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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Abzweigungen eines Leitungssystems, insbesondere eines Leitungssystems, in das zur Sanierung ein Auskleidungsschlauch eingezogen wird.
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Zur Inspektion, Wartung und Sanierung von Leitungen, Kanalsystemen, und dergleichen werden oftmals Vorrichtungen in die Leitungen eingeführt, um die erforderlichen Messvorgänge und/oder mechanischen Sanierungsarbeiten auszuführen. Zur Messung der Ist-Situation einer Leitung weisen die Vorrichtungen meist Kamerasysteme auf, um den Zustand der Leitung zu visualisieren.
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Wird ein Defekt oder eine Beschädigung erkannt, kann der entsprechende Abschnitt des Leitungssystems durch neue Abschnitte ersetzt werden. Dies ist jedoch in der Regel sehr aufwendig.
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Alternativ sind Verfahren im Stand der Technik bekannt, bei denen zur Sanierung von Leitungssystemen, z.B. von Kanälen und ähnlichen Rohrsystemen, eine flexible, mit einer mit härtbarem Harz getränkten aushärtbaren Lage, die als Auskleidungsschlauch oder auch als Liner bezeichnet wird, in das Leitungssystem eingeführt wird. Nach dem Einführen wird der Auskleidungsschlauch aufgeweitet, so dass er sich eng an die Innenwand des Leitungssystems anschmiegt. Anschließend wird das Harz ausgehärtet.
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Die Herstellung eines derartigen Auskleidungsschlauches ist beispielsweise in der
WO 95/04646 beschrieben. Als härtbare Harze werden nach den bekannten Verfahren vorzugsweise ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze oder Epoxidharze verwendet, die beispielsweise in Styrol und/oder einem Acrylester gelöst sein können
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Diese ungesättigten Polyester- oder Vinylester können thermisch (üblicherweise durch Peroxidkatalysatoren) oder mittels Strahlung, z. B durch UV-Licht mit Photoinitiatoren wie beispielsweise in der
EP-A 23623 beschrieben, ausgehärtet werden. Auch so genannte Kombinationshärtungen mit einem für die thermische Härtung verwendeten Peroxidinitiator in Kombination mit Photoinitiatoren sind möglich und haben sich insbesondere bei großen Wandstärken der Auskleidungsschläuche als vorteilhaft erwiesen. Ein Verfahren für eine derartige sogenannte Kombinationshärtung ist beispielsweise in der
EP-A 1262708 beschrieben.
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Ein strahlungshärtender Auskleidungsschlauch weist üblicherweise eine lichtundurchlässige äußere Schutzfolie, eine mindestens für bestimmte Wellenlängenbereiche elektromagnetischer Strahlung durchlässige Innenfolie sowie eine mit einem Harz getränkte aushärtbare Lage auf, die zwischen der Innenfolie und der Außenfolie angeordnet ist. Der Aussenfolienschlauch soll verhindern, dass das zur Imprägnierung verwendete Harz aus der aushärtbaren Lage austritt und in die Umwelt gelangt. Dies setzt eine gute Dichtigkeit und Anbindung des äußeren Folienschlauchs an die harzgetränkte aushärtbare Lage voraus.
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In den Auskleidungsschlauch wird zum Aushärten desselben eine Aushärtevorrichtung eingeführt, die eine Strahlungsquelle aufweist, und die durch den Auskleidungsschlauch geführt wird, um mit der Strahlungsenergie die Aushärtung der aushärtbaren Lagen des Auskleidungsschlauchs zu aktivieren bzw. vorzunehmen. Dabei ist eine vollständige Aushärtung der Auskleidungsschläuche von großer Bedeutung, d.h. es muss eine bestimmte Menge Strahlungsenergie an jeden Punkt des Auskleidungsschlauchs in diesen eingebracht werden. Die Menge an Strahlungsenergie hängt dabei von der Leistungsabgabe der Strahlungsquellen sowie der Geschwindigkeit ab, mit der diese durch den Auskleidungsschlauch durchgeführt werden.
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Werden solche Auskleidungsschläuche in die zu sanierende Leitung eingezogen, ist es erforderlich, die durch den Auskleidungsschlauch verschlossenen Abzweigungen nach Aushärten des Auskleidungsschlauchs wieder aufzufinden, um diese freilegen zu können. Hierzu muss die Position der Abzweigungen genau bekannt sein.
