DE10333203A1 - Pipeline system monitoring device, especially for underwater pipeline systems, has strain gauges contained within a protective layer and wirelessly linked to evaluation units outside the protective layer - Google Patents

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Michael Dr. Altwein
Karl-Heinz Dr. Haase
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Abstract

Monitoring device for pipeline systems that will be placed under load comprises one or more strain gauges (3) fastened to the pipe surfaces and encapsulated in a protective layer (2), whereby the gauge is connected to a separate evaluation unit (4). The gauge incorporates transceiver components within its encapsulating layer, while the evaluation unit has transceiver components outside the protective layer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für belastbare Rohrsysteme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a monitoring device for resilient Pipe systems according to the preamble of claim 1

Bei der Suche neuer Öl- und Gasfelder werden diese zunehmend auch in Tiefseegebieten erschlossen. Dazu ist es erforderlich, die Rohrleitungen teilweise bis in Tiefen von 4.000 m zu verlegen, die dann dort erheblichen Druck-, Strömungs- und Korrosionsbelastungen ausgesetzt sind. Bei derartigen Rohrleitungen ist es deshalb notwendig, diese ständig gegenüber Überlastungen zu überwachen, um rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten zu können.at the search for new oil and gas fields, these are increasingly being developed in deep-sea areas. For this it is necessary, the pipelines partly to depths of 4,000 m, which then there considerable pressure, flow and Exposed to corrosion loads. In such pipelines it is therefore necessary to constantly monitor these against overloads, to timely countermeasures to be able to initiate.

In der Praxis werden deshalb häufig bereits während der fabrikmäßigen Rohrherstellung auf der metallischen Mantelfläche direkt Dehnungsmeßstreifen appliziert, mit Anschlußkabeln verlötet und das ganze mit einer dicken Kunststoffschicht von mindestens 50 bis 100 mm Dicke wie die übrige Mantelfläche abgedeckt. Ein derartiges Verfahren erfordert bereits bei der Rohrherstellung erfahrene Spezialkräfte, die diese manuellen Verfahren zur Anbringung der Dehnungsaufnehmer durchführen, so daß dies langwierig und kostenintensiv ist. Im übrigen ist eine derartige Direktapplikation störungsempfindlich, da bei der Ummantelung oder der Rohrverlegung die Anschlußkabel leicht beschädigt werden können oder nach der Verlegung durch die Kabeldurchführungen Feuchtigkeit an die Applikationsstelle gelangen kann.In The practice therefore become frequent already during the factory-made pipe manufacturing on the metallic surface directly strain gauges applied, with connecting cables soldered and all with a thick plastic layer of at least 50 to 100 mm thickness like the rest lateral surface covered. Such a process already requires in the production of pipes experienced special forces who perform these manual procedures for attaching the strain gauges, so that this tedious and costly. Otherwise, such a direct application susceptible to interference, because with the sheathing or pipe laying the connection cable easily damaged can be or after laying through the grommets moisture to the Can reach application site.

Aus der US 4,663,975 ist eine Überwachungsvorrichtung für belastbare Rohrsysteme bekannt, die aus einem Klemmringsystem besteht, an dem Dehnungsaufnehmer befestigt sind. Das Klemm ringsystem wird bei der Verlegung der Rohre fest um die Rohroberfläche geklemmt, so daß die Dehnungsaufnehmer auf der Rohroberfläche kraftschlüssig aufliegen. Bei entsprechender Dehnung der Rohroberfläche wird dies auf die Dehnungsaufnehmer übertragen, die über eine Kabelverbindung an eine externe Auswertevorrichtung angeschlossen sind. Da die Dehnungsaufnehmer eine metallische Verbindung zur Rohroberfläche aufweisen müssen, ist dieses Überwachungssystem bei ummantelten Rohrsystemen nur schwer einsetzbar oder nur unter aufwendiger Entfernung und nachträglicher Anbringung der Ummantelung verwendbar.From the US 4,663,975 For example, there is known a heavy duty pipe system monitoring device consisting of a clamping ring system to which strain gauges are attached. The clamping ring system is firmly clamped when laying the tubes around the pipe surface, so that the strain sensors rest on the pipe surface frictionally. With appropriate elongation of the tube surface, this is transmitted to the strain transducer, which are connected via a cable connection to an external evaluation device. Since the strain transducers must have a metallic connection to the pipe surface, this monitoring system is difficult to use in jacketed pipe systems or usable only at costly removal and subsequent attachment of the sheath.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überwachung von belastbaren Rohrsystemen zu schaffen, bei dem sowohl der Aufnehmer als auch das Rohrsystem dauerhaft gegenüber den ungünstigen Umgebungseinflüssen geschützt ist.Of the The invention is therefore based on the object, a device for monitoring to create load-bearing pipe systems in which both the transducer as well as the pipe system is permanently protected against the unfavorable environmental influences.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Further developments and advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Aus der DE 197 19 921 C2 ist zwar eine berührungslose Übertragung von Meßsignalen zwischen einem Drehmomentaufnehmer und einer stationären Auswertevorrichtung bekannt. Diese ist aber ausschließlich zur Verbindung einer rotierenden Meßwelle mit dessen stationärer Auswertevorrichtung vorgesehen. Mit einer derartigen Meßvorrichtung ist weder der Aufnehmer noch das Meßobjekt gegen ungünstige Umgebungseinflüsse geschützt.From the DE 197 19 921 C2 Although a non-contact transmission of measurement signals between a torque transducer and a stationary evaluation device is known. However, this is provided exclusively for connecting a rotating measuring shaft with its stationary evaluation device. With such a measuring device neither the sensor nor the DUT is protected against unfavorable environmental influences.

