DE4325674A1

DE4325674A1 - Method and arrangement for recording measured values and monitoring a product pipeline

Info

Publication number: DE4325674A1
Application number: DE19934325674
Authority: DE
Original assignee: SYSTEC MICROPROCESSOR SYSTEM T; Ruhrgas AG
Current assignee: SYSTEC MICROPROCESSOR SYSTEM T; EON Ruhrgas AG
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-02
Also published as: EP0711495A1; WO1995004441A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine An ordnung zur Meßwerterfassung an mehreren beabstandeten Meßstel len einer Baueinheit, insbesondere einer Gas- und Produkten rohrleitung, wobei mit der Baueinheit gekoppelte Meßsensoren verwendet werden.The invention relates to a method and an order for the acquisition of measured values at several spaced measuring points len a unit, especially a gas and products pipeline, measuring sensors coupled to the structural unit be used.

Gas- und Produktenrohrleitungen müssen flächendeckend ver legt werden, also auch in Gebieten mit aktivem Bergbau. Die Be anspruchungen der Rohrleitungen durch Bergsenkungen können so groß werden, daß eine kontinuierliche Überwachung und besondere Maßnahmen zur Behebung von Störungen, beispielsweise zur Rohr leitungsentspannung, erforderlich werden.Gas and product pipelines must cover the entire area be laid, i.e. also in areas with active mining. The Be This can lead to stresses on the pipelines caused by subsidence grow that continuous surveillance and special Measures to remedy faults, e.g. for pipes line relaxation, may be required.

Zur meßtechnischen Überwachung von Verformungen und Bean spruchungen an Rohrleitungen werden bekanntlich Meßsensoren in Form von Dehnungsmeßstreifen verwendet, die am Rohr mechanisch befestigt sind. Der Dehnungsmeßstreifen (DMS) hat im Ausgangs zustand des zugehörigen Rohrs einen vorgegebenen Widerstands wert. Durch Verformung des Rohrs, beispielsweise infolge berg baulicher Einflüsse, ändert sich der Widerstandswert des DMS. Um Einflüsse der Umgebungstemperatur auf die Meßwerterfassung einzuschränken, werden temperaturkompensierte Dehnungsmeßstrei fen verwendet.For metrological monitoring of deformations and beans As is known, stresses on pipes are measuring sensors in Form of strain gauges used on the tube mechanically are attached. The strain gauge (DMS) has in the output state of the associated pipe a predetermined resistance value. By deforming the pipe, for example as a result of mountain structural influences, the resistance value of the strain gauge changes. To influence the ambient temperature on the measured value acquisition restrict, temperature-compensated strain gauges fen used.

Zur Messung des DMS-Widerstandes wird eine hochpräzise elektronische Brückenschaltung verwendet. Der DMS-Widerstand liegt in einem Zweig der Brücke. Der Vergleichswiderstand der Brücke ist ein hochpräziser Referenzwiderstand. Jeder Meßstelle ist nach dem Stande der Technik ein selbständiges Gerät mit ei nem Meßverstärker zugeordnet, der eine örtliche Stromversorgung benötigt. Bei entsprechend tief verlegten Gasrohrleitungen be dingt der Einsatz eines der bekannten Geräte einen für eine Be dienungsperson zugänglichen Schacht oder zumindest einen zu gänglichen Anschluß für den von oben versorgten Meßverstärker.A high-precision is used to measure the strain gauge resistance electronic bridge circuit used. The DMS resistance lies in a branch of the bridge. The comparative resistance of the Bridge is a high-precision reference resistor. Every measuring point is an independent device with egg according to the state of the art Associated with a measuring amplifier that provides a local power supply needed. With correspondingly deep gas pipes the use of one of the known devices requires one for a loading operator accessible shaft or at least one common connection for the measuring amplifier supplied from above.

Diese individuellen Meßstationen waren bisher nur unter ho hem Personal- und Zeitaufwand einsetzbar. Eine zentrale Überwa chung mehrerer Meßstellen entlang einer u. U. viele Kilometer langen Gasrohrleitung gab es nicht.These individual measuring stations were previously only under ho Hem staff and time expenditure can be used. A central monitor chung several measuring points along a u. U. many kilometers there was no long gas pipeline.