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Zur messtechnischen Erfassung von Leitungen und insbesondere zur Bestimmung der Position von Abzweigungen werden üblicherweise Messvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik vor dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs in die Leitung eingeführt, wobei die Messvorrichtung entweder selbstständig oder mit Hilfe eines Kabels, insbesondere eines Kabels umfassend Kevlarfasern und/oder mindestens ein Zugseil, und/oder eines Zugseils durch eine zu sanierende Leitung bewegt wird.
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Die Messevorrichtung gemäß dem Stand der Technik erfasst dabei, meist über optische Sensoren, insbesondere Kameraaufnahmen, die Position der Abzweigungen vor dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs. Im Folgenden soll der Begriff Abzweigleitungen breit verstanden werden und Seiteneinläufe, auch als Rohreinläufe oder Rohrabzweigungen bezeichnet, umfassen. Wenn eine Abzweigung erkannt wird, wird zur Bestimmung der Position der Abzweigung in der Leitung entweder auf einen Drehzahlsensor, der die Anzahl der Umdrehung der Räder der Messvorrichtung zählt, dass Abmessen der Länge des zur Fortbewegung des Kabels bzw. Zugseils, oder ein von der Aushärtevorrichtung mitgeführten Maßbands zurückgegriffen.
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Die Position der Abzweigung muss dabei jedoch nicht nur bezogen auf ihren Abstand zu einem oder beiden Öffnungsenden der Leitung erfolgen, sondern auch in ihrer Winkellage erfasst werden. Hierfür kommen beispielsweise Drehwinkelsensoren oder Gravitationssensoren zum Einsatz.
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Problematisch dabei ist, dass die Position der Abzweigung reproduzierbar bestimmbar sein muss. Nach dem Einziehen des Auskleidungsschlauchs und dem Aushärten desselben wird eine Freilegevorrichtung in die Leitung eingeführt. Diese Freilegevorrichtung wird nunmehr an die erfasste Position der Aussparung bewegt. Sowohl beim ersten Durchfahren der Leitung durch die Messvorrichtung als auch beim Durchfahren der sanierten Leitung mit der Freilegevorrichtung können Fehler bei der Positionsbestimmung der jeweiligen Vorrichtungen auftreten:
Durchdrehende Räder, die eine Bewegung der Vorrichtung verhindern, obwohl die Drehzahlsensoren einen Vortrieb erfassen, schief verlaufende Kabel bzw. Zugseile, relativ zu sich selbst verdrehte Vorrichtungen,
nicht¬identische Positionierungen mit Bezug auf den Mittelpunkt der Leitungen, etc.
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Es ist jedoch entscheidend, dass die Position der Abzweigungen mit bestmöglicher Präzision bestimmt werden kann. Schon minimalste Abweichungen können zur Beschädigung der abzweigenden Leitung führen und/oder die Dichtheit des Leitungssystems gefährden. Aufgrund der Vielzahl möglicher Fehlerquellen bei der Erfassung der Position einer Aussparung und deren erneuten Anfahren nach Einziehen eines Auskleidungsschlauchs erfolgt daher ein Erzeugen von Aussparungen zum Freilegen der Abzweigungen manuell. Hierzu wird zunächst mit einem Sicherheitsabstand von den Wänden der Abzweigung eine erste Aussparung erzeugt und dann manuell diese erste Aussparung bis zum Erreichen der Wandung der Abzweigung verlängert. Anschließend wird die Abzweigung weiter freigelegt.
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Nachteilig an den bekannten Verfahren und Vorrichtungen ist dabei, dass es nicht möglich ist, eine Leitung messtechnisch mit hoher Präzision zu erfassen und insbesondere die Position einer Abzweigung in einer mit einem Auskleidungsschlauch sanierten Leitung exakt zu bestimmen, um die Abzweigung anschließend automatisiert freizulegen, so dass Beschädigungen an den abzweigenden Leitungen verhindert werden und Zeit- und Kosteneinsparungen realisieren werden können.
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Daher lag die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und insbesondere ein präzises Erkennen von Abzweigungen in mit Auskleidungsschläuchen sanierten Leitungen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verwendung eines mit Hilfe eines Magnetfeldsensors detektierbaren Indikatorelements zum Auffinden einer durch das Indikatorelement bestimmten Position in einem Leitungssystem.
