem Sensorelement kombiniert. Da diese MEMS-Sensorik relativ kostengünstig ist, ist es auch denkbar, dass die mobile Vorrichtung mehrere Sensoren zur Positionsbestimmung aufweist. Dadurch lässt sich die Genauigkeit der Positionsbestimmung weiter erhöhen. Durch die Zuordnung der von der zweiten Sensorik erfassten Umgebungsparameter zu den von der ersten Sensorik zur Bestimmung der Position erfassten Daten, lassen sich Schäden an einer Materialtransportleitung sehr einfach lokalisieren. Durch die Vielzahl an verschiedenen Sensoren zur Erfassung von Umgebungsparametern lässt sich weiterhin die Genauigkeit erhöhen, mit der ein Schaden an einer Materialtransportleitung detektiert wird. In a further embodiment of the invention, the sensor system for position determination can comprise acceleration sensors, rotation sensors, magnetic field sensors and / or GNSS sensors. GNSS sensors are positioning sensors that rely on a global navigation satellite system, such as the GPS system. The fact that these sensors can now be produced in miniaturized form, the space required by these sensors and the production costs are very low. Typically, several different of these enumerated microelectromechanical (MEMS) sensor types are combined together in a sensor element. Since this MEMS sensor is relatively inexpensive, it is also conceivable that the mobile device has a plurality of sensors for position determination. As a result, the accuracy of the position determination can be further increased. By assigning the detected by the second sensor environmental parameters to those of the first sensor To determine the position recorded data, damage to a material transport line can be easily located. The large number of different sensors for detecting environmental parameters can further increase the accuracy with which damage to a material transport line is detected.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Sensorik zur Erfassung einer Umgebung innerhalb einer Materialtransportleitung einen Temperatursensor, einen Drucksensor, ein Mikrofon, einen Ultraschallsensor, einen Lichtsensor und/oder einen chemischen Senor aufweist. Dadurch kann eine Vielzahl an unterschiedlichen Umgebungsparametern innerhalb der Materialtransportleitung erfasst werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass ein feiner Riss bzw. ein Mikroriss in der Materialtransportleitung noch kein Licht eintreten lässt und auch noch kein signifikantes Geräusch erzeugt und damit durch einen optischen Sensor und ein Mikrofon nicht zu detektieren ist, jedoch durch einen Ultraschallsensor erkannt werden kann. Ein größeres Leck innerhalb der Materialtransportleitung kann beispielsweise über Lichteinfall mit einem Lichtsensor detektiert werden. Es ist weiterhin denkbar, solch ein Leck über einen Temperatur- oder Druckunterschied, bzw. durch ein signifikantes Geräusch zu detektieren. Denn ein Leck an einer Wand einer Materialtransportleitung, an welchem eine Flüssigkeit vorbeiströmt, wird eine Turbulenz innerhalb des Strömungsfeldes der vorbeiströmenden Flüssigkeit erzeugen, was eine lokale Temperaturerhöhung und/oder Druckunterschiede bewirken kann. Ferner kann ein Leck ein signifikantes Rauschen bzw. Geräusch erzeugen. Es ist auch denkbar, dass über den chemischen Sensor die Qualität des zu transportierenden Materials überwacht wird. So kann beispielsweise bei einer signifikanten Veränderung der durch den chemischen Sensor erfassten Parameter ab einer bestimmten Position der mobilen Vorrichtung innerhalb der Materialtransportleitung auf eine korrodierte Stelle an der Wand der Materialtransportleitung geschlossen werden. Ferner kann beim Transport zweier verschiedener Flüssigkeiten, die nacheinander durch die Materialtransportleitung bewegt werden, die Position der Grenze zwischen diesen beiden unterschiedlichen Materialien überwacht werden, oder es kann ein Grad der Vermischung beider Materialien über die Zeit bzw. den Ort innerhalb der Materialtransportleitung erfasst werden. Furthermore, it is advantageous if the sensor system for detecting an environment within a material transport line has a temperature sensor, a pressure sensor, a microphone, an ultrasonic sensor, a light sensor and / or a chemical sensor. As a result, a large number of different environmental parameters can be detected within the material transport line. Thus, it is conceivable, for example, that a fine crack or a microcrack in the material transport line still does not allow light to enter and also does not generate any significant noise and thus can not be detected by an optical sensor and a microphone, but can be detected by an ultrasound sensor , A larger leak within the material transport line can be detected for example by incident light with a light sensor. It is also conceivable to detect such a leak via a temperature or pressure difference, or by a significant noise. For a leak on a wall of a material transport line, past which a liquid flows, will create a turbulence within the flow field of the liquid flowing past, which can cause a local temperature increase and / or pressure differences. Furthermore, a leak can generate significant noise. It is also conceivable that the quality of the material to be transported is monitored via the chemical sensor. Thus, for example, in the case of a significant change in the parameters detected by the chemical sensor from a specific position of the mobile device within the material transport line, it is possible to conclude a corroded point on the wall of the material transport line. Further, in transporting two different liquids, which are sequentially moved through the material transport line, the position of the boundary between these two different materials can be monitored, or a degree of mixing of both materials over time or location within the material transport line can be detected.

Zweckmäßigerweise weist die mobile Vorrichtung ein induktiv wiederaufladbares Akkumodul zur Energieversorgung auf. Dadurch lässt sich die mobile Vorrichtung nach einem Einsatz in einer Materialtransportleitung wiederverwenden. Ferner kann dadurch die mobile Vorrichtung als in sich abgeschlossenes, dichtes Gebilde ausgestaltet sein, was die Robustheit gegenüber dem Material bzw. der Flüssigkeit erhöht, in der sich die mobile Vorrichtung befindet. Conveniently, the mobile device has an inductively rechargeable battery module for power supply. As a result, the mobile device can be reused after use in a material transport line. Furthermore, the mobile device can thereby be designed as a self-contained, dense structure, which increases the robustness to the material or the liquid in which the mobile device is located.

Es ist auch denkbar, dass das wiederaufladbare Akkumodul der mobilen Vorrichtung auch auf andere Art und Weise aufgeladen werden kann. Dies kann beispielsweise über piezoelektrische Aktoren oder einen thermoelektrischen Generator erfolgen. Ferner ist es von Vorteil, wenn fakultativ oder zusätzlich der thermoelektrische Generator direkt zur Energieversorgung der mobilen Vorrichtung eingesetzt werden kann.It is also conceivable that the rechargeable battery module of the mobile device can also be charged in other ways. This can be done for example via piezoelectric actuators or a thermoelectric generator. Furthermore, it is advantageous if, optionally or in addition, the thermoelectric generator can be used directly for supplying energy to the mobile device.

Gemäß eines weiteren Aspekts kann vorgesehen sein, dass die mobile Vorrichtung in Kugelform ausgestaltet ist. Hierdurch nimmt sie das geringste Verhältnis zwischen ihrer Oberfläche und ihrem Volumen ein, wodurch sich die chemische und physikalische Wechselwirkung zwischen der Hülle der mobilen Vorrichtung und dem zu transportierenden Material minimiert. Des Weiteren hat eine Kugelform gegenüber eckigen und/oder kantigen Formen bessere Strömungseigenschaften innerhalb eines zu transportierenden flüssigen Mediums. According to a further aspect it can be provided that the mobile device is configured in spherical form. In this way it occupies the lowest ratio between its surface area and its volume, thereby minimizing the chemical and physical interaction between the mobile device shell and the material to be transported. Furthermore, a spherical shape has better flow properties within a liquid medium to be transported compared to angular and / or angular forms.

Vorteilhafterweise weist die mobile Vorrichtung eine Hülle auf, die gegenüber dem zu transportierenden Material chemisch innert ist. Dadurch wird gewährleistet, dass die chemische Wechselwirkung der Hülle der mobilen Vorrichtung mit dem zu transportierenden Material minimiert wird. Dies wirkt sich ferner positiv auf die Lebensdauer der mobilen Vorrichtung bzw. Ihrer Hülle aus. Advantageously, the mobile device has a shell, which is chemically innert in relation to the material to be transported. This ensures that the chemical interaction of the shell of the mobile device with the material to be transported is minimized. This also has a positive effect on the life of the mobile device or your shell.

Die vorstehend genannten Vorteile für die mobile Vorrichtung gelten in entsprechender Weise auch für ein System bestehend aus wenigstens zwei mobilen Vorrichtungen und einer Materialtransportleitung. The aforementioned advantages for the mobile device apply in a corresponding manner also to a system consisting of at least two mobile devices and one material transport line.