Hier schafft die Erfindung Abhilfe. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand bei der Überwachung von Leitungen zu ver ringern und insbesondere eine zentrale und automatische Überwa chungsmöglichkeit mehrerer Meßstellen zu schaffen.The invention provides a remedy here. You have the task based on ver the effort in monitoring lines wrestle and in particular a central and automatic monitoring Possibility to create several measuring points.

Verfahrensmäßig liegt die Lösung dieser Aufgabe darin, daß von einem Meßsensor abgeleitete Meßsignale in einem zu gehörigen Meßverstärker erfaßt, zu Meßdaten verarbeitet, modu liert und über eine Datenübertragungsleitung zu einer Übertra gungs- oder Auswertestation übertragen werden; und
daß der Meßverstärker über seine Datenübertragungsleitung mit elektrischem Strom versorgt wird.In procedural terms, the solution to this problem lies in the fact that measurement signals derived from a measurement sensor are detected in an associated measurement amplifier, processed into measurement data, modulated and transmitted via a data transmission line to a transmission or evaluation station; and
that the measuring amplifier is supplied with electrical current via its data transmission line.

Die Anordnung zur Meßwerterfassung an mehreren beabstande ten Meßstellen einer Baueinheit, wobei an jeder Meßstelle we nigstens ein mit der Baueinheit mechanisch verbundener Meßsen sor angeordnet ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß ein die Meßsignale erfassender Meßverstärker mit dem wenig stens einen Meßsensor gekoppelt ist und einen das Meßsignal mo dulierenden Modulator aufweist; und daß Mittel zum Übertragen des modulierten Meßsignals über die Stromversorgungsleitung des Meßverstärkers vorgesehen sind.The arrangement for recording measured values at several distances th measuring points of a unit, with we at each measuring point at least one measuring sensor mechanically connected to the unit is arranged, is characterized according to the invention in that that a measuring amplifier detecting the measuring signals with the little least a measuring sensor is coupled and the measuring signal mo modulating modulator; and that means of transmission of the modulated measurement signal via the power supply line of the Measuring amplifier are provided.

Durch die Erfindung können mehrere Meßstellen an weit von einander entfernten Positionen von einer Zentrale aus auf geru fen und zyklisch abgefragt werden. Es können Reichweiten von angenähert 100 km erreicht werden, da der Stromverbrauch über das parallel zur Gas- oder Produktrohrleitung geführte Strom versorgungs- und Datenübertragungs-Adernpaar nur ca. 10 mA be trägt. Der Leitungsaufwand ist minimal durch Doppelnutzung ei nes einzigen Adernpaares sowohl zur Stromversorgung mehrerer Meßverstärker an derselben Rohrleitung als auch zur Meßdaten übertragung im Zeitmultiplex. Der betriebliche Aufwand ist ver schwindend gering, da die Meßverstärker praktisch korrosions frei gekapselt, wartungsfrei und stationär verlegt sind. Through the invention, several measuring points can be far from positions distant from each other from a central office on geru open and polled cyclically. Ranges of Approximately 100 km can be reached because the electricity consumption is over the current running parallel to the gas or product pipeline supply and data transmission wire pair only approx. 10 mA wearing. The line effort is minimal due to double use nes single wire pair both for the power supply of several Measuring amplifier on the same pipe as well as for measurement data Time division multiplex transmission. The operational effort is ver dwindling low, since the measuring amplifier is practically corrosion are encapsulated freely, maintenance-free and installed in a stationary manner.

Als Schutz vor unerwünschten Übergangsspannungen werden die die Meßdaten darstellenden Meßsignale im Meßverstärker vorzugs weise galvanisch entkoppelt, bevor sie moduliert und übertragen werden. Eine weitere galvanische Entkopplung ist vorzugsweise im Stromversorgungszweig jedes Meßverstärkers vorgesehen.To protect against unwanted transition voltages, the the measurement signals representing measurement data in the measuring amplifier are preferred wise galvanically decoupled before they are modulated and transmitted become. A further galvanic decoupling is preferred provided in the power supply branch of each measuring amplifier.