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Des weiteren wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur visuellen Erfassung eines Leitungssystems, umfassend ein visuelles Inspektionssystem sowie ein mit Hilfe eines Magnetfeldsensors detektierbares Indikatorelement, welches ausgelegt und eingerichtet ist, um in dem zu sanierenden Leitungssystem an einer die Position und die Orientierung der Abzweigung charakterisierenden Stelle angeordnet zu werden und/oder welches in dem zu sanierenden Leitungssystem an einer die Position und die Orientierung der Abzweigung charakterisierenden Stelle angeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur präzisen Bestimmung von Abzweigungen in einem Leitungssystem, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Systems, bei dem in einem ersten Schritt mittels eines visuellen Inspektionssystems, insbesondere eines Kamerasystems und/oder eines Laserscanners oder einer Laserradarvorrichtung, die Position, die Abmessung und/oder die Winkellage der Abzweigung relativ zur Hauptleitung visuell erfasst wird und anschließend ein mittels eines Magnetfeldsensors detektierbares Indikatorelement an einer Position der Hauptleitung und/oder in der Abzweigungsleitung befestigt wird, das Position und die Orientierung Abzweigung charakterisiert.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu entnehmen.
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Problematisch an dem Wiederauffinden einer Position in einem Leitungssystem ist, wie bereits ausgeführt, dass diese Position nach der Sanierung mit einem Auskleidungsschlauch verdeckt ist. Es muss somit ermöglicht werden, diese verdeckete Position sicher wiederzufinden.
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Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines mit Hilfe eines Magnetfeldsensors detektierbaren Indikatorelements wird dies mit einfachen Mitteln ermöglicht.
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Besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die mit dem Indikatormittel bestimmte Position in dem Leitungssystem das Auffindung einer Abzweigung sowie deren räumliche Orientierung ermöglicht. Im Folgenden soll der Begriff Abzweigungen breit verstanden werden und Seiteneinläufe, auch als Rohreinläufe oder Rohrabzweigungen bezeichnet, umfassen. Auch kann unter einer Abweigung im allgemeinsten eine Öffnung im Rohr verstanden werden.
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Das erfindungsgemäße System weist ein visuelles Inspektionssystem auf. Eine messtechnische Erfassung kann dabei von dem visuellen Inspektionssystem mittels einer Lichtfeldkamera, mittels einer konventionellen Kamera, oder mittels Laserscannen, und anderen Technologien erfolgen.
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Bevorzugt umfasst das visuelle Inspektionssystem ein Kamerasystem, welches beim Durchfahren des zu sanierenden Leitungssystems die genaue Bestimmung der Winkellage, Größe und Form einer Abzweigung ermöglicht. Entsprechende Kamerasysteme sind dem Fachmann an sich bekannt und für Inspektionssysteme in Rohrleitungen in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen.
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Bevorzugte Kamerasysteme weisen mindestens ein Bildaufnahmeelement auf, das eine für elektromagnetische Strahlung sensitive Fläche aufweist, und mit einer Mikrolinsen-Anordnung, die im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist, so dass das Kamerasystem eine Lichtfeldkamera ausbildet, und umfasst bevorzugt weiterhin eine Datenverarbeitungseinrichtung, die aus einem mittels des Kamerasystems erfassten Bild einer beobachteten Szene mindestens zwei Teilbilder generiert und mittels der Teilbilder Objektentfernungen bestimmbar sind, und wobei die Datenverarbeitungseinrichtung ausgelegt und eingerichtet ist, um aus mittels des Kamerasystems erfassten Szenen eine dreidimensionale virtuelle Repräsentation mindestens eines Abschnitts mindestens einer Leitung des Leitungssystems zu erzeugen.
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Lichtfeldkameras werden auch als plenoptische Kameras bezeichnet. Das grundsätzliche Prinzip einer Lichtfeldkamera unterscheidet sich von dem konventioneller Kameras durch die Ausgestaltung des Abbildungssystems. Besagte konventionelle Kameras umfassen in der Regel ein Objektiv mit einer oder mehreren hintereinander angeordneten Linsen und einem dahinter angeordneten Bildaufnahmeelement und können lediglich zweidimensionale Bilder bzw. 2-D-Bilddaten erfassen. Im Gegensatz dazu ist es mit einer Lichtfeldkamera möglich, das sogenannte 4-D-Lichtfeld einer Szene zu erfassen. Dabei wird, neben der Position und der Intensität eines Lichtstrahls, auch die Richtung, aus welcher der Lichtstrahl auf das Bildaufnahmeelement fällt, ermittelt.