Bei einem Verfahren zum Betreiben wenigstens einer mobilen Vorrichtung zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten, sind die Schritte des Einbringens der mobilen Vorrichtung in eine Materialtransportleitung, des Bestimmens einer Position der mobilen Vorrichtung durch eine erste Sensorik, des Erfassens wenigstens eines Umgebungsparameters der mobilen Vorrichtung, insbesondere an der Materialtransportleitung, durch eine zweite Sensorik, des Speicherns der bestimmten Position und des wenigstens einen erfassten Umgebungsparameters durch eine Speichereinheit, des Steuerns der ersten Sensorik, der zweiten Sensorik und einer Kommunikationsschnittstelle durch eine Steuereinheit, sowie des Kommunizierens der mobilen Vorrichtung mit einem Kontrollzentrum und/oder mit weiteren mobilen Vorrichtungen durch die Kommunikationsschnittstelle vorgesehen. In a method for operating at least one mobile device for monitoring material transport lines, in particular for transporting liquids, the steps of introducing the mobile device into a material transport line, determining a position of the mobile device by a first sensor system, the detection of at least one environmental parameter Mobile device, in particular on the material transport line, by a second sensor, the storage of the determined position and the at least one detected environmental parameter by a memory unit, controlling the first sensor, the second sensor and a communication interface by a control unit, and the communicating the mobile device provided with a control center and / or with other mobile devices through the communication interface.

Die Vorteile dieses Verfahrens sind analog zu obigen Ausführungen unter anderem darin zu sehen, dass die von der zweiten Sensorik erfassten Umgebungsdaten direkt an das Kontrollzentrum gesendet werden können. Ferner kann eine mobile Vorrichtung eine zweite oder mehrere nachfolgende mobile Vorrichtungen auf bestimmte Stellen bzw. Positionen innerhalb der Materialtransportleitungen aufmerksam machen. Dadurch lässt sich die Genauigkeit der erfassten Daten weiter erhöhen bzw. statistische Fehler weiter senken. The advantages of this method can be seen, inter alia, in analogy to the above, in that the environmental data acquired by the second sensor system can be sent directly to the control center. Further, a mobile device may alert a second or more subsequent mobile devices to particular locations within the material transport lines. As a result, the accuracy of the recorded data can be further increased or statistical errors further reduced.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die mobile Vorrichtung nach dem Ende der Erfassung von Umgebungsparametern der Materialtransportleitung aus der Materialtransportleitung entnommen werden kann und die aufgenommenen Daten ausgelesen und verarbeitet werden können. Da es nicht immer gewährleistet ist, dass sich ein Kontrollzentrum in einer durch drahtlose Kommunikation überbrückbaren Entfernung befindet, können die erfassten Daten in der Speichereinheit der mobilen Vorrichtung abgespeichert werden und stehen so nachträglich der weiteren Verarbeitung zur Verfügung. Da in diesem Fall auf die Kommunikation mit einem Kontrollzentrum verzichtet werden kann, wird der Leistungsaufnahme der mobilen Vorrichtung reduziert, was ihre Betriebsdauer erhöht. Furthermore, it is advantageous if the mobile device can be removed from the material transport line after the end of the detection of environmental parameters of the material transport line and the recorded data can be read out and processed. Since it is not always ensured that a control center is located in a distance to be bridged by wireless communication, the acquired data can be stored in the memory unit of the mobile device and are thus available for further processing later. Since communication with a control center can be dispensed with in this case, the power consumption of the mobile device is reduced, which increases its service life.

Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass im Schritt des Steuerns die von der ersten Sensorik und der zweiten Sensorik erfassten Daten der ersten mobilen Vorrichtung mit den von einer ersten Sensorik und der von einer zweiten Sensorik erfassten Daten einer zweiten mobilen Vorrichtung verglichen werden und im Falle eines Übereinstimmens der Daten ein Aussenden der Daten durch die Kommunikationsschnittstelle der zweiten mobilen Vorrichtung an das Kontrollzentrum unterdrückt wird. Dadurch kann vermieden werden, dass von mehreren mobilen Vorrichtungen erfasste, redundante Daten an das Kontrollzentrum verschickt werden. Dies reduziert die Datenrate im Netzwerk zwischen dem Kontrollzentrum und der mobilen Vorrichtung bzw. der mobilen Vorrichtungen sowie zwischen den mobilen Vorrichtungen untereinander, und andererseits wird dadurch bei jeder einzelnen mobilen Vorrichtung die Leistungsaufnahme reduziert, was deren Betriebsdauern erhöht. Conveniently, it can be provided that, in the step of controlling, the data of the first mobile device detected by the first sensor system and the second sensor device are compared with the data of a second mobile device detected by a first sensor system and by a second sensor system, and in the case of a match the data is suppressed from sending the data through the communication interface of the second mobile device to the control center. As a result, it is possible to prevent redundant data acquired by a plurality of mobile devices from being sent to the control center. This reduces the data rate in the network between the control center and the mobile device and between the mobile devices with each other, and on the other hand reduces the power consumption of each individual mobile device, which increases their service lives.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Schritt des Steuerns ein Mittel zur Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung in Abhängigkeit von den Daten der Sensorik zur Positionsbestimmung derart angesteuert wird, dass die mobile Vorrichtung im zu transportierenden Material schwebt. Dadurch kann gewährleistet werden, dass sich die mobile Vorrichtung im Wesentlichen mit einer konstanten Geschwindigkeit längs zur Materialtransportleitung im zu transportierenden Material bewegt. In a further embodiment of the invention it can be provided that in the step of controlling a means for adjusting the buoyancy of the mobile device in response to the data of the sensor for position determination is controlled such that the mobile device floats in the material to be transported. This can ensure that the mobile device moves at a constant speed along the material transport line in the material to be transported substantially.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Schritt des Steuerns des Mittels zur Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung die Einstellung des Auftriebs durch das Kontrollzentrum erfolgen kann. Dadurch lässt sich beispielsweise die Position der mobilen Vorrichtung bezüglich einer vertikalen Achse innerhalb der Materialtransportleitung einstellen, und dadurch beispielsweise auch die Geschwindigkeit regeln, mit der sich die mobile Vorrichtung längs zur Materialtransportleitung innerhalb des zu transportierenden Materials bewegt. Dadurch lässt sich eine mobile Vorrichtung lösen, die beispielsweise an einem Hindernis, wie einer Stelle mit starker Korrosion, festsitzt. Hierbei kann über das externe Kontrollzentrum der Auftrieb bzw. Abtrieb der mobilen Vorrichtung derart eingestellt werden, dass sich die mobile Einrichtung von dem Hinderniss an der Materialtransportleitungswand lösen kann. Furthermore, it is advantageous if, in the step of controlling the means for adjusting the buoyancy of the mobile device, the adjustment of the buoyancy by the control center can take place. As a result, for example, the position of the mobile device with respect to a vertical axis within the material transport line can be adjusted, thereby regulating, for example, the speed at which the mobile device moves along the material transport line within the material to be transported. As a result, it is possible to detach a mobile device stuck to, for example, an obstacle such as a strong corrosion site. In this case, the buoyancy or downforce of the mobile device can be adjusted via the external control center such that the mobile device can release itself from the obstacle on the material transport line wall.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren und aus den abhängigen Ansprüchen. Further advantages will become apparent from the following description of embodiments with reference to the figures and from the dependent claims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings with reference to several figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen mobilen Vorrichtung in der Ausgestaltungsform einer Kugel; 1 a schematic representation of a cross section of a mobile device according to the invention in the embodiment of a ball;

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems bestehend aus mehreren mobilen Vorrichtung, einer Materialtransportleitung und einem externen Kontrollzentrum; 2 a schematic representation of a system according to the invention consisting of several mobile device, a material transport line and an external control center;

3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer erfindungsgemäßen mobilen Vorrichtung zur Überwachung von Materialtransportleitung; sowie 3 a flow diagram of a method according to the invention for operating a mobile device according to the invention for monitoring material transport line; such as

4 ein Flussdiagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung. 4 a flow chart illustrating the adjustment of the buoyancy of the mobile device according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In 1 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer mobilen Vorrichtung 1 zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten, in Kugelform gezeigt. In 1 is a schematic representation of a cross-section of a mobile device 1 for monitoring material transport lines, in particular for the transport of liquids, shown in spherical form.