Es sind zwar aus der DE 39 22 556 A1 auch bereits berührungslos arbeitende Übertragungssysteme von Meßwerten zwischen einem Aufnehmer, der auch stationär sein kann, und einem stationären Empfänger bekannt. Dabei wird zwischen einem Aufnehmer mit integriertem Transponder und einem Empfänger ein Magnet feld im dazwischenliegenden Luftraum erzeugt, durch das sowohl die Meßsignale als auch die Speiseenergie übertragen werden. Auch bei diesem System sind weder der Aufnehmer mit seinem integrierten Transponder als auch das Meßobjekt nicht besonders geschützt, so daß eine Verwendung unter ungünstigen Umgebungsbedingungen nicht erkennbar ist.Although they are from the DE 39 22 556 A1 also already known non-contact transmission systems of measured values between a pickup, which may also be stationary, and a stationary receiver. In this case, a magnetic field is generated in the intermediate air space between a transducer with integrated transponder and a receiver through which both the measurement signals and the food energy are transmitted. Also in this system, neither the transducer with its integrated transponder and the test object are not particularly protected, so that use under unfavorable environmental conditions is not recognizable.

Die Erfindung hat durch den kabellosen Aufnehmerteil den Vorteil, daß eine vollständige Kapselung der Dehnungsmeßelemente und Zuleitungen zur Primärelektronik möglich ist, so daß dieser Teil auch vollständig von einer dicken Korrosionsschutzschicht abdeckbar ist. Durch die Integration der kabellosen Sende- und Empfangsmittel im Aufnehmer ist vorteilhafterweise auch eine Kabelherausführung entbehrlich, die insbesondere bei großer Druckbelastung im Tiefseebereich Abdichtungsprobleme mit sich bringt, durch die sowohl der Aufnehmer als auch das Meßobjekt langfristig beschädigt werden kann.The The invention has the advantage of the wireless pickup that a complete encapsulation the strain gauges and leads to the primary electronics possible is, so this one Part completely can be covered by a thick corrosion protection layer. By the Integration of the wireless transmitting and receiving means in the transducer is advantageously also a Kabelherausführung dispensable, in particular at big Pressure in the deep sea area causes sealing problems, through which both the transducer and the test object are damaged in the long term can.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß durch die auf der Schutzschicht vorgesehene Auswertevorrichtung auch diese bereits werksseitig dort montiert werden kann, so daß später bei der Verlegung der Rohre lediglich noch die Verbindungskabel über bekannte hochbelastbare Unterwasserstecker ankoppelbar sind. Durch die Anordnung der Auswertevorrichtung auf der Schutzschicht gegenüberliegend zum Aufnehmerteil ist vorteilhafterweise eine berührungslose Ankopplung in nur geringer Entfernung möglich. Bei derartig geringen Übertragungsstrecken sind deshalb vorteilhafterweise auch Übertragungssysteme einsetzbar, mit der gleichzeitig auch die Speiseenergie für die Dehnungsaufnehmer mit übertragbar ist.The Invention has the further advantage that by the on the protective layer provided evaluation also this already factory mounted there can be, so later at the laying of the pipes only the connection cable over known heavy-duty underwater plug can be coupled. By the arrangement the evaluation device on the protective layer opposite to the pickup is advantageously a non-contact Coupling only possible at a short distance. With such low transmission distances are therefore advantageously also transfer systems used, with the same time also the feed energy for the strain transducers with transferable is.