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Ermöglicht wird dies durch eine Mikrolinsen-Anordnung (Mikrolinsen-Array) zwischen dem Abbildungssystem und dem Bildaufnahmeelement. Bei der Mikrolinsen-Anordnung handelt es sich um ein Linsengitter, umfassend eine Vielzahl von in der Regel matrixförmig angeordneten Mikrolinsen. Das Linsengitter ist derart zwischen dem Abbildungssystem und dem Bildaufnahmeelement positioniert, beispielsweise in der hinteren Bildebene (Fokusebene, Brennebene) des Abbildungssystems, dass jeder Bildpunkt nochmals gebrochen und zu einem Kegel erweitert wird, welcher dann z.B. kreis- oder ellipsenförmig auf das Bildaufnahmeelement bzw. dessen sensitive Fläche trifft.
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Jeder Mikrolinse kann dabei gemäß einer Ausführungsform eine Mehrzahl an lichtempfindlichen Zellen (Fotodioden bzw. Pixel) des Bildaufnahmeelements bzw. dessen sensitiver Fläche zugeordnet sein. Auf diese Weise bleibt die Information erhalten, aus welcher Richtung einzelne Lichtstrahlen in das Kamerasysteme eingefallen sind. Ein senkrecht auf eine Mikrolinse auftreffender Lichtstrahl landet im Mittelpunkt des Kreises oder der Ellipse, ein schräg eintreffender Lichtstrahl weiter am Rand. Das mittels einer Lichtfeldkamera erfasste Licht wird somit richtungsselektiv in separierbaren Teilbildern auf dem Bildsensor erfasst.
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Mittels einer durch eine Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführte Bildverarbeitung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform durch geeignete und aus dem Stand der Technik bekannter Software können aus einem so erfassten Bild viele Teilbilder erzeugt werden. Insbesondere werden dabei durch eine geeignete Aneinanderreihung von Pixeln, bevorzugt jeweils des gleichen Pixels unter jeder Mikrolinse, aus einem erfassten Bild einer beobachteten Szene beispielsweise mehrere Teilbilder erzeugt, welche die beobachtete Szene aus unterschiedlichen, insbesondere leicht voneinander abweichenden, Betrachtungswinkeln (Blickwinkeln) abbilden.
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Derart können zwei oder mehr Teilbilder einer beobachteten Szene erzeugt werden, die einen Versatz aufweisen, wie bei einem Bildpaar, das mittels einer Stereokamera erfasst wurde. Die Anzahl der derart erzeugbaren Teilbilder einer beobachteten Szene entspricht der Anzahl der Pixel unter jeder einzelnen Mikrolinse und ist somit durch die Anzahl der Pixel frei wählbar. Die Wahl der Pixel und die Anzahl der Mikrolinsen ist dabei frei wählbar und auf den jeweiligen Anwendungsfall anpassbar. Auch kann es vorgesehen sein, dass mittels geeigneter Bildverarbeitung, beispielsweise durch Aufsummieren von Teilbildern, Bilder mit unterschiedlichem Fokus erzeugt werden. Durch ein solches Aufsummieren ist es möglich, die Schärfe eines mittels einer Lichtfeldkamera erfassten Bildes nachträglich neu zu berechnen. Somit kann der Fokus nachträglich geändert werden.
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Es wird somit durch ein Inspektionssystem mit einer Lichtfeldkamera möglich, nach der Bildaufnahme durch Verarbeitung der erfassten Bild- bzw. der erfassten Pixeldaten verschiedene Schärfeebenen zu erzeugen. Auch können Tiefeninformationen gewonnen werden und zur weiteren Verwendung extrahiert werden.
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Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass eine Verwendung einer Lichtfeldkamera zur messtechnischen Erfassung eines Leitungssystems vorteilhaft ist und einige Nachteile des Stands der Technik überwindet. Dabei wird insbesondere der Vorteil realisiert, dass ein Kamerasystem bereitgestellt wird, welches Entfernungen zu Objekten bestimmen kann, wobei alle sonstigen Kamerafunktionen optional weiterhin bereitgestellt werden können.