Die mobile Vorrichtung 1 weist eine Hülle 2 aus einem mechanisch und chemisch stabilen Material auf. Diese Hülle 2 stellt somit ein mechanisches Gerüst der mobilen Vorrichtung 1 dar, mit welchem die folgenden Elemente mechanisch verbunden sind: Die mobile Vorrichtung 1 weist unter anderem eine Positionssensorik 3 zur Bestimmung der Position der mobilen Vorrichtung 1 innerhalb einer Materialtransportleitung auf. Sie weist ferner einen Temperatursensor 4 zur Bestimmung einer Temperatur 1, einen Drucksensor 5 zur Bestimmung eines absoluten Drucks und/oder ein Mikrofon 6 zur Aufnahme von Umgebungsgeräuschen innerhalb einer Materialtransportleitung auf. Weiterhin umfasst die mobile Vorrichtung 1 einen Ultraschallsensor 7 zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen innerhalb einer Materialtransportleitung. Ferner weist die mobile Vorrichtung 1 eine Speichereinheit 8 zum Speichern von erfassten und/oder empfangenen Daten und eine Steuereinheit 9 zur Ansteuerung der Komponenten der mobilen Vorrichtung 1 auf. Die mobile Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Kommunikationsschnittstelle 10 zum Kommunizieren mit einer Kontrolleinheit und/oder wenigstens einer weiteren mobilen Vorrichtung 1, ein Akkumodul 11 zur Energieversorgung, sowie ein Induktionslademodul 12 zum Aufladen des Akkumoduls 11. Des Weiteren ist innerhalb der mobilen Vorrichtung 1 ein vorzugsweise konzentrisch ausgestaltetes Tariervolumen 15 angeordnet. Dieses Tariervolumen 15 wird durch eine innere Hülle 22 gebildet, welche vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht wie die äußere Hülle 2 der mobilen Vorrichtung 1. Die innere Hülle 22 des Tariervolumens 15 ist über eine Leitung 19 mit der äußeren Hülle 2 mechanisch fest verbunden. An der inneren Hülle 22 des Tariervolumens 15 ist ein Druckluftreservoir 16 angebracht, welches über ein erstes Ventil 17 mit dem Tariervolumen 15 verbunden ist. Über dieses erste Ventil 17 kann bei Bedarf Druckluft aus dem Druckluftreservoir 16 in das Tariervolumen 15 eingeleitet werden. Das Tariervolumen 15 bzw. die Leitung 19 weisen ein zweites Ventil 18 auf, durch welches eine schließbare Verbindung zwischen dem Tariervolumen 15 und der äußeren Umgebung der mobilen Vorrichtung 1 hergestellt wird. Das erste Ventil 17, das zweite Ventil 18, sowie die Positionssensorik 3, die Speichereinheit 8, die Kommunikationsschnittstelle 10, sowie das Akkumodul 11 sind elektrisch mit der Steuereinheit 9 verbunden. Ebenso sind der Temperatursensor 4, der Drucksensor 5, das Mikrofon 6 und der Ultraschallsensor 7 elektrisch mit der Steuereinheit 9 verbunden, wobei diese Verbindungen aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Zeichnung nicht eingetragen sind. Der Temperatursensor 4, der Drucksensor 5, das Mikrofon 6 und der Ultraschallsensor 7 sind so in der mobilen Vorrichtung 1 bzw. deren Hülle 2 angeordnet, dass sie einen Kontakt zu einem die mobile Vorrichtung 1 umgebenden Medium haben. Sie können beispielsweise mechanisch in die Hülle 2 integriert sein. Es ist auch denkbar, dass ein Zwischenraum 13 zwischen der äußeren Hülle 2 und der inneren Hülle 22, in welchem sich die zuvor erwähnten Komponenten befinden, zumindest teilweise oder ganz aus dem gleichen Material wie die Hülle 2 besteht. Vorzugsweise kann dieser Zwischenraum 13 in einer anderen Ausgestaltungsform der Erfindung auch mit einem mechanisch stabilen Material ausgeschäumt sein. The mobile device 1 has a shell 2 made of a mechanically and chemically stable material. This shell 2 thus provides a mechanical framework of the mobile device 1 with which the following elements are mechanically connected: The mobile device 1 has, among other things, a position sensor 3 for determining the position of the mobile device 1 within a material transport line. It also has a temperature sensor 4 for determining a temperature 1 , a pressure sensor 5 for determining an absolute pressure and / or a microphone 6 for receiving ambient noise within a material transport line. Furthermore, the mobile device comprises 1 an ultrasonic sensor 7 for transmitting and receiving ultrasound signals within a material transport line. Furthermore, the mobile device 1 a storage unit 8th for storing acquired and / or received data and a control unit 9 for controlling the components of the mobile device 1 on. The mobile device 1 further includes a communication interface 10 for communicating with a control unit and / or at least one other mobile device 1 , a battery module 11 for power supply, as well as an induction charging module 12 to charge the battery module 11 , Furthermore, within the mobile device 1 a preferably concentric tare volume 15 arranged. This tare volume 15 is through an inner shell 22 formed, which preferably consists of the same material as the outer shell 2 the mobile device 1 , The inner shell 22 tare volume 15 is over a line 19 with the outer shell 2 mechanically firmly connected. On the inner shell 22 tare volume 15 is a compressed air reservoir 16 attached, which via a first valve 17 with the tare volume 15 connected is. About this first valve 17 can if necessary compressed air from the compressed air reservoir 16 into the tare volume 15 be initiated. The tare volume 15 or the line 19 have a second valve 18 through which a closable connection between the tare volume 15 and the external environment of the mobile device 1 will be produced. The first valve 17 , the second valve 18 , as well as the position sensors 3 , the storage unit 8th , the communication interface 10 , as well as the battery module 11 are electrical with the control unit 9 connected. Likewise, the temperature sensor 4 , the pressure sensor 5 , the microphone 6 and the ultrasonic sensor 7 electrically with the control unit 9 connected, these compounds are not listed for reasons of clarity in the drawing. The temperature sensor 4 , the pressure sensor 5 , the microphone 6 and the ultrasonic sensor 7 are so in the mobile device 1 or their shell 2 arranged that they make contact with a the mobile device 1 have surrounding medium. You can, for example, mechanically in the shell 2 be integrated. It is also conceivable that a gap 13 between the outer shell 2 and the inner shell 22 in which the aforementioned components are located, at least partially or wholly of the same material as the envelope 2 consists. Preferably, this gap 13 be filled with a mechanically stable material in another embodiment of the invention.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung ist es denkbar, dass die mobile Vorrichtung 1 fakultativ oder zusätzlich einen in der Zeichnung nicht gezeigten, chemischen Sensor aufweist, der das zu transportierende Material auf seine Qualität hin bzw. auf bestimmte Parameter hin analysiert.In a further embodiment of the invention, it is conceivable that the mobile device 1 optionally or additionally has a chemical sensor, not shown in the drawing, which analyzes the material to be transported in terms of its quality or on certain parameters out.

Befindet sich die mobile Vorrichtung 1, wie in 2 gezeigt, innerhalb einer Pipeline 30, welche eine Flüssigkeit transportiert, kann ihr Auftrieb mittels des Tariervolumens 15, des Druckluftreservoirs 16 und der Ventile 17 und 18 eingestellt werden. Die mobile Vorrichtung 1 schwebt in einer Flüssigkeit, wenn die effektive Dichte der mobilen Vorrichtung 1 gleich der Dichte der Flüssigkeit ist. Unter einer effektiven Dichte ist bei der mobilen Vorrichtung 1 der Quotient aus ihrer Masse und ihrem Volumen zu verstehen. Unter dem Volumen der mobilen Vorrichtung soll hierbei der Raum verstanden werden, welcher von der Hülle 2 umschlossen wird. Das bedeutet, dass die mobile Vorrichtung 1, je nachdem in welcher Flüssigkeit sie sich befindet, in dieser Flüssigkeit absinken, schweben, oder aufsteigen kann. Durch Öffnen des zweiten Ventils 18 der mobilen Vorrichtung 1 kann Flüssigkeit in das Tariervolumen 15 gelangen. Dadurch steigt die Masse der mobilen Vorrichtung 1, wodurch sich die effektive Dichte erhöht. Denn das Volumen der mobilen Vorrichtung 1 ändert sich nicht. Is the mobile device 1 , as in 2 shown within a pipeline 30 which transports a liquid, its buoyancy by means of the tare volume 15 , the compressed air reservoir 16 and the valves 17 and 18 be set. The mobile device 1 floats in a liquid when the effective density of the mobile device 1 is equal to the density of the liquid. Under an effective density is in the mobile device 1 to understand the quotient of their mass and their volume. The volume of the mobile device is to be understood here as meaning the space which comes from the shell 2 is enclosed. That means the mobile device 1 Depending on the liquid in which it is, it may sink, float, or rise in this liquid. By opening the second valve 18 the mobile device 1 can liquid in the tare volume 15 reach. This increases the mass of the mobile device 1 , which increases the effective density. Because the volume of the mobile device 1 does not change.