Ein derartiger gekapselter Aufnehmerteil kann in einer besonderen Ausführungsform vorteilhafterweise mit einem Edelstahlgehäuse umgeben sein, auf dessen Grund- oder Trägerfläche Dehnungsmeßstreifen als Dehnungsmeßelemente appliziert sind, und der auch langfristig eine absolute Dichtigkeit aufweist. Ein derartiger Aufnehmerteil kann dann vorteilhafterweise auch bereits werksseitig bei der Rohrherstellung auf einfachste Weise mit dem Rohr verschweißt oder verklebt werden, wozu automatisierte Fertigungsverfahren einsetzbar sind. Derartige Aufnehmerteile mit integrierten elektronischen Sende- und Empfangsmitteln können sehr kompakt ausgeführt werden, wodurch sie bereits während des Rohrherstellungsprozesses im sogenannten Coating-Verfahren sogleich mit dem übrigen Rohr mit der dicken Korrosionsschutzschicht ummantelbar sind. Dadurch werden vorteilhaft langfristig nicht nur der Aufnehmerteil, sondern auch die korrosionsgefährdeten Rohre gegen die ungünstigen Umgebungseinflüsse geschützt.Such an encapsulated pickup part can be advantageously surrounded in a particular embodiment with a stainless steel housing, on the base or support surface strain gauges are applied as Dehnungsmeßelemente, and even in the long term has an absolute tightness. Such a pickup member can then advantageously already factory-welded or glued to the tube in the production of pipes in the simplest way, including automated production methods can be used. Such pick-up parts with integrated electronic transmitting and receiving means can be made very compact, whereby they are already during the tube manufacturing process in the so-called coating process immediately with the rest of the tube with the thick corrosion protection layer are coatable. As a result, in the long term, not only the receiving part, but also the pipes susceptible to corrosion are protected against the unfavorable environmental influences.

Bei einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung können durch das umgebende Gehäuseteil und ein in den Sensor eingebrachtes Polster auch die empfindlichen Dehnungsmeßelemente thermisch so entkoppelt werden, daß sie vorteilhafterweise von der Hitzeeinwirkung während des Coating-Verfahrens geschützt sind.at another particular embodiment of the invention through the surrounding housing part and a pad incorporated into the sensor also the sensitive ones strain gauges thermally decoupled so that they are advantageous from the heat during protected by the coating process are.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Die Überwachungsvorrichtung besteht hauptsächlich aus einem fest mit dem zu überwachenden Meßobjekt verbundenen gekapselten Dehnungsaufnehmer 3 und einem über einer Schutzschicht 2 angeordneten Auswerte- und Empfangsvorrichtung 4, zu der die Meßwerte übertragen werden und dort weiterverarbeitbar sind. Dabei ist diese Überwachungsvorrichtung vorzugsweise für die dauerhafte Überwachung von hochbelasteten Rohrsystemen zur Förderung von Öl oder Gas aus Tiefseebereichen bis zu 4.000 m Wassertiefe vorgesehen. Derartige Überwachungsvorrichtungen eignen sich aber auch für andere rohrförmige Meßobjekte, die von aggressiven Medien umgeben sind und gegenüber diesen durch Schutz schichten geschützt werden müssen, wobei die Meßwerte unter dieser Schutzschicht erfaßbar sein sollen.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment which is illustrated in the drawing. The monitoring device mainly consists of an encapsulated extensometer connected firmly to the object to be monitored 3 and one above a protective layer 2 arranged evaluation and receiving device 4 to which the measured values are transmitted and can be further processed there. In this case, this monitoring device is preferably provided for the permanent monitoring of highly loaded pipe systems for the extraction of oil or gas from deep-sea areas up to 4,000 m water depth. However, such monitoring devices are also suitable for other tubular objects to be measured, which are surrounded by aggressive media and must be protected against these layers by protective, the measured values should be detectable under this protective layer.

Der Kern der Erfindung besteht deshalb auch darin, nicht nur den Aufnehmer 3 vor aggressiven Umgebungseinflüssen dauerhaft zu schützen, sondern auch das Meßobjekt selbst, an dem der Aufnehmer 3 zu befestigen ist. Dazu ist in der Zeichnung ein Ausschnitt aus einer Ölförderleitung dargestellt, an der die Überwachungsvorrichtung angebracht ist. Die Ölförderleitung besteht dabei als Meßobjekt aus einem Stahlrohr 1 von vorzugsweise ca. 10 mm Wanddicke, das in Tiefseegebieten bis mindestens 4.000 m Meerestiefe einsetzbar ist. Dieses Rohr 1 wird werksseitig bereits vor der Tiefseeverlegung mittels eines sogenannten Coating-Verfahrens mit einem flüssigen Kunststoff als Schutzschicht 2 ummantelt. Dieses Verfahren erfordert derzeit Verarbeitungstemperaturen von ca. 220 °C, wodurch auch das Rohr selbst, auch durch das Transportmedium, auf ca. 120°C erhitzt wird. Hierzu werden deshalb besondere Aufnehmersysteme benötigt, die diesen Verarbeitungstemperaturen standhalten und insbesondere auch danach noch genaue Meßwerte liefern.Therefore, the essence of the invention is not only the transducer 3 To protect against aggressive environmental influences permanently, but also the test object itself, where the transducer 3 to attach. For this purpose, a detail of an oil delivery line is shown in the drawing, on which the monitoring device is mounted. The oil delivery line consists of a steel tube as a test object 1 preferably of about 10 mm wall thickness, which can be used in deep-sea areas up to at least 4000 m sea depth. This pipe 1 is factory already before the deep-sea laying by means of a so-called coating process with a liquid plastic as a protective layer 2 jacketed. This process currently requires processing temperatures of about 220 ° C, whereby the pipe itself, even by the transport medium, is heated to about 120 ° C. For this purpose, special Aufnehmersysteme are required, which withstand these processing temperatures and in particular even then provide accurate readings.

Da derartige belastete Rohre mit Dehnungsaufnehmern überwacht werden, die vorzugsweise aus Dehnungsmeßstreifen bestehen, ist dies derzeit schwierig durchzuführen, denn derartige Dehnungsmeßstreifen bestehen in der Regel aus temperaturempfindlichen Kunststoffolien, auf die dünne Metallgitter aufgebracht sind und die mit thermisch aushärtbaren Kunststoffklebern auf einer belasteten Rohroberfläche appliziert sind. Deshalb schlägt die Erfindung einen Aufnehmer 3 vor, der vorzugsweise durch ein dichtes Edelstahlgehäuse 5 gekapselt ist. Derartige Edelstahlgehäuse 5 sind luftdicht verschweißbar und halten höchsten Druckbelastungen und aggressiven Umgebungsbedingungen wie beispielsweise Meerwasser dauerhaft stand. Das Gehäuse 5 besteht vorzugsweise aus einer ebenen Grund- bzw. Trägerplatte 6, die mit der Rohroberfläche verschweißt oder verklebt ist. Auf die ser Grundfläche 6 sind die Dehnungsmeßstreifen 7 appliziert, die ein Meßsignal erzeugen, das der Dehnung der Rohroberfläche proportional ist.Since such loaded tubes are monitored with strain transducers, which preferably consist of strain gauges, this is currently difficult to perform, because such strain gauges are usually made of temperature-sensitive plastic films are applied to the thin metal mesh and applied with thermosetting plastic adhesives on a loaded pipe surface , Therefore, the invention proposes a pickup 3 before, preferably by a tight stainless steel housing 5 is encapsulated. Such stainless steel housing 5 are hermetically sealed and can withstand the highest pressure loads and aggressive environmental conditions such as seawater permanently. The housing 5 preferably consists of a flat base or support plate 6 , which is welded or glued to the pipe surface. On the water surface 6 are the strain gauges 7 applied, which generate a measurement signal which is proportional to the elongation of the tube surface.