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Vorteilhafterweise ist somit anstelle eines Kamerasystems und eines zusätzlichen Abstandsmesselements zur Bestimmung von Objektentfernungen nur noch ein einzelnes Kameramodul erforderlich. Es ist daher nicht mehr erforderlich eine Kamera und ein zusätzliches Abstandsmesselement zu Kalibrieren. Fehler bei der Bestimmung von Objektentfernungen aufgrund falscher oder ungenauer Kalibrierung von Kameramodul und Abstandsmesselement können nicht mehr auftreten. Umwelteinflüsse, wie Temperaturunterschiede und Vibrationen, die während des Betriebs auftreten, müssen nicht, wie bei den bislang eingesetzten Messsystem, hinsichtlich negativer Auswirkungen auf die Ausrichtung zweier Kameramodule oder eines Kameramoduls und eines Abstandsmesseleements antizipiert werden.
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Die Position einer Abzweigung der Leitung kann zudem mittels der Abstandsmessung direkt in ihrer Winkellage zu dem erfindungsgemäßen Inspektionssystem erfasst werden, ohne dass Drehwinkelsensoren oder Gravitationssensoren zum Einsatz kommen. Somit wird die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Inspektionssystems gegenüber dem Stand der Technik erheblich gesteigert und potentielle Fehlerquellen werden eliminiert.
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Bevorzugt umfasst das visuelle Inspektionssystem alternativ einen Laserscanner bzw. eine Laserradarvorrichtung. In einer solchen Laserradarvorrichtung ist ein Impulslaser vorhanden, der gesteuert aufeinanderfolgende Lichtimpulse in einen Messbereich aussendet. Mit einer Lichtempfangsanordnung werden die an einem Objekt im Messbereich zurückgeworfenen Lichtimpulse aufgenommen und in Form von elektrischen Signalen einer Auswerteeinheit zugeführt.
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In dieser Auswerteeinheit wird unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang des Lichtimpulses ein für den Abstand des Objektes zur Laserradarvorrichtung repräsentatives Abstandssignal ermittelt.
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Zwischen dem Impulslaser und dem Messbereich ist eine Lichtablenkeinheit angeordnet, mittels derer die Lichtimpulse fortlaufend in veränderte Richtungen durch den Messbereich gelenkt werden, so dass der gesamte Messbereich durchleuchtet wird. Aufgrund der Abstandsermittlungsfähigkeit sind derartige Laserradarvorrichtungen in der Lage, nicht nur die Anwesenheit eines Objektes detektieren zu können, sondern es kann aus der gewonnenen Abstandsinformation verbunden mit der Messung des Drehwinkels der Lichtablenkeinheit, die genaue Position des Objektes ermittelt werden.
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Der Begriff „Licht“ ist dabei nicht auf das sichtbare Licht beschränkt. Unter „Licht“ sind allgemein elektromagnetische Strahlen, also UV-Licht, IR-Licht sowie sichtbares Licht zu verstehen, welche üblicherweise für den Betrieb von optoelektronischen Sensoren eingesetzt werden können.
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Eine Laserradarvorrichtung erlaubt somit eine genaue Erfassung eines Leitungssystems.
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Die mit Hilfe des visuellen Inspektionssystems erfassten Daten zur Abzweigung werden vorzugsweise zu einem Datenspeicher übertragen, von dem sie nach Einbringung des Auskleidungsschlauchs wieder abgerufen werden können, um zur manuellen oder automatisierten Freilegung der Abzweigung verwendet werden zu können.
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Das visuelle Inspektionsystem des erfindungsgemäßen Systems vermag zwar Winkellage, Form und Größe der Abzweigung zu bestimmen, nicht jedoch deren exakte Ortsposition innerhalb des zu sanierenden Leitungssystems.
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Das erfindungsgemäße System umfasst daher ein mit Hilfe eines Magnetfeldsensors zu detektierendes Indikatorelements, dass in dem zu sanierenden Leitungssystem an einer die Abzweigung charakterisierenden Stelle anordnenbar ist bzw. angeordnet ist. Diese Stelle kann vorzugsweise mit Hilfe des visuellen Inspektionssystems definiert sein und die entsprechenden Daten können auch auch an den Datenspeicher übermittelt werden.