Durch das erste Ventil 17 kann Druckluft aus dem Druckluftreservoir 16 in das zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllte Tariervolumen 15 gepresst werden. Dadurch wird bei dem gleichzeitig geöffneten zweiten Ventil 18 unter anderem auch Flüssigkeit aus dem Tariervolumen 15 herausgepresst, wodurch sich die Masse der mobilen Vorrichtungen 1 verringert, und sich dadurch ihre effektive Dichte ebenfalls verringert. Through the first valve 17 can be compressed air from the compressed air reservoir 16 in the at least partially filled with liquid tare 15 be pressed. This will be at the same time opened second valve 18 including liquid from the tare volume 15 squeezed out, thereby increasing the mass of mobile devices 1 decreases, thereby also reducing their effective density.

In einem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass das Einsatzgebiet bzw. das Material feststeht, welches in einer Materialtransportleitung transportiert wird. Es wird hierbei angenommen, dass es sich bei dem Material um Öl mit einer Dichte von 0,9 g/cm3 handelt. Die mobile Vorrichtung 1 ist als Kugel ausgestaltet und weist einen Radius von 2,5 cm3 und daher ein Volumen von ca. 65 cm auf. Zweckmäßigerweise wird die Masse der mobilen Vorrichtung 1 bei der Fertigung der mobilen Vorrichtung 1 derart gewählt, dass ihre effektive Dichte geringfügig kleiner als die Dichte des Öls ist und beispielsweise 0,85 g/cm3 beträgt. Um diese effektive Dichte aufzuweisen, müsste die Masse der mobilen Vorrichtung 1 ca. 55 g betragen. Dadurch wird die mobile Vorrichtung 1 in dem Öl eine Auftriebskraft erfahren, die durch die Positionssensorik 3 der mobilen Vorrichtung 1 erfasst wird. Um diese Auftriebskraft zu minimieren, kann nun durch Öffnen des ersten Ventils 17 Öl in das Tariervolumen 15 gelangen, wodurch sich die Masse der mobilen Vorrichtung 1 erhöht. Die Steuerung der mobilen Vorrichtung 1 wird dann das erste Ventil 17 der mobilen Vorrichtung 1 schließen, wenn die Positionssensorik 3 keinen Auftrieb mehr registriert. Dies ist dann der Fall, wenn die Masse der mobilen Vorrichtung 1 gerade die Masse des von dem Volumen der mobilen Vorrichtung 1 verdrängten Öls entspricht, nämlich 58,5 g. Der Massenunterschied von 3,25 g rührt durch die entsprechende Menge Öl von ca. 3,6 cm3 her, die in das Tariervolumen 15 gelangt ist. Der Radius des vorteilhaft als Kugelform ausgestalteten Tariervolumens 15 sollte hierbei mindestens 1 cm betragen.In one embodiment, it is assumed that the application area or the material that is transported in a material transport line is fixed. It is assumed here that the material is oil with a density of 0.9 g / cm 3 . The mobile device 1 is designed as a sphere and has a radius of 2.5 cm 3 and therefore a volume of approx. 65 cm up. Conveniently, the mass of the mobile device 1 in the manufacture of the mobile device 1 chosen so that their effective density is slightly smaller than the density of the oil and, for example, 0.85 g / cm 3 . To have this effective density, the mass of the mobile device would have to be 1 about 55 g. This will be the mobile device 1 in the oil experienced a buoyancy force by the position sensors 3 the mobile device 1 is detected. To minimize this buoyancy force, it is now possible to open by opening the first valve 17 Oil in the tare volume 15 , thereby increasing the mass of the mobile device 1 elevated. The control of the mobile device 1 then becomes the first valve 17 the mobile device 1 close when the position sensors 3 no more buoyancy registered. This is the case when the mass of the mobile device 1 just the mass of the volume of the mobile device 1 displaced oil, namely 58.5 g. The mass difference of 3.25 g is due to the corresponding amount of oil of about 3.6 cm 3 ago, in the tare volume 15 has arrived. The radius of the advantageously designed as spherical shape tare volume 15 should be at least 1 cm.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel soll die gleiche mobile Vorrichtung 1 aus dem obigen Beispiel in einer Transportleitung verwendet werden, die Wasser transportiert. Die Dichte von Wasser beträgt ca. 1 g/cm3, d.h. die mobile Vorrichtung 1 mit dem Volumen von 65 cm3, mit der Masse von 55,25 g und der daraus resultierenden effektiven Dichte von 0,85 g/cm3 wird eine Auftriebskraft erfahren, die durch die Positionssensorik 3 der mobilen Vorrichtung 1 erfasst wird. Um diese Auftriebskraft zu minimieren, kann nun durch Öffnen des ersten Ventils 17 Wasser in das Tariervolumen 15 gelangen, wodurch sich die Masse der mobilen Vorrichtung 1 erhöht. Die Steuerung der mobilen Vorrichtung 1 wird dann das erste Ventil 17 der mobilen Vorrichtung 1 schließen, wenn die Positionssensorik 3 keinen Auftrieb mehr registriert. Dies ist dann der Fall, wenn die Masse der mobilen Vorrichtung 1 gerade die Masse des von dem Volumen der mobilen Vorrichtung 1 verdrängten Wassers entspricht, nämlich 65 g. Der Massenunterschied von 9,75 g rührt durch die entsprechende Menge Wasser von 9,75 cm3 her, die in das Tariervolumen 15 gelangt ist. Der Radius des Tariervolumens 15 sollte hierbei mindestens 1,35 cm betragen.In a further embodiment, the same mobile device 1 from the above example can be used in a transport line that transports water. The density of water is about 1 g / cm 3 , ie the mobile device 1 With the volume of 65 cm 3 , with the mass of 55.25 g and the resulting effective density of 0.85 g / cm 3 , a buoyancy force is experienced by the position sensors 3 the mobile device 1 is detected. To minimize this buoyancy force, it is now possible to open by opening the first valve 17 Water in the tare volume 15 , thereby increasing the mass of the mobile device 1 elevated. The control of the mobile device 1 then becomes the first valve 17 the mobile device 1 close when the position sensors 3 no more buoyancy registered. This is the case when the mass of the mobile device 1 just the mass of the volume of the mobile device 1 displaced water, namely 65 g. The mass difference of 9.75 g stirred by the corresponding amount of water of 9.75 cm 3 , which in the tare volume 15 has arrived. The radius of the tare volume 15 This should be at least 1.35 cm.

In 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems bestehend aus mehreren mobilen Vorrichtungen 1 und einer Pipeline 30 gezeigt. An der Pipeline 30 sind Öffnungen für den Einlass 31 und den Auslass 32 angedeutet. Der Abstand zwischen Einlass 31 und Auslass 32 bzw. die Länge der Pipeline 30 kann hierbei von einigen 100 Metern bis zu einigen 100 Kilometern variieren. In der Pipeline 30 wird ein zu transportierendes Material gefördert, was im Folgenden Medium 34 genannt wird. Die Fließrichtung des Mediums 34 ist durch Pfeile 33 angedeutet. Beispielhaft sind drei mobile Vorrichtungen 1 gezeigt, wobei jeweils eine mobile Vorrichtung 1 am Einlass 31, innerhalb der Pipeline 30 sowie am Auslass 32 angeordnet ist. In 2 is a schematic representation of a system according to the invention consisting of several mobile devices 1 and a pipeline 30 shown. At the pipeline 30 are openings for the inlet 31 and the outlet 32 indicated. The distance between inlet 31 and outlet 32 or the length of the pipeline 30 may be of some 100 Meters up to a few 100 Kilometers vary. In the pipeline 30 a material to be transported is conveyed, which in the following medium 34 is called. The flow direction of the medium 34 is by arrows 33 indicated. Exemplary are three mobile devices 1 shown, each with a mobile device 1 at the inlet 31 , within the pipeline 30 as well as at the outlet 32 is arranged.

