DE4207068A1 - Verfahren zur uebertragung von messdaten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von in Rohrleitungssystemen ermittelten Meßdaten gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Bei der Überwachung von Rohrleitungssystemen werden Meßdaten ermittelt, die beispielsweise den Betriebsdruck, die Strömungsgeschwindigkeit des geführ­ ten Mediums, die Durchflußmenge, die Temperatur, die chemische Zusammenset­ zung des Mediums, die Konsistenz, die Geräuschpegel o. ä. betreffen. Dabei können Rohrleitungssysteme der Gas- und Wasserwerke aber auch der chemischen Industrie oder in Kernkraftanlagen überwacht werden, wobei eine Fülle von Meßdaten anfällt, die ständig oder in regelmäßigen Abständen aus­ gewertet werden müssen, um den Betriebszustand des entsprechenden Rohrlei­ tungssystems oder einer angeschlossenen Anlage zu erfassen und Fehler recht­ zeitig zu erkennen.

Dies ist besonders in bezug auf die Überprüfung der Sicherheit der Rohrlei­ tungssysteme sehr wichtig, da beispielsweise Dichtheitsprüfungen bei Rohr­ leitungssystemen von Kernkraftwerken oder bei solchen, die gefährliche Stoffe führen, eine nicht erkannte Undichtigkeit im System zu enormen Folge­ schäden führen können.

Aber auch der Überwachung des Rohrleitungssystemes der Trinkwasserversorgung kommt eine erhebliche Bedeutung zu, da auf den sparsamen Umgang mit den vor­ handenen knappen Wasserreserven geachtet werden sollte.

Üblicherweise werden die ermittelten Meßdaten von einer zentralen Erfassungs­ stelle protokolliert und ausgewertet.

Im einfachsten Fall erfolgt die Ermittlung der Meßdaten durch Ablesen stationärer, an entsprechenden Meßstellen des Rohrleitungssystems angeord­ neter Meßwertgeber und Übertragung in ein Meßwertprotokoll, das als Grund­ lage der anschließenden zentralen Auswertung dient.

Weiter ist es bekannt, die ermittelten Meßwerte durch Datenfernübertragung zur zentralen Erfassungs- und Auswertungsstelle zu übertragen. Eine solche Übertragung kann durch Funk erfolgen. Aber auch eine Drahtübertragung ist denkbar.

In jedem Fall ist ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich, um die beschriebene Fernübertragung durchführen zu können.

Bei der geschilderten, sozusagen manuellen Übermittlung entstehen naturgemäß erheblich Personalkosten, da insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß eine Vielzahl von Meßstellen vorhanden sind und entsprechend abgefragt werden müssen, doch ein recht hoher Aufwand zu betreiben ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit dem eine zuverlässige und insbe­ sondere kostengünstige Datenübertragung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.

Die Erfindung macht sich die vorhandenen baulichen Gegebenheiten zunutze, um die ermittelten Daten an die zentrale Erfassungsstelle zu übertragen. Dies kann ohne wesentlichen zusätzlichen baulichen Aufwand erfolgen, wobei ein an der Meßstelle angeordnetes an sich bekanntes Hydro- oder Mikrofon einerseits als Sender und andererseits als Empfänger fungiert.

Im Prinzip stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Schallübertragung dar, bei der die spezifischen Gegebenheiten des Übertragungsmediums, also der Rohrleitung selbst oder des darin geführten Stoffes, berücksichtigt werden müssen. Im Vergleich zu beispielsweise elektrischen Leitungen beeinflußt eine höhere Dämpfung in der Rohrleitung die Reichweite der Schallsignale, so daß diese durch in bestimmten Abständen vorgesehene Einrichtungen ver­ stärkt werden müssen.

Dabei können solche Verstärker innerhalb der Meßeinrichtungen angeordnet sein.

Bei der Verwendung des Verfahrens in einem Wasserrohrnetz bieten sich sowohl für die Unterbringung der Meßeinrichtungen als auch für die Unterbringung der Verstärker die üblicherweise in einem Abstand von 50 bis 100 m angeord­ neten Hydranten an. Aber auch andere Entnahmestellen, wie Schieber o. dgl., oder Kontrollstellen sind für die Unterbringung der entsprechenden Einrich­ tungen geeignet.

Um die zu übermittelnden Daten den medienspezifischen Eigenschaften anzu­ passen, werden sie in einem geeigneten Codierungsverfahren umgewandelt und zu bestimmten Zeiten als akustisches Signal über die Sende- und Empfangs­ einrichtungen in das System eingegeben. Wie bereits erwähnt, können als aku­ stische Wandler sowohl spezielle Mikrofone als auch Hydrofone als Schallsender oder Schallempfänger eingesetzt werden. Dabei werden die Hydrofone unmittel­ bar in die Übertragungsflüssigkeit, beispielsweise in Wasser eingetaucht.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist so ausgebildet, daß in einer eine Baueinheit bildenden Einrichtung ein Mikro- oder Hydrofon, ein Vorverstärker, ein Sendeverstärker, ein Microcontroller oder Microrechner mit Rechnerprogramm sowie eine Speichereinheit vorgesehen sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie die Funktionsweise des Verfah­ rens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Hydranten,

Fig. 2 einen schematisierten Rohrnetzplan.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Hydrant dargestellt, der mit einem an eine nicht dargestellte Rohrleitung anschließbaren Anschlußstutzen 3 sowie einem Absperrventil 4 versehen ist.

Weiter weist der Hydrant eine Meßeinrichtung 1 auf, in der eine Datenüber­ tragungselektronik untergebracht ist. Dazu gehört eine Sende- und Empfangs­ einrichtung, die aus einem Hydro- bzw. Mikrofon 2 bestehen kann. Dieses ist innerhalb des Anschlußstutzens 3 angeordnet und steht in Verbindung entweder mit der Rohrleitung oder mit dem darin geführten Medium, beispielsweise Wasser.

Die gemessenen Daten werden der Datenübertragungselektronik 1 zugeführt und von dieser mit einem geeigneten Codierungsverfahren den Eigenschaf­ ten der Rohrleitungen bzw. des Übertragungsmediums angepaßt. Neben der Co­ dierung werden die Daten mit einer Kennung versehen, wobei jeder Meßbereich, also jeder Bereich zwischen zwei Meßeinrichtungen M1 und M2 o. dgl. eine sepa­ rate Kennung erhält, so daß eine sichere Übertragung gewährleistet ist. Hier­ zu sind sogenannte PCM-Verfahren (Puls-Code-Modulation) und andere bekannte digitale Codierungsverfahren geeignet, die in ihrem Frequenzbereich dem Übertragungsverhalten des Übertragungsmediums angepaßt sind.

Nach einem festgelegten Zeitplan werden die gemessenen Daten zum Beispiel von M1 nach M2, dann von M2 nach M3 usw. bis zu einer zentralen Erfassungs­ stelle 5 übertragen. Diese kann beispielsweise bei nicht zu großen Entfer­ nungen und bei der Überprüfung eines Wasserrohrnetzes im Wasserwerk selbst installiert sein. Um eine einwandfreie Datenübertragung zu gewährleisten, weist jede Datenübertragungselektronik einen Verstärker auf, mit dem die ankommenden Daten so weit verstärkt werden, daß sie verlustlos bis zur nächsten Datenübertragungselektronik übermittelt werden können.

Im übrigen kann die Sicherheit der Übertragung durch Rückübertragung und Gegentest gewährleistet werden. Diese Möglichkeit wird bereits in anderen Datenübertragungsverfahren angewandt.

Zweckmäßig ist es, die Stunden, in denen geringe Entnahmeaktivitäten eine Datenübertragung stören können, also vorzugsweise in den Nachtstunden, zur Datenübertragung zu nutzen. Die Datensicherheit wird dadurch erhöht.

Ein zentraler Auswertrechner der zentralen Erfassungsstelle 5 berechnet aus den ankommenden Meßdaten die zugehörigen Auswertschaubilder und Ergebnis­ tabellen, so daß praktisch zu Dienstbeginn eine Übersicht über den Zustand des Rohrleitungsnetzes vorliegen kann. Die Wartung der Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, kann sich auf das Wechseln von Batterien beschränken, für den Fall, daß kein Netzanschluß vorhanden ist.

Bezugszeichen

1 Meßeinrichtung
2 Hydro- bzw. Mikrofon
3 Anschlußstutzen
4 Absperrventil
5 Erfassungsstelle
M1 bis M9 Meßstellen

Claims (6)

1. Verfahren zur Übertragung von in Rohrleitungssystemen ermittelten Meß­ daten mittels eines Senders und eines Empfängers, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten durch die Rohrleitung selbst oder durch das darin geführte Medium übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten vor Beginn des Sendens so codiert werden, daß sie den Übertragungseigenschaften der Übertragungsmedien angepaßt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdaten von einer Meßeinrichtung zu einer benachbarten übertragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die empfan­ genen Meßdaten bei einer Weiterübertragung verstärkt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einer als Datenübertragungselektronik ausgebildeten Meßeinrichtung (1) ein Mikro- oder Hydrofon, ein Vorverstärker, ein Sende­ verstärker, ein Microcontroller oder Microrechner mit Rechnerprogramm sowie eine Speichereinheit vorgesehen sind, wobei das Mikro- bzw. Hydrofon in eine Rohrleitung eingesetzt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrich­ tung in einen Hydranten eingebaut ist.