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Bevorzugt handelt es sich bei der Einrichtung zum Befestigen eines mit Hilfe eines Magnetfeldsensors zu detektierenden Indikatorelements um eine Fräs-, Bohr- oder Dübeleinrichtung oder um eine Sprüh- oder Klebeeinrichtung.
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Dabei kann es insbesondere vorgesehen sein, dass gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das zu detektierenden Indikatorelement mehrere unabhängig voneinander anordnenbare Indikatorelemente umfasst, insbesondere n Indikatorelemente, mit n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, oder mehr. Es kann dabei insbesondere vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei Indikatorelement an unterschiedlichen Seiten einer Abzweigung angeordnet werden.
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Auch kann es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sein, dass die Einrichtung zum Befestigen des Indikatoreleements an einem beweglichen Ende eines in mindestens zwei, insbesondere drei Raumachsen beweglichen Roboterarms angeordnet ist, der insbesondere einklappbar ist und/oder mindestens ein teleskopartiges Armelement umfasst.
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Durch eine solche erfindungsgemäß nahezu frei bewegliche Befestigungseinrichtung können Aussparungen an allen Stellen einer Leitung erreicht werden. Ein einklappbarer und/oder teilweise teleskopförmig ausfahrbarer Roboterarm ermöglicht dabei eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Am freien Ende des Roboterarms kann dabei erfindungsgemäß ein Fräskopf oder ein Bohrer angeordnet sein und/oder ein Klebe- oder Sprüheinrichtung. Auch komplexe Befestigungssysteme, die ein Bohren oder Fräsen und direkt anschließendes Einbringen und Befestigen des Indikatorelements ermöglichen, können in einer vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen sein.
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Dabei kann es gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch Vorteilhaft sein, das Inspektionssystems in Form eines fahrbaren Roboters ausgebildet ist, wobei das Inspektionssystem mit einer integrierten oder externen Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, die von einer, insbesondere räumlich von dem Inspektionssystem getrennt angeordneten, Steuereinrichtung angesteuert werden kann
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Bei dem Indikatorelement kann es sich um einen magnetisierbaren Dübel handeln, der mittels geeigneter Bohreinrichtungen oder Klebemittel an der Hauptleitung und/oder an in Abzweigungsleitung des zu sanierenden Leitungssystems befestigt wird.
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Alternativ ist es möglich, ein magnetisierbares Material, welches nach Einbringen des Auskleidungsschlauchs mit einem Magnetfeldsensor detektiert werden kann, durch Verkleben an der Wandung des zu sanierenden Leitungssystems zu befestigen. Dies kann beispielsweise durch Versprühen oder andere geeignete Aufbringungsverfahren eines härtbaren Harzes, welches ein ein Magnetfeld erzeugendes Material beinhaltet, erfolgen. Geeignete Harze und magnetisierbare Materialien sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen. Der Fachmann wird unter Berücksichtigung der Bedingungen des konkreten Anwendungsfalls das beste Befestigungsverfahren und das beste mittels Magnetfeldsensoren zu bestimmende Material auswählen.
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Wird ein Harz als Träger des mittels eines Magnetfeldsensors bestimmbaren Indikatorelements verwendet, liegt der Anteil an magnetisierbarem Material in der Regel im Berich von 5 bis 70, vorzugsweise von 7-60, und besonders bevorzugt von 10-50 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Harz und magnetisierbarem Material.
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Als magnetiserbares Material eignen sich vorzugsweise ferromagnetische Materialien wie Fe, Co und Ni oder auch magnetische Materialen, die in sog. Supermagneten Verwendung finden. Dabei handelt es sich in der Regel um Materialien, die Neodym oder Samarium enthalten. Entsprechende Produkte sind dem Fachmann an sich bekannt und in der Literatur beschrieben. Nur beispielhaft seien hier Ferrobänder, Ferrofolien, SmCo-Materialen oder Supermagnete auf Neodym-Basis genannt. Diese können in beliebiger Form in ein Harz eingebracht werden, mit dessen Hilfe die Befestigung an der Wandung des zu sanierenden Leitungssystems erfolgt. Magnete sind in Form von Scheiben, Quadern, Würfeln, Stäben oder Ringen erhätlich, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Es können auch Materialien in Pulverform eingesetzt werden, die dem Harz zugesetzt werden. Nur beispeilhaft seinen hier sog. Magnetfarben gennant, die in vielen Ausführungsfomen kommerziell erhältlich sind.