Ferner sind an der Pipeline 30 in bestimmten Abständen Basisstationen 35 angebracht. Die jeweiligen Positionen der Basisstationen 35 an der Pipeline 30 sind bekannt. Ferner ist ein Kontrollzentrum 36 gezeigt, welches mit einer Kommunikationsschnittstelle 37 verbunden ist. Die Pipeline 30 weist eine erste Knickstelle 38 und eine zweite Knickstelle 39 auf. An diesen Knickstellen 38, 39 ändert die Längsachse der Pipeline 30 und somit auch die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 34 ihre Richtung. Further, at the pipeline 30 at certain intervals base stations 35 appropriate. The respective positions of the base stations 35 at the pipeline 30 are known. It is also a control center 36 shown which with a communication interface 37 connected is. The pipeline 30 has a first kink 38 and a second kink 39 on. At these kinks 38 . 39 changes the longitudinal axis of the pipeline 30 and thus also the flow velocity of the medium 34 their direction.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer mobilen Vorrichtung 1 zur Überwachung von Materialtransportleitungen, sowie ein System bestehend aus mehreren mobilen Vorrichtungen 1 und einer Materialtransportleitung, werden in dem Ablaufdiagramm in 3 beschrieben. In einem ersten Schritt 50 wird eine mobile Vorrichtung 1 am Einlass 31 in die Pipeline 30 eingebracht. Sie wird nun in einem zu transportierenden Material bzw. in einer zu transportierenden Flüssigkeit, dem Medium 34, gemäß der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 34 mitgetragen. Falls die effektive Dichte der mobilen Vorrichtung 1 nicht der Dichte des Mediums 34 entspricht, kann sich die mobile Vorrichtung 1 austarieren. Das Austarieren der mobilen Vorrichtung 1 kann abhängig von der Temperatur bzw. vom Druck des Mediums 34 mehrmals nacheinander nötig sein. Auf das Tarierverfahren wird in 4 näher eingegangen. Nach dem Einbringen der mobilen Vorrichtung 1 in das Medium 34 können Schritte 52 der Positionsbestimmung, 54 des Erfassens der Umgebungsparameter sowie 56 des Speicherns der erfassten Daten nahezu zeitgleich erfolgen. Der Schritt 52 der Positionsbestimmung kann beispielsweise über die Positionssensorik 3 der mobilen Vorrichtung 1 erfolgen. Die Positionssensorik 3 weist hierbei drei zueinander orthogonal angeordnete Beschleunigungssensoren sowie drei zueinander orthogonal angeordnete Drehratensensoren auf. Erstere detektieren die lineare Beschleunigung in Richtung der X- bzw. Y- bzw. Z-Achse, worüber durch zweimalige Integration die in X-, Y- und Z-Richtung zurückgelegte Wegstrecke berechnet werden kann. Die Drehratensensoren detektieren die Winkelgeschwindigkeit um die X-, Y- bzw. Z-Achse, worüber sich mit einfacher Integration die Drehbewegung um die X-, Y- oder Z-Achse berechnen lässt. Zur Bestimmung der Integrationskonstanten sowie um die Drift der genannten Sensoren zu korrigieren, können zusätzlich Magnetfeldsensoren die Positionssensorik 3 ergänzen.An inventive method for operating a mobile device 1 for monitoring material transport lines, as well as a system consisting of several mobile devices 1 and a material transport line are shown in the flowchart in 3 described. In a first step 50 becomes a mobile device 1 at the inlet 31 into the pipeline 30 brought in. It is now in a material to be transported or in a liquid to be transported, the medium 34 , according to the flow rate of the medium 34 supported. If the effective density of the mobile device 1 not the density of the medium 34 corresponds, the mobile device may 1 austarieren. Balancing the mobile device 1 may depend on the temperature or pressure of the medium 34 be necessary several times in succession. On the taring method is in 4 discussed in more detail. After insertion of the mobile device 1 into the medium 34 can take steps 52 the position determination, 54 of detecting environmental parameters as well 56 the storage of the collected data almost simultaneously. The step 52 the position determination can, for example, via the position sensor 3 the mobile device 1 respectively. The position sensor 3 has three mutually orthogonal acceleration sensors and three mutually orthogonal rotation rate sensors. The former detect the linear acceleration in the direction of the X or Y or Z axis, by means of which the distance traveled in the X, Y and Z directions can be calculated by integrating twice. The yaw rate sensors detect the angular velocity about the X, Y or Z axis, which can be used to calculate the rotational movement about the X, Y or Z axis with simple integration. To determine the integration constants as well as to correct the drift of said sensors, magnetic field sensors can additionally detect the position sensors 3 complete.

In einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung können alternativ oder zusätzlich zu den Magnetfeldsensoren GNSS-Sensoren verwendet werden. Dadurch wird die Genauigkeit der Positionssensorik 3 weiter erhöht. In a further embodiment of the invention, GNSS sensors can be used as an alternative or in addition to the magnetic field sensors. This will increase the accuracy of the position sensor 3 further increased.

Fakultativ können auch die Basisstationen 35 zur Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung 1 entlang der Längsachse der Pipeline 30 genutzt werden. So kann eine Basisstation 35 beispielsweise über einen an der Basisstation 35 angebrachten Dauermagneten durch ein von dem Dauermagneten ausgehendes Magnetfeld von einer entsprechenden Sensorik an der mobilen Vorrichtung 1 detektiert werden. Weiterhin ist denkbar, dass jede der Basisstationen 35 ein bestimmtes akustisches oder elektromagnetisches Signal aussendet, welches ebenfalls durch Sensorik an der mobilen Vorrichtung 1 detektiert werden kann. Da die Positionen aller Basisstationen 35 entlang der Pipeline 30 bekannt sind, kann somit alternativ oder zusätzlich zur Positionssensorik 3 der mobilen Vorrichtung 1 die Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung 1 verbessert werden.Optionally, also the base stations 35 for determining the position of the mobile device 1 along the longitudinal axis of the pipeline 30 be used. So can a base station 35 for example, one at the base station 35 mounted permanent magnet by a magnetic field emitted from the permanent magnet of a corresponding sensor on the mobile device 1 be detected. Furthermore, it is conceivable that each of the base stations 35 emits a specific acoustic or electromagnetic signal, which also by sensors on the mobile device 1 can be detected. Because the positions of all base stations 35 along the pipeline 30 are known, can thus alternatively or additionally to the position sensor 3 the mobile device 1 the positioning of the mobile device 1 be improved.

Ferner ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung denkbar, dass die Trajektorie bzw. die Form der Pipeline 30 bzw. ihrer Längsachse zur Positionsbestimmung benutzt wird. So kann beispielsweise eine mobile Vorrichtung 1 beim Passieren des ersten Knicks 38 an der Pipeline 30 über ihre Positionssensorik 3 eine Richtungsänderung entlang der Längsachse der Pipeline 30 feststellen. Da der geografische Ort des ersten Knicks 38 bekannt ist, lässt sich darüber auch die momentane Position der mobilen Vorrichtung 1 entlang der Längsachse der Pipeline 30 bestimmen. Analoges gilt für die zweite Knickstelle 39. Weiterhin ist denkbar, dass alternativ oder zusätzlich zur Verbesserung der Genauigkeit der Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung 1 auch ihre Geschwindigkeit, sowie die Zeitdauer mit einbezogen wird, die sie benötigt, um von einer Basisstation 35 zur nächsten Basisstation 35, oder von der ersten Knickstelle 38 zur zweiten Knickstelle 39 zu gelangen.Furthermore, in a further embodiment of the invention, it is conceivable that the trajectory or the shape of the pipeline 30 or its longitudinal axis is used for position determination. For example, a mobile device 1 when passing the first bend 38 at the pipeline 30 about their position sensors 3 a change of direction along the longitudinal axis of the pipeline 30 determine. Because the geographical location of the first bend 38 is known, it can also be the current position of the mobile device 1 along the longitudinal axis of the pipeline 30 determine. The same applies to the second kink 39 , Furthermore, it is conceivable that as an alternative or in addition to improving the accuracy of the position determination of the mobile device 1 her speed, as well as the amount of time she needs to get from a base station 35 to the next base station 35 , or from the first kink 38 to the second kink 39 to get.

In dem Schritt 54 des Erfassens der Umgebungsparameter werden alle der mobilen Vorrichtung 1 zur Verfügung stehenden Sensoren genutzt, um die Pipeline 30 nach Schäden zu untersuchen, wie beispielsweise Mikrorisse, Risse, Lecks und/oder Korrosionsstellen. Durch diese Vielzahl verschiedener Sensoren, kann die Genauigkeit einer Detektion eines Schadens an der Pipeline 30 verbessert werden. Die von dem Temperatursensor 4, dem Drucksensor 5, dem Mikrophon 6, und dem Ultraschallsensor 7 erfassten Daten werden in dem Schritt 56 in der Speichereinheit 8 der mobilen Vorrichtung 1 abgespeichert. In the step 54 detecting the environmental parameters all become the mobile device 1 available sensors used to pipeline 30 after damage, such as microcracks, cracks, leaks and / or corrosion spots. Through this variety of different sensors, the accuracy of detection of damage to the pipeline can be 30 be improved. The of the temperature sensor 4 , the pressure sensor 5 the microphone 6 , and the ultrasonic sensor 7 captured data will be in the step 56 in the storage unit 8th the mobile device 1 stored.

