DE3922320A1 - Vorrichtung zur ueberwachung bzw. messung eines produktes in einer feindlichen umgebung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Überwachung bzw. Messung eines sich be­ wegenden oder stationären Objektes in einer feindlichen Umgebung.

Hochspannungskabel oder -leiter, insbes. solche für die Verlegung in Kabelkanälen oder auf dem Meeresboden sind normalerweise mit einer Überzug bzw. Mantel aus einem Kunststoffmaterial versehen, der in einem Extrusionsprozeß aufgebracht wird.

Bei diesem Prozeß ist es erforderlich, daß die Abmessungen des Kabels sowie dessen Position während der Extrusion möglichst ständig beobachtet bzw. überwacht werden, damit das Endprodukt auch tatsächlich die Spezifikationen des Her­ stellers erfüllt. In einigen Fällen wird eine spezielle Halbleitermaterial-Isolierung in dem Extrusionsprozeß verwendet, der im Stand der Technik als Vulkanisierungsprozeß bekannt ist und in welchem die Isolierung unter Druck aufgebracht werden muß, und zwar mit Hilfe eines Dampfes oder Stickstoff-Gases, und zwar bei erhöhter Temperatur.

Aufgrund hiervon und aufgrund der feindlichen Umgebung, in der das Aushärten vorgenommen wird, ist eine kontakt- bzw. berührungsfreie Messung der Abmessungen erforderlich.

Augenblicklich bekannte Techniken hierfür sind mit Problemen behaftet, und zwar speziell auch mit dem Problem, daß es äußerst schwierig ist, genaue Meßergebnisse bei einem fehlenden direkten Kontakt mit dem zu messenden Objekt zu erhalten, und zwar u.a. bedingt durch Verunreinigungen oder Ablagerungen zwischen dem zu messenden Objekt und der entfernt angeordneten Meßanordnung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kontakt- bzw. berührungs­ lose Meßtechnik aufzuzeigen, die frei von den Nachteilen des Standes der Technik ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Überwachungs- bzw. Meß­ system für die Überwachung eines mit einem Überzug bzw. Mantel versehenen Kabels, welches sich kontinuierlich durch eine feindselige Umgebung bewegt, erfindungsgemäß gekenn­ zeichnet durch eine abgedichtete Einschlußkammer für diese Umgebung, durch ein Inspektionsfenster in der Kammer zum Beobachten des durch diese Kammer hindurchgeführten Kabels, durch eine Strahlungsquelle innerhalb der Kammer, die (Strahlungsquelle) so angeordnet ist, daß das Kabel sich zwischen dem Inspektionsfenster und der durch dieses In­ spektionsfenster sichtbaren Strahlungsquelle befindet, sowie durch Mittel zum Überwachen bzw. Erfassen der aus dem Inspektionsfenster austretenden Strahlung, die der Strahlung der Quelle abzüglich des vom Kabel abgedeckten Teils ent­ spricht, um hierdurch die Abmessung sowie die Position des Kabels innerhalb der Kammer zu bestimmen.

Die Strahlungsquelle kann eine Infrarot-Strahlungsquelle sein, die von einem Heizelement gebildet ist.

Mit dem vorgenannten System wird die Messung der Abmessung sowie Positionierung wesentlich verbessert, wobei diese Messung auch nicht durch ungünstige Bedingungen innerhalb der Kammer oder aber durch Anlagerungen an dem Inspektions­ fenster, die bisher die erhaltenen Meßergebnisse unbrauchbar machten, beeinträchtigt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Extrusionslinie zum Ummanteln eines Hochspannungskabels;

Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend der Linie A der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Linie 33 der Fig. 1, und zwar zusammen mit einem Meßkreis zur Erzielung bzw. für die Einhaltung der geforderten Abmessungen des Kabels; und

Fig. 4 eine typische Wellenform bzw. einen typischen zeitlichen Verlauf eines von dem Meßsystem nach Fig. 3 erhaltenen Ausganges.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Kabel 1 dargestellt, welches durch ein Produktionsrohr 2 hindurchgeführt ist, welches Bestandteil einer Extrusions- bzw. Fertigungsstrecke ist und in welchem beispielsweise ein Aushärtungsprozeß, z.B. eine Vulkanisation erfolgt. Das Kabel 1 ist in diesem Fall ein isoliertes, elektrisches Kabel, welches z.B. mit einem Halbleiterüberzug versehen ist. Um das Herstellungsverfahren zu steuern und um dafür zu sorgen, daß das Kabel 1 hinsicht­ lich seiner Eigenschaften innerhalb der Spezifikationen des Herstellers liegt, ist es notwendig, die Position sowie auch den Durchmesser des Kabels innerhalb des Rohres 2 zu messen. Hierfür ist ein Inspektionsfenster 3 vorgesehen, und zwar dadurch, daß ein Hilfsrohr 4 unter einem Winkel von 90° an das Rohr 2 angeschweißt ist, wodurch eine optische Be­ trachtung des Produktes durch das Inspektionsfenster 3 möglich ist. Eine Strahlungsquelle 5 ist am Rohr 2 vorge­ sehen, und zwar derart, daß das Kabel 1 zwischen dieser Strahlungsquelle und dem Inspektionsfenster angeordnet ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Strahlungs­ quelle 5 ein Heizelement mit dem Vorteil, daß dieses Element innerhalb der begrenzten Kammer angeordnet werden kann. Alternativ hierzu könnte die Strahlungsquelle auch von einer herkömmlichen Glühlampe gebildet sein, die außerhalb der begrenzten Kammer angeordnet ist.