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Bei der Auswahl des mittels Magnetfeldsensoren zu detektierenden Materials sollte auch darauf geachtet werden, dass bei der Aushärtung des Auskleidungsschlauchs erhöhte Temperaturen von bis zu 100°C, in Einzelfällen sogar noch höhere Temperaturen, auftreten können. Die Magnetisierung des Materials muss also bei entsprechenden Temperaturen ausreichend erhalten bleiben, um eine Detektion nach Aushärtung des Auskleidungsschlauchs zu ermöglichen. Auch diesbezüglich sind dem Fachmann geeignete Materialien bekannt, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen.
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Statt eines Harzes können die mittels Magnetfeldsensoren zu detektierenden Materialien auch mit einem geeigenten Kleber befestigt werden. Dies kann ein klassischer lösungsmittelhaltiger Kleber oder ein Schmelzkleber sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird das mittels Magnestfeldsensoren zu detektierende Material so an der Wandung des zu sanierenden Leitungssystems befestigt, dass bei einem Spülvorgang mit Wasser unter einem Druck von bis zu 100 bar oder mehr kein Ablösen von der Wandung erfolgt. Dies hat den Vorteil, dass das Indikatorelement mit der gleichen Vorrichtung angebracht werden kann, mit der das zu sanierende Leitungssystem vor Einbringung des Auskleidungsschlauchs visuell inspiziert und mittels Hochdruck gereinigt wird.
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Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung weist daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine weitere Einrichtung zur Hochdruckreiniginung des zu sanierenden Leitungssystems auf. Entsprechende Spül- und Reinigungsvorrichtungen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, so dass sich hier nähere Angaben erübrigen.
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Eine erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung kann entweder selbstständig oder mit Hilfe eines Kabels, insbesondere eines Kabels umfassend Kevlarfasern und/oder mindestens ein Zugseil, und/oder eines Zugseils durch eine zu sanierende Leitung bewegt werden. Es kann vorliegend jedoch besonders vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung mittels einer integrierten oder externen Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung steht oder bringbar ist, die insbesondere von einer Steuereinrichtung der Vorrichtung angesteuert werden kann. Insbesondere ist somit ein automatisiertes Erfassen der Abzweigungen möglich.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur präzisen Bestimmung von Abzweigungen in einem Leitungssystem.
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Dabei wird erfindungsgemäß in einem ersten Schritt mittels eines visuellen Inspektionssystems, insbesondere eines Kamerasystems oder eines Laserscanners oder einer Laserradareinrichtung, die Winkellage der Abzweigung relativ zur Hauptleitung visuell erfasst. Geeignete visuelle Inspektionssysteme sind vorstehend im Zuammenhang mit dem erfindungsgemäßen System beschrieben worden, weshalb hier auf diese Ausführungen verwiesen wird.
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Nach der visuellen Inspektion wird anschließend ein mittels eines Magnetfeldsensors detektierbares Indikatorelement an einer Position der Hauptleitung befestigt wird, die die Abzweigung charakterisiert.
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Auch hierzu wurden geeignete Einrichtungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System beschrieben.
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Das efindungsgemäße System bzw. das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich zur präzisen Bestimmung von longitudinaler Position, Winkellage, Form und Größe von Abzweigungen in einem zu sanierendenLeitungssystem, insbesondere einem fluidführenden Leitungssystem, wie. z.B. einem Kanalsystem oder einem Wasserleitungssystem.
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Besonders vorteilhaft können die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren bei der sanierung fluidführender Leitunbgssysteme mit Auskkleidungsschläuchen (sog. Linern) eingesetzt werden. Durch die präzise Bestimmung von longitudinaler Position, Winkellage, Form und Größe von Abzweigungen kann hinterher einautomatisiertes Freilegen mit deutlich geringerem Fehlerrisiko als aus dem Stand der Technik bekannt, erfolgen.
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Die in der voranstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 9504646 [0005]
- EP 23623 A [0006]
- EP 1262708 A [0006]