Es folgt ein Schritt 58 des Entnehmens der mobilen Vorrichtung aus der Pipeline 30 am Auslass 32. Nun können in einem Schritt 60 die gespeicherten Daten ausgelesen werden. In einem weiteren Schritt 62 erfolgt die Verarbeitung der Daten, in welchem die über die Sensorik zur Erfassung der Umgebung gewonnenen Daten miteinander verglichen werden. Treten dabei zu einem Zeitpunkt bei von mehreren Sensoren erfassten Daten signifikante Änderungen auf, so kann auf ein Schaden an der Pipeline 30 geschlossen werden. Da auch die von der Positionssensorik 3 ermittelten Positionen bekannt sind, kann die Stelle des vermeintlichen Schadens an der Pipeline 30 schnell lokalisiert werden und der Schaden kann somit schnell behoben werden. Fakultativ kann in einer anderen Ausführungsform der Erfindung nach dem Schritt 56 des Speicherns der Daten ein Schritt 66 des Versendens der Daten an das Kontrollzentrum 36 erfolgen. Dadurch ist gewährleistet, dass etwaige auftretende Schäden an der Pipeline 30 nicht erst nach dem Auslesen der Speichereinheit 8 der mobilen Vorrichtung 8 bekannt werden, sondern schon während sich die mobile Vorrichtung 1 im Medium 34 innerhalb der Pipeline 30 bewegt.It follows a step 58 the removal of the mobile device from the pipeline 30 at the outlet 32 , Well, in one step 60 the stored data are read out. In a further step 62 the processing of the data takes place in which the data obtained via the sensors for detecting the environment are compared with one another. Significant changes occur at a point in data collected by multiple sensors, such as damage to the pipeline 30 getting closed. Because of the position sensors 3 Determined positions are known, the site of the alleged damage to the pipeline 30 be localized quickly and the damage can thus be repaired quickly. Optionally, in another embodiment of the invention after step 56 saving the data one step 66 sending the data to the control center 36 respectively. This ensures that any damage occurring to the pipeline 30 not only after reading the memory unit 8th the mobile device 8th become known, but already while the mobile device 1 in the medium 34 within the pipeline 30 emotional.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, dass nicht nur eine mobile Vorrichtung am Einlass 31 der Pipeline 30 in das Medium 34 gegeben wird, sondern mehrere mobile Vorrichtungen 1, jeweils durch vorgegebene zeitliche Abstände voneinander getrennt. Liegen die zeitlichen Abstände und somit auch die räumlichen Abstände zwischen den mobilen Vorrichtungen 1 innerhalb der Pipeline innerhalb eines vorgegebenen Bereichs, so können diese über ihre Kommunikationsschnittstellen 10 beispielsweise über eine Low-Range-WLAN, eine Bluetooth- oder eine sonstige Funkverbindung miteinander kommunizieren. Dadurch kann nach dem Schritt 56 des Speicherns der Daten fakultativ ein Schritt 64 des Vergleichens der von verschiedenen mobilen Vorrichtungen 1 erfassten Umgebungsparameter erfolgen. Wenn sich nun herausstellt, dass die von dem Temperatursensor 4, von dem Drucksensor 5, von dem Mikrophon 6, und/oder von dem Ultraschallsensor 7 erfassten Daten der ersten mobilen Vorrichtung 1 von den durch die Sensorik der zweiten mobilen Vorrichtung 1 erfassten Daten nicht signifikant unterscheiden, so werden nur die durch die erste mobile Vorrichtung 1 erfassten Daten im Schritt 66 des Kommunizierens mit dem Kontrollzentrum an dieses weitergegeben. Dadurch wird vermieden, dass von mehreren mobilen Vorrichtungen 1 erfasste, redundante Daten das Kommunikationsnetzwerk zwischen dem Kontrollzentrum 36 und der mobilen Vorrichtung 1 bzw. zwischen den mobilen Vorrichtungen 1 untereinander zu stark belasten. Ferner wird dadurch auch die Rechnerkapazität verringert, die benötigt wird, um die Daten auszuwerten.In an alternative embodiment of the invention, it is conceivable that not only a mobile device at the inlet 31 the pipeline 30 into the medium 34 is given, but several mobile devices 1 , each separated by predetermined time intervals. Are the time intervals and thus the spatial distances between the mobile devices 1 within the pipeline within a given range, they can do so via their communication interfaces 10 For example, communicate with each other via a low-range WLAN, a Bluetooth or other wireless connection. This can be done after the step 56 of storing the data optionally a step 64 comparing that of various mobile devices 1 detected environmental parameters take place. If it now turns out that by the temperature sensor 4 , from the pressure sensor 5 , from the microphone 6 , and / or from the ultrasonic sensor 7 captured data of the first mobile device 1 from the sensors of the second mobile device 1 detected data does not differ significantly, only the first mobile device 1 collected data in step 66 of communicating with the control center passed to this. This will avoid being missed by multiple mobile devices 1 detected, redundant data the communication network between the control center 36 and the mobile device 1 or between the mobile devices 1 burden each other too much. It also reduces the computing capacity needed to evaluate the data.

Alternativ können die Daten mehrerer Sensoren in einem System kombiniert werden. Der Einsatz mehrerer mobiler Vorrichtungen 1, jeweils durch vorgegebene zeitliche Abstände voneinander getrennt, ermöglichen es, die erfassten Daten über den Ort zu aggregieren. Durch das Aggregieren können Ereignisse bzw. Defekte mit höherer statistischer Sicherheit erkannt werden. Bei einer einzelnen mobilen Vorrichtung 1 können unter Umständen Ereignisse durch Störungen temporär überlagert werden. Dies kann beispielsweise bei einer Überlagerung des zu erkennenden Geräusches durch Fremdgeräusche oder bei Passieren eines Defektes zufälligerweise ohne signifikante Turbulenzen der Fall sein. Durch wiederholtes Messen an einer Position steigt die Wahrscheinlichkeit, das Ereignis zu erkennen und zu lokalisieren sowie einzelne Fehlerkennungen, wie Störungen durch Fremdgeräusche, Turbulenzen oder ein verunreinigtes bzw. inhomogenes Medium, zu unterdrücken. Weiterhin ist von Vorteil, wenn die Wiederholfrequenz der Datenerfassung abhängig von den zeitlichen Abständen bedarfsgerecht eingestellt werden kann, die zwischen der Datenerfassung von verschiedenen, nachfolgenden Vorrichtungen 1 liegen. So kann beispielsweise eine hohe Frequenz der Datenerfassung bei schwer erkennbaren Fehlern zu einer Erhöhung der statistischen Sicherheit führen. Alternatively, the data of several sensors can be combined in one system. The use of multiple mobile devices 1 , each separated by predetermined time intervals, make it possible to aggregate the collected data about the place. By aggregating events or defects can be detected with greater statistical certainty. For a single mobile device 1 Under certain circumstances events can be temporarily overlaid by disruptions. This can be the case, for example, with a superimposition of the noise to be recognized by extraneous noises or when a defect passes, without significant turbulence. Repeated metering at one location increases the likelihood of detecting and locating the event, as well as suppressing individual misdetections such as extraneous noise, turbulence, or a contaminated or inhomogeneous medium. Furthermore, it is advantageous if the repetition frequency of the data acquisition can be adjusted as needed depending on the time intervals between the data acquisition of different, subsequent devices 1 lie. For example, a high frequency of data collection in the case of hard-to-detect errors can lead to an increase in statistical security.

Ein Vorteil der Daten-Aggregation von mehreren mobilen Vorrichtungen 1 ist, dass die erreichte Qualität der statistischen Sicherheit des Systems höher ist, als die Qualität der statistischen Sicherheit einer einzelnen mobilen Vorrichtung 1. Dies ermöglicht den Einsatz günstiger Sensoren in den mobilen Vorrichtungen 1, bei gleichzeitig höherer System-Qualität gegenüber einzelnen Sensoren. Alternativ können mit diesem neuartigen System Ereignisse erfasst werden, die mit heutigen Methoden nicht zuverlässig erkannt werden. Ein wesentlicher Anteil des Rechenaufwandes bei der Aggregation erfolgt bevorzugt im Kontrollzentrum 36, bei dem die Rechenleistung höher ist bzw. die Kosten für Rechenleistung gegenüber der mobilen Vorrichtung geringer ist. Durch die geringen Anforderungen an die Sensorqualität sowie geringere Rechenleistung auf der mobilen Vorrichtung 1 können die Kosten der mobilen Vorrichtung 1 gering gehalten werden. Die geringen Kosten für die mobile Vorrichtung 1 ermöglichen ferner einen schnellen und kostengünstigen Austausch bei Defekten oder Ersatz bei Verlust der mobilen Vorrichtung. Desweiteren können durch Messung mehrerer günstiger mobiler Vorrichtungen 1 die zeitlichen Abstände reduziert werden und somit die System-Reaktionszeit erhöht werden. An advantage of data aggregation of multiple mobile devices 1 is that the achieved quality of the statistical security of the system is higher than the quality of the statistical security of a single mobile device 1 , This allows the use of inexpensive sensors in the mobile devices 1 , with higher system quality compared to individual sensors. Alternatively, events can be detected with this novel system that are not reliably detected using today's methods. A significant portion of the computational effort in the aggregation is preferably in the control center 36 , in which the computing power is higher or the cost of computing power compared to the mobile device is lower. Due to the low demands on the sensor quality and lower computing power on the mobile device 1 can reduce the cost of the mobile device 1 be kept low. The low cost of the mobile device 1 also allow a quick and inexpensive replacement in case of defects or replacement in case of loss of the mobile device. Furthermore, by measuring several cheaper mobile devices 1 the time intervals are reduced, thus increasing the system response time.

In 4 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Einstellung des Auftriebes einer mobilen Vorrichtung innerhalb des zu transportierenden Materials dargestellt. Wie zuvor schon erwähnt, wird eine mobile Vorrichtung 1 in eine Pipeline 30 bzw. in das zu transportierende Medium 34, welches eine bestimmte Dichte aufweist, eingebracht. Zweckmäßigerweise ist die Masse der mobilen Vorrichtung 1 schon so gewählt, dass ihre effektive Dichte der Dichte des Mediums 34 entspricht, bzw. etwas geringer ist. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn das Tariervolumen 15 der mobilen Einrichtung 1 hierbei schon zum Teil mit dem Medium 34 gefüllt ist. In einem initialen Schritt 80 werden sowohl das erste Ventil 17, als auch das zweite Ventil 18 geschlossen. In einem darauffolgenden Prüfschritt 82 wird gemessen, ob die Quergeschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 null beträgt. Unter der Quergeschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 ist die Geschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 zu verstehen, mit der sich die mobile Vorrichtung 1 senkrecht zur Längsachse der Pipeline 30 fortbewegt. Vorzugsweise ist dies bei einer horizontal verlaufenden Pipeline 30 auch die Richtung parallel zum Schwerefeld der Erde. Beträgt die Quergeschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 null, so wird in einem Schritt 84 an den Zuständen des ersten Ventils 17 und zweiten Ventils 18 nichts geändert. Sollte in dem Prüfschritt 82 jedoch eine Quergeschwindigkeit ungleich null ermittelt werden, so erfolgt im nächsten Prüfschritt 86 die Abfrage, ob die Quergeschwindigkeit bezogen auf das Schwerefeld der Erde größer null ist. Das bedeutet, dass die mobile Vorrichtung 1 Auftrieb erfährt. Ist dies der Fall, so erfolgt in einem nächsten Schritt 88 das Öffnen des zweiten Ventils 18. Dadurch kann ein Teil des Mediums 34 in das Tariervolumen 15 der mobilen Vorrichtung 1 einfließen. Dadurch ändert sich die Masse der mobilen Vorrichtung 1, wodurch sich auch ihre effektive Dichte vergrößert. Nun erfolgt wieder der Prüfschritt 82, bei dem abgeprüft wird, ob die Quergeschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 null beträgt. Ist dies der Fall, d. h. hat die effektive Dichte der mobilen Vorrichtung 1 soweit zugenommen, dass sie der Dichte des Mediums 34 entspricht, so wird in dem Schritt 84 das zweite Ventil 18 geschlossen. Wird im Prüfschritt 86 jedoch gemessen, dass die Quergeschwindigkeit der mobilen Vorrichtung 1 kleiner null ist, d. h. dass sie innerhalb des Mediums 34 absinkt, so erfolgt im Schritt 90 das Öffnen des ersten Ventils 17 und des zweiten Ventils 18. Dadurch wird Druckluft aus dem Druckluftreservoir 16 über das offene erste Ventil 17 in das Tariervolumen 15 gepresst, wodurch unter anderem das sich im Tariervolumen 15 befindliche Medium 34 aus diesem über die Leitung 19 und das zweite Ventil 18 aus der mobilen Vorrichtung 1 herausgepresst wird. Dadurch verringern sich die Masse und somit auch die effektive Dichte der mobilen Vorrichtung 1. Nun erfolgt wieder der Prüfschritt 82 in welchem Abgeprüft wird, ob die Quergeschwindigkeit null beträgt. Dieser Prozess wiederholt sich fortlaufend. Dieses Verfahren stellt nur eine Ausführungsform der Erfindung dar, und kann durch diverse, alternative Anordnungen der verschiedenen Verfahrensschritte ebenso umgesetzt werden.In 4 an inventive method for adjusting the buoyancy of a mobile device is shown within the material to be transported. As mentioned earlier, a mobile device will become 1 into a pipeline 30 or in the medium to be transported 34 , which has a certain density introduced. Conveniently, the mass of the mobile device 1 already chosen so that their effective density of the density of the medium 34 corresponds, or is slightly lower. Furthermore, it is advantageous if the tare volume 15 the mobile device 1 already partially with the medium 34 is filled. In an initial step 80 be both the first valve 17 , as well as the second valve 18 closed. In a subsequent test step 82 It is measured whether the cross-speed of the mobile device 1 is zero. Below the cross-speed of the mobile device 1 is the speed of the mobile device 1 to understand with which the mobile device 1 perpendicular to the longitudinal axis of the pipeline 30 moves. This is preferably a horizontal pipeline 30 also the direction parallel to the gravitational field of the earth. Is the lateral velocity of the mobile device 1 null, it will be in one step 84 at the states of the first valve 17 and second valve 18 nothing changed. Should in the test step 82 However, a transverse speed not equal to zero are determined, then takes place in the next test step 86 the query whether the lateral velocity is greater than zero with respect to the gravitational field of the earth. That means the mobile device 1 Buoyancy. If this is the case, then in a next step 88 the opening of the second valve 18 , This can be part of the medium 34 into the tare volume 15 the mobile device 1 incorporated. This changes the mass of the mobile device 1 , which also increases their effective density. Now again the test step 82 in which it is checked whether the cross-speed of the mobile device 1 is zero. If so, that has the effective density of the mobile device 1 so far as to increase the density of the medium 34 corresponds, so in the step 84 the second valve 18 closed. Will in the test step 86 however, measured that the lateral velocity of the mobile device 1 is less than zero, ie that they are within the medium 34 decreases, so takes place in the step 90 opening the first valve 17 and the second valve 18 , As a result, compressed air from the compressed air reservoir 16 over the open first valve 17 into the tare volume 15 which, among other things, is reflected in the tare volume 15 located medium 34 out of this over the line 19 and the second valve 18 from the mobile device 1 is squeezed out. This reduces the mass and thus also the effective density of the mobile device 1 , Now again the test step 82 in which it is checked whether the lateral velocity is zero. This process is repeated continuously. This method represents only one embodiment of the invention, and may be implemented by various alternative arrangements of the various method steps as well.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, dass die Mittel zur Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung 1, nämlich das erste Ventil 17 und das zweite Ventil 18, durch die erste Kontrolleinheit 36 gesteuert werden. Dadurch kann beispielsweise bei einem Festsitzen der mobilen Vorrichtung 1 innerhalb der Pipeline 30 an einem Hindernis die mobile Vorrichtung 1 extern gesteuert angehoben bzw. abgesenkt werden, wodurch sich in den meisten Fällen ein Lösen der mobilen Vorrichtung 1 von dem Hindernis herbeiführen lässt. Ferner kann durch diese externe Steuerung des Mittels zur Einstellung des Auftriebs die Geschwindigkeit in einem gewissen Maße eingestellt werden, mit der sich die mobile Vorrichtung 1 innerhalb der Pipeline 30 bewegt. In a further alternative embodiment of the invention, it is conceivable that the means for adjusting the buoyancy of the mobile device 1 namely, the first valve 17 and the second valve 18 , by the first control unit 36 to be controlled. As a result, for example, during a seizing of the mobile device 1 within the pipeline 30 at an obstacle the mobile device 1 externally controlled raised or lowered, which in most cases, a release of the mobile device 1 from the obstacle. Further, by this external control of the means for adjusting the buoyancy, the speed can be adjusted to some extent with which the mobile device 1 within the pipeline 30 emotional.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (14)

Mobile Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten, mit – einer ersten Sensorik (3) zur Positionsbestimmung der mobilen Vorrichtung (1), – einer zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) zur Erfassung von wenigstens einem Umgebungsparameter der Materialtransportleitung, – einem Speicher (8) zur Speicherung von der ersten Sensorik (3) und der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) erfassten Daten, – einer Kommunikationsschnittstelle (10) zur Kommunikation mit einem Kontrollzentrum (36) und/oder mit wenigstens einer weiteren mobilen Vorrichtung (1), sowie – einer Steuereinheit (9) zur Steuerung der Sensoriken (3, 4, 5, 6, 7), des Speichers (8) und der Kommunikationsschnittstelle (10), wobei die mobile Vorrichtung (1) durch eine Bewegung von zu transportierendem Material in der Materialtransportleitung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Vorrichtung (1) wenigstens ein Mittel zur Einstellung ihres Auftriebes innerhalb des zu transportierenden Materials aufweist. Mobile device ( 1 ) for monitoring material transport lines, in particular for transporting liquids, having - a first sensor system ( 3 ) for determining the position of the mobile device ( 1 ), - a second sensor system ( 4 . 5 . 6 . 7 ) for detecting at least one environmental parameter of the material transport line, - a memory ( 8th ) for storage of the first sensor ( 3 ) and the second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ), - a communication interface ( 10 ) for communication with a control center ( 36 ) and / or with at least one further mobile device ( 1 ), and - a control unit ( 9 ) for controlling the sensor systems ( 3 . 4 . 5 . 6 . 7 ), the memory ( 8th ) and the communication interface ( 10 ), the mobile device ( 1 ) is drivable by a movement of material to be transported in the material transport line, characterized in that the mobile device ( 1 ) has at least one means for adjusting its buoyancy within the material to be transported. Mobile Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Mittel zur Einstellung des Auftriebs ein Tariervolumen (15), ein Druckluftreservoir (16), ein erstes Ventil (17), das eine schließbare Verbindung zwischen dem Tariervolumen (15) und dem Druckluftreservoir (16) herstellt, und ein zweites Ventil (18), das eine schließbare Verbindung zwischen dem Tariervolumen (15) und dem zu transportierenden Material, aufweist. Mobile device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the at least one means for adjusting the buoyancy has a tare volume ( 15 ), a compressed air reservoir ( 16 ), a first valve ( 17 ), which has a closable connection between the tare volume ( 15 ) and the compressed air reservoir ( 16 ) and a second valve ( 18 ), which has a closable connection between the tare volume ( 15 ) and the material to be transported. Mobile Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (3) zur Positionsbestimmung Beschleunigungssensoren, Rotationssensoren, Magnetfeldsensoren und/oder GNSS-Sensoren aufweisen.Mobile device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sensors ( 3 ) for position determination acceleration sensors, rotation sensors, magnetic field sensors and / or GNSS sensors. Mobile Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik zur Erfassung einer Umgebung einen Temperatursensor (4), einen Drucksensor (5), ein Mikrofon (6), einen Ultraschallsensor (7), einen Lichtsensor und/oder einen chemischen Sensor aufweist.Mobile device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensors for detecting an environment comprise a temperature sensor ( 4 ), a pressure sensor ( 5 ), a microphone ( 6 ), an ultrasonic sensor ( 7 ), a light sensor and / or a chemical sensor. Mobile Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Vorrichtung (1) ein induktiv wiederaufladbares Akkumodul (11) zur Energieversorgung aufweist. Mobile device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile device ( 1 ) an inductively rechargeable battery module ( 11 ) for power supply. Mobile Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Vorrichtung (1) eine Kugelform aufweist.Mobile device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile device ( 1 ) has a spherical shape. Mobile Vorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mobile Vorrichtung (1) eine Hülle (2) aufweist, die gegenüber dem zu transportierenden Material chemisch inert ist.Mobile device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile device ( 1 ) a case ( 2 ), which is chemically inert to the material to be transported. System bestehend aus wenigstens zwei mobilen Vorrichtungen (1) und einer Materialtransportleitung nach einem der Ansprüche 1–7.System consisting of at least two mobile devices ( 1 ) and a material transport line according to any one of claims 1-7. Verfahren zum Betreiben wenigstens einer mobilen Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen, insbesondere zum Transport von Flüssigkeiten, nach einem der vorangehenden Ansprüche mit den Schritten – Einbringen (50) der mobilen Vorrichtung (1) in eine Materialtransportleitung, – Bestimmen (52) einer Position der mobilen Vorrichtung (1) durch eine erste Sensorik (3), – Erfassen (54) wenigstens eines Umgebungsparameters der mobilen Vorrichtung (1), insbesondere an der Materialtransportleitung, durch eine zweite Sensorik (4, 5, 6, 7), – Speichern (56) der bestimmten Position und des wenigstens einen erfassten Umgebungsparameters durch eine Speichereinheit (8), – Steuern der ersten Sensorik (3), der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) und einer Kommunikationsschnittstelle (10) durch eine Steuereinheit (9), sowie – Kommunizieren (66) der mobilen Vorrichtung (1) mit einem Kontrollzentrum (36) und/oder mit weiteren mobilen Vorrichtungen (1) durch die Kommunikationsschnittstelle (10).Method for operating at least one mobile device ( 1 ) for monitoring material transport lines, in particular for transporting liquids, according to one of the preceding claims, comprising the steps of - introducing ( 50 ) of the mobile device ( 1 ) in a material transport line, - determining ( 52 ) a position of the mobile device ( 1 ) by a first sensor ( 3 ), - To capture ( 54 ) at least one environment parameter of the mobile device ( 1 ), in particular on the material transport line, by a second sensor system ( 4 . 5 . 6 . 7 ), - To save ( 56 ) of the determined position and of the at least one detected environmental parameter by a memory unit ( 8th ), - controlling the first sensor system ( 3 ), the second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ) and a communication interface ( 10 ) by a control unit ( 9 ), as well as - communicate ( 66 ) of the mobile device ( 1 ) with a control center ( 36 ) and / or with other mobile devices ( 1 ) through the communication interface ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die von der ersten Sensorik (3) und/oder der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) der mobilen Vorrichtungen (1) erfassten Daten zur Erhöhung einer statistischen Sicherheit der von der ersten Sensorik (3) und/oder der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) der mobilen Vorrichtungen (1) erfassten Daten aggregiert werden.A method according to claim 9, characterized in that the of the first sensor ( 3 ) and / or the second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ) of mobile devices ( 1 ) collected data to increase a statistical security of the first sensor ( 3 ) and / or the second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ) of mobile devices ( 1 ) are aggregated. Verfahren zum Betreiben wenigstens einer mobilen Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schritt (58) des Entnehmens der mobilen Vorrichtung (1) aus der Materialtransportleitung sowie ein Schritt (60) des Auslesens und ein Schritt (62) des Verarbeitens der erfassten, gespeicherten Daten erfolgt. Method for operating at least one mobile device ( 1 ) for monitoring material transport lines according to claim 9 or 10, characterized in that a step ( 58 ) of removing the mobile device ( 1 ) from the material handling line and a step ( 60 ) of reading and a step ( 62 ) of processing the acquired stored data. Verfahren zum Betreiben wenigstens einer ersten mobilen Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Steuerns die von der ersten Sensorik (3) und der zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) erfassten Daten der ersten mobilen Vorrichtung (1) mit den von einer ersten Sensorik (3) und einer zweiten Sensorik (4, 5, 6, 7) erfassten Daten einer zweiten mobilen Vorrichtung (1) verglichen werden (64) und im Falle eines Übereinstimmens der Daten ein Aussenden der Daten durch die Kommunikationsschnittstelle (11) der zweiten mobilen Vorrichtung (1) an das Kontrollzentrum (36) unterdrückt wird.Method for operating at least one first mobile device ( 1 ) for monitoring material transport lines according to any one of claims 9 to 11, characterized in that in the step of controlling that of the first sensor ( 3 ) and the second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ) collected data of the first mobile device ( 1 ) with those of a first sensor ( 3 ) and a second sensor ( 4 . 5 . 6 . 7 ) collected data of a second mobile device ( 1 ) are compared ( 64 ) and in the case of a correspondence of the data sending the data through the communication interface ( 11 ) of the second mobile device ( 1 ) to the control center ( 36 ) is suppressed. Verfahren zum Betreiben einer mobilen Vorrichtung (1) zur Überwachung von Materialtransportleitungen nach einem der Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Steuerns ein Mittel zur Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung (1) in Abhängigkeit von den Daten der Sensorik (3) zur Positionsbestimmung derart angesteuert wird, dass die mobile Vorrichtung (1) im zu transportierenden Material schwebt. Method for operating a mobile device ( 1 ) for monitoring material transport lines according to one of claims 9-12, characterized in that in the step of controlling a means for adjusting the buoyancy of the mobile device ( 1 ) depending on the sensor data ( 3 ) is determined for position determination such that the mobile device ( 1 ) floats in the material to be transported. Verfahren zum Betreiben einer mobilen Vorrichtung zur Überwachung von Materialtransportleitungen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Steuerns des Mittels zur Einstellung des Auftriebs der mobilen Vorrichtung (1) die Einstellung des Auftriebs durch das Kontrollzentrum (36) erfolgt.Method for operating a mobile device for monitoring material transport lines according to claim 13, characterized in that, in the step of controlling the means for adjusting the lift of the mobile device ( 1 ) the adjustment of the lift by the control center ( 36 ) he follows.
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