Wird angenommen, daß das Heizelement rot glüht, so kann bei einer Betrachtung durch das Inspektionsfenster 3 der darge­ stellten Ausführungsform der glühende Glühfaden oberhalb und unterhalb des Kabels 1 festgestellt werden, während dieser Glühfaden im mittleren Bereich durch das dazwischenliegende Kabel 1 verdeckt ist.

Dieser Zustand wird mit Hilfe einer Linsenanordnung 7 erfaßt und auf eine Einrichtung 8 abgebildet, die ein opto-elek­ trischer Bildwandler, z.B. eine ladungsgekoppelte Einrichtung ist und eine Anordnung von etwa 2000 Bildpunkten aufweist.

Ein mit der Einrichtung 8 verbundener Schaltkreis 9 besitzt die Fähigkeit, die Einrichtung 8 elektronisch abzutasten, so daß eine Rechteckwelle 10 erhalten wird, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist.

Die Erhebungen 11 und 12 dieses rechteckförmigen Ausgangs­ signals entsprechend der ausgesandten Strahlung, die oberhalb bzw. unterhalb des Kabels 1 sichtbar ist, während der mittlere dunkle Abschnitt 13 dem durch das Kabel erzeugten Schatten entspricht und proportional zu der Abmessung des Kabels 1 in dem betrachteten Bereich ist. Das Verhältnis der Bereiche bzw. Flächen der Erhebungen 11 und 12 bestimmt die Position des Kabels 1 innerhalb des Rohres 2 in verti­ kaler Richtung.

Die rechteckförmige Welle 10 wird in einer Anzeigeeinrichtung 14 verarbeitet, so daß die Abmessungen des Kabels an einem digitalen Display 15 und die Position des Kabels an einer Anzeigeeinrichtung, beispielsweise an einem Zeigerinstrument 17 angezeigt werden können.

Um zu verhindern, daß sich Dampf oder Wassertropfen oder dergl. an dem Glasfenster 3 niederschlägt, kann das Rohr 2 beheizt werden, wie es in unserer europ. Patentanmeldung 8 73 03 611.5 beschrieben ist, auf die hiermit bezug genommen wird. Es ist aber darauf hinzuweisen, daß aufgrund der vorstehend beschriebenen Art der optischen Messung bei der Abbildung des Kabels mit Hilfe des Linsensystems 7 auf der Einrichtung 8 Niederschläge auf dem Fenster in Form von Wassertropfen, Dampf usw. außerhalb der Scharfeinstellung liegen, d.h. allenfalls nur unscharf abgebildet werden und somit grundsätzlich die Genauigkeit der Messung nicht beeinträchtigen können. Die Leistungsfähigkeit des Systems beim Messen, aber auch die Arbeitsweise dieses Systems sind selbst unter ungünstigen Bedingungen wesentlich verbessert.

Claims (4)

1. System zur Überwachung bzw. Messung eines mit einem Überzug versehenen Kabels, welches sich fortlaufend durch eine feindliche Umgebung bewegt, gekennzeichnet durch eine abgedichtete Einschlußkammer für diese Umgebung, durch ein Inspektionsfenster in der Kammer zum Beobachten des durch diese Kammer hindurchgeführten Kabels, durch eine Strahlungsquelle innerhalb der Kammer, die (Strahlungsquelle) so angeordnet ist, daß das Kabel sich zwischen dem Inspektionsfenster und der durch dieses Inspektionsfenster sichtbaren Strahlungsquelle befindet, sowie durch Mittel zum Überwachen bzw. Erfassen der aus dem Inspektionsfenster austretenden Strahlung, die der Strahlung der Quelle abzüglich des vom Kabel abgedeckten Teils entspricht, um hierdurch die Abmessung sowie die Position des Kabels innerhalb der Kammer zu bestimmen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle eine Infrarot-Strahlung liefert, und zwar durch ein Heizelement, welches innerhalb der Kammer angeordnet ist.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsmittel Bildwiedergabemittel auf­ weisen, um ein Ausgangssignal in Form einer Rechteckwelle zu liefern, die der von der Quelle empfangenen Strahlung abzüglich des von dem dazwischenliegenden Kabel abge­ deckten Teils entspricht, und daß Mittel für die Be­ stimmung der Abmessung sowie Position des Kabels aufgrund der Wellenform vorgesehen sind.

4. System zur Bestimmung der Abmessungen eines beschichteten Kabels, gekennzeichnet durch eine Ausbildung, wie sie im wesentlichen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurde.