DE3533479A1 - Verfahren zum ueberwachen eines objektes mit hilfe einer signalleitung sowie impuls-messgeraet zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Objektes mit Hilfe einer im Bereich des Objektes verlegten elektrischen Signalleitung, deren elektrischer Zustand sich in einem Störfall ändert, wodurch ein Alarmsignal abgegeben wird.

Es ist beispielsweise bekannt, Objekte vielfältigster Art durch die vorstehend erläuterten Merkmale dadurch zu überwachen und zu sichern, daß man eine ständig unter Spannung stehende Signalleitung um das Objekt verlegt, beispielsweise um ein zu sicherndes Gebäude. Wird die Alarmleitung durchtrennt, so erzeugt die hierbei auftretende plötzliche Spannungsänderung das Alarmsignal.

Dieses bekannte Verfahren hat aber den Nachteil, daß man den Ort des Störfalls nicht kennt. Diese Angabe ist aber häufig wichtig, insbesondere wenn es sich um sehr lange oder sehr großflächige, zu überwachende Objekte handelt, beispielsweise um Pipelines, im Erdreich verlegte Gasleitungen und so fort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dessen Hilfe auch solche Objekte sicher überwacht werden können, die eine sehr große Längenausdehnung haben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß man in die Signalleitung wiederholt einen Impuls einspeist, dessen Echo mit einem gespeicherten Echosignal vergleicht und bei Vorhandensein einer über ein bestimmtes Maß hinausgehenden Abweichung zwischen diesen beiden Echosignalen das Alarmsignal abgibt.

Man kann somit die Entfernung der Störstelle von der Meßstelle aufgrund der bekannten Fortpflanzungs-Geschwindigkeit des Impulses in der Signalleitung sowie der Laufzeit für den Impuls von dessen Abgabe bis zum Empfang des reflektierten Impulses messen. Alles dies kann in einem computerisierten Impuls-Meßgerät erfolgen, welches dann sofort im Störfall die Entfernung der Störstelle von der Meßstelle gleichzeitig mit dem Alarmsignal auswirft. Das Überwachungspersonal weiss also sofort den Ort der Störstelle bzw. dieser Ort wird gespeichert, beispielsweise auf einem Impulsschreiber und kann dann abgelesen werden.

Man kann auch die Impulse von beiden Enden her in die Signalleitung einspeisen, wobei man dann eine größere Sicherheit erhält. Dies gilt auch bei einer in einer Schleife verlegten Signalleitung, in die auch dann in beiden Richtungen die Impulse eingespeist werden, deren Echos in der beschriebenen Art und Weise gemessen werden.

Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß man längs der Signalleitung an dieser mehrere Melder anordnet, die im Störfall ein Signal angeben. Die Melder haben entsprechende Sensoren, die im Störfall ansprechen und die das Störsignal an die Meßstelle abgeben. Das Störsignal hat also hierbei eine besonders große Amplitude und wird sehr sicher empfangen. Diese Ausgestaltung der Erfindung ergibt also eine sehr sichere Entfernungsmessung der Störstelle von der Meßstelle.

Das erfindungsgemässe Impuls-Meßgerät zur Durchführung dieses Verfahrens ist computerisiert, vorzugsweise digitalisiert. Es ist so ausgestaltet, daß es die Meßimpulse wiederholt, vorzugsweise in periodischen Abständen, abgibt und auch die empfangenen Impulse aufnimmt.

Das Meßgerät vergleicht die Echoimpulse mit dem ihm eingegebenen Bild der ungestörten Meßstrecke und führt den beschriebenen Vergleich aus. Es gibt dann selbsttätig das Alarmsignal ab, sobald der Störfall eingetreten ist und zeigt gleichzeitig die Entfernung der Störstelle oder der Störstellen von der betreffenden Meßstelle an.

Als Anwendungsgebiet sei beispielsweise verwiesen auf die Überwachung von Pipelines, wobei dann die Signalleitung parallel zur Pipeline verlegt wird, an die Überwachung von Gasleitungen, elektrischer Kabel, beispielsweise Telefonleitungen und so fort, die vor einer Anzapfung geschützt werden sollen, und so weiter. Auch hier beruht das erfindungsgemäße Prinzip darauf, daß beispielsweise bei einem Anzapfen der Telefonleitung sich deren Impedanz an der angezapften Stelle ändert und diese lokale Impedanzänderung reflektiert dann das in das Kabel eingespeiste Signal. Es kann daher die erwähnte Signalleitung auch beispielsweise die Telefonleitung selbst sein, eine elektrische Energieleitung und so fort. Das Kabel kann einadrig oder mehradrig sein. Weitere Anwendungsbeispiele sind die Überwachung von erdverlegten Kabeln oder Leitungen, die beispielsweise bei Grabarbeiten willentlich oder unwillentlich beschädigt werden. Auch hier wird der Ort der Beschädigung, das heisst die Störstelle, mit dem beschriebenen Prinzip sofort gemeldet. Andere Beispiele sind Signalleitungen, die beispielsweise bei der Benetzung mit Öl oder Benzin punktförmig ihren Wellenwiderstand ändern, und diese lokale Impedanzänderung ergibt das reflektierte Impulssignal, welches in der beschriebenen Art und Weise ausgewertet wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Erläuterung der grundsätzlichen Arbeitsweise des erfindungsgemässen Verfahrens;

Fig. 2 eine Abänderung von Fig. 1;

Fig. 3: eine Einzelheit des Schaltungsaufbaus nach Fig. 1 oder 2;

Fig. 4: eine Schaltungsanordnung ähnlich Fig. 3 bei einer abermals abgeänderten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist eine Signalleitung 1 schematisiert dargestellt, wobei diese Signalleitung in der Regel aus einer 2-Draht-Leitung besteht, die entweder aus zwei parallelen Adern oder aus einer Koaxleitung besteht.

Im vorliegenden Fall wird die Ausführung als Koaxleitung bevorzugt, denn auf diese Weise können Wellwiderstände besonders verlustarm gemessen werden, so daß auch lange Signalleitungen ohne weiteres überwacht werden können.

Im gezeigten Anwendungsbeispiel nach Fig. 1 reicht es, wenn die Signalleitung 1 aus einer Hinleitung 2 besteht, auf der perallel mehrere Melder 10, 11, 12 angeordnet sind. Am Kabelanfang der Signalleitung 1 ist ein Impulsecho- Meßgerät 4 angeordnet, welches in Pfeilrichtung 6 einen Impuls kontinuierlich auf die Signalleitung sendet. Die Impulse werden entweder an dem Signalleitungs-Abschluß oder an im Störfall entsprechend aktivierten Meldern reflektiert und in Pfeilrichtung 7 vom Impuls- Echo-Meßgerät 4 empfangen und verarbeitet. Die Melder sind mit entsprechenden Sensoren ausgerüstet. Durch eine einfache Laufzeitmessung zwischen dem Sendesignal in Pfeilrichtung 6 und dem Empfangssignal in Pfeilrichtung 7 kann der im Störfall aktivierte Melder festgestellt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sei es beispielsweise der Melder 10, der einen bestimmten elektrischen Parameter der Hinleitung 2 ändert. Hierzu ist es beispielsweise möglich, daß die Hinleitung, welche beispielsweise als Koaxkabel ausgebildet ist, mit der anderen Ader kurzgeschlossen wird.

In Erweiterung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 ist es vorgesehen, daß man auch am Kabelende misst, so daß man im Störfall sowohl vom Kabelanfang als auch vom Kabelende her in die Signalleitung 1 einmessen kann. Zu diesem Zweck ist es vorgesehen, daß eine Rückleitung 3 zum Kabelanfang zurückgeführt ist, und daß auf dieser Rückleitung ebenfalls ein Impulsecho-Meßgerät 5 angeordnet ist, welches in Pfeilrichtung 9 ein entsprechendes Reflektionssignal empfängt.

Bei dieser Ausführungsform besteht der Vorteil, daß wenn beispielsweise Melder 11 anspricht, daß mit dem Impulsecho- Meßgerät 4 der genaue Ort des Melders 11 auf der Signalleitung 1 berechnet werden kann und daß mit der Messung mittels des Impuls-Echo-Meßgerätes 5 auch noch festgestellt werden kann, ob der Melder 10 schon aktiviert ist oder nicht.