Diese Dehnungsmeßstreifen 7 sind aufnehmerseitig auf einem Verbindungsträger 13 als Wheatstone'sche Brücke verschaltet und über eine Primärelektronikschaltung 14 mit einer Empfangs-8 und einer Sendekopplerschaltung 9 verbunden. Dabei besteht der Verbindungsträger 13 vorzugsweise aus einer flexiblen Leiterplatte, wo die Verschaltung vorgegeben ist. Die Primärelektronikschaltung 14 besteht aus integrierten Schaltelementen, die vorzugsweise zur Verstärkung und Analog-Digital-Wandlung vorgesehen sind. Die Empfangskopplerschaltung 8 dient in erster Linie der Speisespannungsversorgung und die Sendekopplerschaltung 9 dient der Meßsignalübertragung zur Auswertevorrichtung 4. Dabei werden die Energie- und die Meßsignale vorzugsweise durch veränderbare Magnetfelder übertragen, wie sie bei magnetisch gekoppelten Transpondersystemen bekannt sind. Diese magnetischen Transponderschaltungen haben den Vorteil, daß sie mit wenig Energie auskommen und insbesondere bei geringen Übertragungsentfernungen zuverlässig und störungsfrei arbeiten. Die Kopplerschaltungen 8, 9 werden vorzugsweise als elektronische Schaltelemente ausgeführt und sind daher mit wenig Energie betreibbar und in kompakter Bauweise im Aufnehmergehäuse 5 integrierbar. Es sind aber auch telemetrische Übertragungssysteme denkbar, die über Antennen miteinander gekoppelt sind.These strain gauges 7 are on the receiver side on a connection carrier 13 interconnected as Wheatstone bridge and via a primary electronic circuit 14 with a reception 8th and a transmit coupler circuit 9 connected. In this case, there is the connection carrier 13 preferably from a flexible printed circuit board, where the interconnection is specified. The primary electronics circuit 14 consists of integrated switching elements, which are preferably provided for amplification and analog-to-digital conversion. The receive coupler circuit 8th serves primarily the supply voltage supply and the Sendekopplerschaltung 9 serves the measuring signal transmission to the evaluation device 4 , The energy and the measurement signals are preferably transmitted by variable magnetic fields, as they are known in magnetically coupled transponder systems. These magnetic transponder circuits have the advantage that they can do with little energy and work reliably and trouble-free especially at low transmission distances. The coupler circuits 8th . 9 are preferably designed as electronic switching elements and are therefore operable with little energy and in a compact design in the transducer housing 5 integrated. But there are also telemetric transmission systems conceivable that via antennas coupled together.

Die Dehnungsmeßstreifen 7 und die Kopplerschaltungen 8, 9 sind in einem thermisch geschützten Kunststoff eingegossen, der auch als Füllpolster zur Aufnahme der Druckbelastung dient und von einem hutförmigen Gehäuseteil 10 umgeben, das vorzugsweise aus Edelstahl besteht und mit der Grund- bzw. Trägerplatte 6 verschweißt ist. Zur besseren thermischen Entkopplung der Dehnungsmeßstreifen 7 als auch der übrigen Aufnehmerelemente 8, 9 ist noch ein zusätzliches Gehäuseteil 11 vorgesehen, in dem noch weitere wärmehemmende Materialien eingebracht sind. Der Aufnehmer 3 ist vollständig in die Schutzschicht 2 des Rohres 1 eingegossen. Ein derartiger Aufnehmer 3 besitzt eine Bauhöhe von ca. 10 bis 20 mm und ist damit noch mit einer Schutzschicht 2 von mindestens 20 mm gegenüber dem stark korrosiven Meerwasser abgedeckt. Diese Rohrschutzschichten weisen meist Dicken von 50 bis 100 mm auf, um den hohen Druckbelastungen gegenüber dem eindringenden Meerwasser dauerhaft standzuhalten. Dieses spezielle Beschichtungsmaterial 2 ist besonders diffusionsdicht, aber kaum dämpfend gegenüber den zu übertragenden Magnetfeldern bzw. elektromagnetischen Wellen.The strain gauges 7 and the coupler circuits 8th . 9 are molded in a thermally protected plastic, which also serves as a filling pad for receiving the pressure load and a hat-shaped housing part 10 surrounded, which preferably consists of stainless steel and with the base or support plate 6 is welded. For better thermal decoupling of the strain gauges 7 as well as the other transducer elements 8th . 9 is still an additional housing part 11 provided in which even more heat-resistant materials are introduced. The pickup 3 is completely in the protective layer 2 of the pipe 1 cast. Such a pickup 3 has a height of about 10 to 20 mm and is therefore still with a protective layer 2 covered by at least 20 mm from the highly corrosive seawater. These pipe protection layers usually have thicknesses of 50 to 100 mm in order to withstand the high pressure loads against the penetrating seawater permanently. This special coating material 2 is particularly diffusion-tight, but hardly dampens against the magnetic fields or electromagnetic waves to be transmitted.

Auf der Mantelfläche der Schutzschicht 2 ist gegenüberliegend zum Aufnehmer 3 die Auswertevorrichtung 4 vorgesehen, in die gleichzeitig auch Sende- und Empfangsmittel integriert sind. Diese Auswertevorrichtung 4 wird vorzugsweise auf der Mantelfläche aufgeklebt oder mit dieser verschweißt. Dabei ist die Auswertevorrichtung 4 in einem langgestreckten Gehäuse untergebracht und mit einer hochbelastbaren Unterwassersteckvorrichtung 12 mit einem Kabel verbunden. Dieses Kabel dient der Energieversorgung und Weiterleitung der Meßsignale zu einer weiteren Auswerte- oder Anzeigevorrichtung auf einer Bohrplattform oder an Land. Diese bekannten Steckvorrichtungen 12 werden fabrikmäßig hergestellt und können deshalb auf einfache Weise bei der Tiefseeverlegung der Rohre 1 auch von Hilfskräften an den Auswertevorrichtungen 4 eingesteckt werden. Über diese Kabelverbindung wird die Auswertevorrichtung 4 mit einer Speisespannungsquelle gekoppelt, die daraus mit Hilfe von Schwingkreisen Magnetfelder ausbilden, die als Sendemittel die Speiseenergie zum Aufnehmer 3 übertragen.On the lateral surface of the protective layer 2 is opposite to the transducer 3 the evaluation device 4 provided in the same time also transmitting and receiving means are integrated. This evaluation device 4 is preferably glued or welded to the lateral surface. Here is the evaluation device 4 housed in an elongated housing and with a heavy-duty underwater plug-in device 12 connected with a cable. This cable is used to power and forward the measurement signals to another evaluation or display device on a drilling platform or on land. These known plug devices 12 are manufactured by the factory and can therefore easily be used for deep-sea laying of the pipes 1 also by assistants on the evaluation 4 be plugged in. About this cable connection is the evaluation device 4 coupled with a supply voltage source, which form therefrom by means of oscillating circuits magnetic fields, as the transmitting means, the feed energy to the transducer 3 transfer.

Da eine derartige Überwachungsvorrichtung keine druckempfindlichen Kabeldurchführungen enthält und keine separate Energieversorgung erfordert, eignet sie sich vorzugsweise für den Tiefseebereich, in dem spätere Reparaturmaßnahmen nahezu ausgeschlossen sind. Diese kann aber auch in flacheren Gewässern eingesetzt werden, wie bei Bohrplattformen, die sich auf dem Meeresgrund abstützen. Denn auch diese Bohrplattformen enthalten hochbelastbare Rohrsysteme, die dauerhaft vor Korrosion geschützt werden müssen und auch auf Überlastung zu überwachen sind.There such a monitoring device no pressure-sensitive cable feedthroughs contains and does not require a separate power supply, it is suitable preferably for the deep-sea area, in the later repairs are almost impossible. This can also be used in shallower waters like drilling platforms that rest on the seabed. Because even These drilling platforms contain heavy-duty pipe systems that permanently protected against corrosion Need to become and also on overload to monitor are.

Claims (11)

Überwachungsvorrichtung für belastbare Rohrsysteme, bei dem an mindestens einer vorgegebenen Mantelfläche mindestens ein Dehnungsaufnehmer (3) befestigt ist und die mit einer Schutzschicht (2) ummantelt sind, wobei der Dehnungsaufnehmer (3) mit einer beabstandeten Auswertevorrichtung (4) in Verbindung steht, die die erfaßten Meßsignale auswertet oder signalisiert, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsaufnehmer (3) drahtlose Sende- (9) und Empfangsmittel (8) enthält und von einem vollständig gekapselten Gehäuse (3) umgeben ist, das in der Schutzschicht (2) eingegossen und mit der Auswertevorrichtung (4) mit drahtlosen Sende- und Empfangsmitteln außerhalb der Schutzschicht (2) verbunden ist.Monitoring device for load-bearing pipe systems, in which at least one elongate sensor (at least one predetermined lateral surface ( 3 ) and that with a protective layer ( 2 ) are coated, wherein the strain transducer ( 3 ) with a spaced-apart evaluation device ( 4 ), which evaluates or signals the detected measuring signals, characterized in that the strain sensor ( 3 ) wireless transmitting (9) and receiving ( 8th ) and of a completely encapsulated housing ( 3 ) surrounded in the protective layer ( 2 ) and with the evaluation device ( 4 ) with wireless transmitting and receiving means outside the protective layer ( 2 ) connected is. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die belasteten Rohrsysteme Stahlrohre (1) darstellen, die mit einer dicken Schutzschicht (2) aus einem speziellem Kunststoff ummantelt sind, wobei der Dehnungsaufnehmer (3) auf der Mantelfläche der Stahlrohre (1) befestigt ist.Monitoring device according to claim 1, characterized in that the loaded piping systems contain steel pipes ( 1 ) with a thick protective layer ( 2 ) are encased in a special plastic, the strain transducer ( 3 ) on the lateral surface of the steel tubes ( 1 ) is attached. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (4) auf der Mantelfläche der Schutzschicht (2) befestigt und gegenüberliegend zum Dehnungsaufnehmer (3) angeordnet ist.Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation device ( 4 ) on the lateral surface of the protective layer ( 2 ) and opposite to the extensometer ( 3 ) is arranged. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsaufnehmer (3) Dehnungsmeßstreifen (7) enthält, die auf einer Grund platte (6) angeordnet sind, wobei die Grundplatte (6) ihrerseits auf einem vorgesehenen Teil der Mantelfläche der Rohrsysteme (1) befestigt ist.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the strain sensor ( 3 ) Strain gauges ( 7 ) on a base plate ( 6 ) are arranged, wherein the base plate ( 6 ) in turn on a designated part of the lateral surface of the pipe systems ( 1 ) is attached. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsaufnehmer (3) ein luftdicht verschweißtes Gehäuse (5) aus Edelstahlblech aufweist.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the strain sensor ( 3 ) an airtight welded housing ( 5 ) made of stainless steel sheet. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnungsaufnehmer (3) in einem thermisch schlecht leitfähigen Material eingebettet ist und/oder von einem thermisch geschützten zusätzlichen Gehäuseteil (11) umgeben ist.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the strain sensor ( 3 ) is embedded in a thermally poorly conductive material and / or by a thermally protected additional housing part ( 11 ) is surrounded. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermisch schlecht leitfähige Material gleichzeitig als Füllstoff ausgebildet ist, der zur Aufnahme einer großen Druckbelastung dient.Monitoring device according to claim 6, characterized in that the thermally poorly conductive material is at the same time formed as a filler, which absorbs a large Pressure load is used. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dehnungsmeßstreifen (7) und dem drahtlosen Sende- (9) und Empfangsmittel (8) ein Verbindungsträger (13) vorgesehen ist, der als flexible Leiterplatte ausgebildet ist.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that between the strain gauges ( 7 ) and the wireless transmission ( 9 ) and receiving means ( 8th ) a connection carrier ( 13 ) is provided, which is designed as a flexible printed circuit board. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Dehnungsmeßstreifen (7) und dem drahtlosen Sende- (9) und Empfangsmittel (8) mindestens noch eine Primärelektronikschaltung (14) vorgesehen ist, die mindestens zur mehrkanaligen Verstärkung dient.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that between the strain gauges ( 7 ) and the wireless transmission ( 9 ) and receiving means ( 8th ) at least one primary electronic circuit ( 14 ) is provided which serves at least for multi-channel amplification. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrich tung (4) ein Transponder oder magnetische Sende- und Empfangsmittel enthält, die mit dem Aufnehmer (3) speisemäßig und meßtechnisch verbindbar sind.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 4 ) contains a transponder or magnetic transmitting and receiving means connected to the transducer ( 3 ) are food-wise and metrologically connectable. Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (4) in einem gekapselten Gehäuse angeordnet und über eine Unterwassersteckvorrichtung mit weiteren Auswertevorrichtungen kabelmäßig verbunden ist.Monitoring device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device ( 4 ) is arranged in an encapsulated housing and connected cable-connected via a Unterwassersteckvorrichtung with other evaluation devices.
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