In einer vereinfachten Ausführungsform, welche in Fig. 2 dargestellt ist, ist gezeigt, daß nicht zwei Impulsecho- Meßgeräte 4, 5 verwendet werden müssen, sondern daß es reicht, ein einziges Impulsecho-Meßgerät für die Messung von Kabelanfang und Kabelende zu verwenden, wobei ein Umschalter 13 zwischen der Hinleitung 2 und der Rückleitung 3 umschaltet.

Fig. 3 zeigt die mögliche Ausbildung einer Kontaktstelle 14 in Verbindung mit einem Melder 10. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Kontaktstelle 14 als Öffner 15 ausgebildet, wobei der Öffner von dem Melder 10 im Alarmfall aktiviert wird. Im Alarmfall wird also der Öffner 15 angesteuert und öffnet die Hinleitung 2, wodurch damit der Ohmsche Widerstand der Hinleitung 2 verändert wird.

Durch die damit entstehende Störstelle kommt es zu einer starken Reflektion des in Pfeilrichtung 6 auf die Leitung eingespeisten Impulssignals, so daß das Impulsecho-Meßgerät 4 auf einfache Weise den genauen Ort des Melders 10 auf der Signalleitung 1 feststellen kann.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Kontaktstelle 14 als Schließer ausgebildet, wobei der Melder 10 im Alarmfall den Schließer 16 derart betätigt, daß ein Kurzschluß in der zweiadrigen Signalleitung erzeugt wird, wodurch wiederum ein elektrischer Parameter der Signalleitung verändert wird. Über die Laufzeitmessung kann daraus der Ort des betreffenden Melders 10 längs der Signalleitung 1 festgestellt werden.

In einem anderen, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel kann es vorgesehen sein, daß statt des Kurzschlusses oder des Öffnens der Signalleitung 1 auch ein entsprechend definierter Wellenwiderstand im Alarmfall vom Melder in die Leitung eingeschaltet wird.

Das Impulsecho-Meßgerät ist rechnergesteuert und derart mit einem Rechner verbunden, daß der Rechner ohne weiteres auf einem entsprechenden Bildschirm oder einem sonstigen Display angibt, welcher der Melder gerade aktiviert wurde.

Es bedarf also keiner Umsetzung mehr der gemessenen Laufzeit in Bezug zu dem Ort des Melders, denn diese Daten können bereits in der Empfangszentrale eingespeichert sein und auf einem entsprechenden Anzeigenschirm oder sonstigen Display zur Anzeige gebracht werden.

• Zeichnungs-Legende 1 Signalleitung
  2 Hinleitung
  3 Rückleitung
  4 Impulsecho-Meßgerät
  5 Impulsecho-Meßgerät
  6 Pfeilrichtung
  7 Pfeilrichtung
  8 Pfeilrichtung
  9 Pfeilrichtung
  10 Melder
  11 Melder
  12 Melder
  13 Umschalter
  14 Kontaktstelle
  15 Öffner
  16 Schließer

Claims (5)

1 Verfahren zum Überwachen eines Objektes mit Hilfe einer im Bereich des Objektes verlegten elektrischen Signalleitung, deren elektrischer Zustand sich in einem Störfall ändert, wodurch ein Alarmsignal abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Signalleitung wiederholt einen Impuls einspeist, dessen Echo mit einem gespeicherten Echosignal vergleicht und bei Vorhandensein einer über ein bestimmtes Maß hinausgehenden Abweichung zwischen diesen beiden Echosignalen das Alarmsignal abgibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Entfernung der Störstelle von der Meßstelle aufgrund der bekannten Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Impulses in der Signalleitung sowie der Laufzeit für den Impuls von dessen Abgabe bis zum Empfang des reflektierten Impulses mißt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Impulse von beiden Enden her in die Signalleitung einspeist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß man längs der Signalleitung an dieser mehrere Melder anordnet, die im Störfall ein Signal abgeben.

5. Impuls-Meßgerät zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-4.