Bei der besonders vorteilhaften Verwendung der Erfindung an Gas- oder sonstigen Produktrohrleitungen ist es zweckmäßig, die in den verschiedenen Meßverstärkern erfaßten DMS-Meßwerte nach einander auf zurufen. Zu diesem Zweck ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß zu Beginn eines Meßzyklus ein Auslö sesignal auf die Stromversorgungsleitung gegeben und in allen über dieselbe Stromversorgungsleitung versorgten Meßverstärkern ein Zähler ausgelöst wird; daß die Zähler auf unterschiedliche Zählerstände voreingestellt werden und bei Erreichen ihres je weiligen Zählerstandes den zugehörigen Meßverstärker aktivie ren; und daß die Zählerstände derart gestuft eingestellt wer den, daß Messung und Fernübertragung von jedem Meßverstärker nur dann stattfinden, wenn alle anderen, mit derselben Strom versorgungsleitung verbunden Meßverstärker inaktiv geschaltet sind, so daß die Meßdaten jeweils nur von einem Meßverstärker über die Stromversorgungsleitung übertragen werden.With the particularly advantageous use of the invention Gas or other product piping, it is appropriate to DMS measurement values recorded in the various measuring amplifiers shouting at each other. For this purpose, the Invention provided that a trigger at the beginning of a measuring cycle given signal on the power supply line and in all measuring amplifiers supplied via the same power supply line a counter is triggered; that the counters on different Meter readings are preset and when their ever reached Activate the associated measuring amplifier for a while ren; and that the meter readings are set in such a way that measurement and remote transmission from any measuring amplifier only take place when everyone else, with the same current Supply line connected measuring amplifier switched inactive are, so that the measurement data from only one measuring amplifier are transmitted via the power supply line.

Da die Meßverstärker bei der bevorzugten Anwendung der Er findung an Produktrohrleitungen in der Regel stationär und in Zuordnung zu ihren Meßsensoren eingebaut sind, ist ein besonde rer Blitz-Überspannungsschutz zweckmäßig und unter Umständen notwendig. Dieser Blitz- und Überspannungsschutz ist gerade bei der Erfindung im Hinblick auf das dort zur Stromversorgung und Datenübertragung ohnehin vorgesehene Aderpaar besonders leicht zu realisieren. Der Meßverstärker und vorzugsweise auch der Meßsensor sind in einem Schutzschirm nach Art eines Faraday′schen Käfigs eingebaut. Das leitende Meßverstärkergehäuse ist über ein querschnittstarkes stromtragfähiges Kabel mit dem zu überwachenden Rohr elektrisch verbunden. Der Schutzschirm des DMS-Kabels, der mit dem Rohrpotential beaufschlagt ist, ist an das Meßverstärkergehäuse von außen angeschlossen. Überspan nungsschutzableiter sind zwischen dem Meßverstärkergehäuse und dem Unterflurbehälter, sowie zwischen Adern des Übertragungska bels und dem Meßverstärkergehäuse vorgesehen.Since the measuring amplifier in the preferred application of the Er Product pipelines are usually stationary and in Assignment to their measuring sensors are special Lightning surge protection useful and under certain circumstances necessary. This lightning and surge protection is just with the invention with regard to the power supply there and Data transmission already provided pair of wires particularly easy to realize. The measuring amplifier and preferably also the Measuring sensors are in a protective shield in the manner of a Faraday Cage installed. The conductive amplifier housing is with a cross section strong current carrying cable monitoring pipe electrically connected. The protective shield of the Strain gauge cable with the pipe potential is on the amplifier housing connected from the outside. Spanning Protection arresters are between the amplifier housing and the underfloor container and between the wires of the transmission box bels and the amplifier housing provided.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin dung sind in den Unteransprüche gekennzeichnet.Advantageous further developments and refinements of the Erfin are characterized in the subclaims.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:In the following the invention based on one in the drawing tion schematically illustrated embodiment. The drawing shows:

Fig. 1 ein Übersichtsplan mehrerer Meßverstärker, welche eine Rohrleitung an mehreren beabstandeten Meßstellen auf Be anspruchung überwachen und über ein Nachrichtenkabel mit einer Zentralstation verbunden sind; Figure 1 is an overview of several measuring amplifiers, which monitor a pipe at several spaced measuring points for loading and are connected to a central station via a communication cable.

Fig. 2 ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Meßverstärkers für die Überwachungsanordnung gemäß Fig. 1; und FIG. 2 shows a basic circuit diagram of an exemplary embodiment of a measuring amplifier for the monitoring arrangement according to FIG. 1; and

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Meßverstärkers gemäß Fig. 1 mit Überspannungsschutz gemäß einem Ausführungs beispiel der Erfindung. Fig. 3 is a schematic representation of a measuring amplifier according to FIG. 1 with overvoltage protection according to an embodiment of the invention.

Gemäß Fig. 1 sind entlang einer Rohrleitung 1 in gegensei tigem Abstand mehrere DMS-Meßstellen 2 mit zugehörigen Meßver stärkeranordnungen 3 vorgesehen. Jede Meßverstärkeranordnung ist mit dem zur Rohrleitung 1 parallel geführten Nachrichtenkabel 4 über eine geeignete Stichleitung 5 verbunden und in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel an eine Unterstation 6 ange schlossen. Die Unterstation 6 löst die Meßzyklen für alle über das Nachrichtenkabel 4 angeschlossenen Meßverstärker 3 aus und nimmt deren Daten ebenfalls über das Nachrichtenkabel 4 zur Zwischenspeicherung auf. Die Daten werden an der Unterstation 6 an ein Modem 7 zur Übertragung an eine in der Zeichnung nicht dargestellte Kommunikationszentrale übergeben. Der Unterstation 6 sind hier nicht genauer erläuterte Mittel zur Überprüfung und Konfiguration und der Meßwertaufnahme und zur Erzeugung eines Fehlerprotokolls zugeordnet. Die Meßwertauswertung erfolgt bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel in einem zentralen Aus wertungsrechner. In letzterem werden Temperaturkorrektur, Meß wertaufbereitung und Darstellung der Ergebnisse vorgenommen. Außerdem werden in der Zentrale Stör- und Warnmeldungen mehre rer Unterstationen 6 verarbeitet und ggf. Maßnahmen zur Sy stempflege, Bedienung und Beobachtung getroffen.Referring to FIG. 1, along a pipeline 1 in gegensei TIGEM distance measuring points several DMS 2 with associated measuring process more arrangements 3 provided. Each measuring amplifier arrangement is connected to the pipeline 1 parallel to the communication cable 4 via a suitable stub 5 and in the described embodiment is connected to a substation 6 . The substation 6 triggers the measuring cycles for all measuring amplifiers 3 connected via the communication cable 4 and also records their data via the communication cable 4 for temporary storage. The data are transferred to a modem 7 at the substation 6 for transmission to a communication center, not shown in the drawing. The sub-station 6 is assigned means for checking and configuration and the recording of measured values and for generating an error log, which are not explained in more detail here. The measured value evaluation takes place in the described embodiment in a central evaluation computer. In the latter, temperature correction, measured value processing and presentation of the results are carried out. In addition, malfunctions and warning messages are processed at several substations 6 in the head office and, if necessary, measures for system maintenance, operation and monitoring are taken.

Die Meßwertaufnahme an jeder Meßstelle 2 erfolgt in einer ringförmigen Meßebene über 3, 6 oder 12 Dehnungsmeßstreifen. In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 sind an jeder Meß stelle 3 DMS-Sensoren 8 dargestellt, die beispielsweise auf den 4-, 8- und 12-Uhr-Positionen in einer Rohrleitungsquerschnittse bene an der Rohrleitung befestigt sind. Jedem einzelnen DMS- Sensor 8 ist ein eigener Meßverstärker 10 mit einem Meßumformer 11 und einem Meßwert-Übertragungsteil 12 zugeordnet.The measured values are recorded at each measuring point 2 in an annular measuring plane using 3, 6 or 12 strain gauges. In the schematic representation according to FIG. 1, at each measurement point 3 strain gauge sensors 8 illustrated, the bene example, to the 4, 8 and 12 o'clock positions in a Rohrleitungsquerschnittse are attached to the pipe. Each individual strain gauge sensor 8 is assigned its own measuring amplifier 10 with a measuring transducer 11 and a measured value transmission part 12 .

Alle einer Meßstelle 2 zugeordneten Meßverstärker sind in einem gemeinsamen Unterflurbehälter 13 angeordnet. Alle Meßver stärker 10 werden über ein gemeinsames Adernpaar mit Strom ver sorgt. Über dasselbe Adernpaar findet auch die Übertragung der Meßdaten zur Unterstation 6 sowie die Auslösung der Meßzyklen von der Unterstation statt.All measuring amplifiers assigned to a measuring point 2 are arranged in a common underfloor container 13 . All Meßver stronger 10 are supplied with electricity via a common pair of wires. The transmission of the measurement data to the substation 6 and the triggering of the measurement cycles from the substation also take place via the same pair of wires.

Fig. 2 zeigt ein Prinzipschaltbild eines Ausführungsbei spiels des Meßverstärkers 10. Letzterer dient zur Erfassung und Übertragung der Meßwerte eines DMS-Sensors 8. Fig. 2 shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of the sense amplifier game 10th The latter is used to record and transmit the measured values of a strain gauge sensor 8 .

Der DMS-Sensor 8 ist bei dem beschriebenen Ausführungsbei spiel eine Impedanz mit einem Realteil von 110 bis 130 Ohm. Der für die Meßwerterfassung interessierende Bereich überspannt 20 Ohm. Die Messung erfolgt durch fehlerkompensierte Absolutmes sung des Gesamtwiderstandes der eine Viertelbrücke bildenden Impedanz 8. Ein hochpräziser Referenzwiderstand 9 ist zusammen mit dem DMS-Widerstand 8 derart an einen Analog/Digital-Wandler 13 angeschaltet, daß in letzterem bei gleichem Stromfluß der Spannungsabfall über beide Widerstände 9 und 8 gemessen und di rekt verglichen werden kann. Der A/D-Wandler hat einen Ein gangsmultiplexer mit zwei Differenzeingängen. Der Referenzein gang ist ebenfalls als Differenzeingang ausgebildet. Dadurch kann der A/D-Wandler ohne zusätzliche Bauteile das Verhältnis der DMS-Impedanz 8 (Realteil) zum Referenzwiderstand 9 messen.The strain gauge sensor 8 is in the described game Ausführungsbei an impedance with a real part of 110 to 130 ohms. The area of interest for the measured value acquisition spans 20 ohms. The measurement is carried out by error-compensated absolute measurement of the total resistance of the impedance 8 forming a quarter bridge. A high-precision reference resistor 9 is connected together with the DMS resistor 8 to an analog / digital converter 13 such that the voltage drop across the two resistors 9 and 8 can be measured and compared directly in the latter with the same current flow. The A / D converter has an input multiplexer with two differential inputs. The reference input is also designed as a differential input. As a result, the A / D converter can measure the ratio of the strain gauge impedance 8 (real part) to the reference resistor 9 without additional components.

Über einen dritten Meßeingang des A/D-Wandlers 13 ist ein Temperatursenor 14 angeschlossen. Der Temperaturmeßwert des Sensors stellt die Meßverstärkertemperatur dar und wird nach geeigneter Aufbereitung zusätzlich zu den DMS-Daten zur Unter station und von dort zur Zentrale übertragen. In der Zentrale kann die Meßverstärkertemperatur zur Kompensation von Tempera turdriften der Meßschaltung herangezogen werden.A temperature sensor 14 is connected via a third measurement input of the A / D converter 13 . The temperature measured value of the sensor represents the temperature of the measuring amplifier and, after suitable preparation, is transmitted in addition to the strain gauge data to the substation and from there to the control center. In the control center, the temperature of the measuring amplifier can be used to compensate for temperature drifts in the measuring circuit.

Ein Mikroprozessor 15 steuert die Funktionselemente des Meßumformers 10 und übernimmt die durch den Wandler 13 digita lisierten Meßwerte von den Sensoren 8 und 14. Der Mikroprozes sor fragt mehrere Widerstandsmessungen im Sekundentakt ab und bildet daraus einen Mittelwert. Das digitale Mittelwertsignal wird vom Mikroprozessor 15 an den Übertragungsteil übergeben.A microprocessor 15 controls the functional elements of the transmitter 10 and takes over the measured values digitized by the converter 13 from the sensors 8 and 14 . The microprocessor queries several resistance measurements every second and forms an average of them. The digital mean value signal is transferred from the microprocessor 15 to the transmission part.

Die Stromzufuhr und die Übertragung der Daten erfolgt über ein Adernpaar 50 der Stichleitung 5. Wie zu sehen ist, ist die Stromversorgung zum Meßumformer 11 über einen Gleichstromwandler 16 galvanisch entkoppelt. Ebenfalls galvanisch entkoppelt, und zwar über einen Optokoppler 17, ist der Ausgang des Mikro prozessors bzw. des Meßumformers 11 von dem Dateneingang des Übertragungsteils 12. Die galvanische Entkopplung zwischen den Teilen 11 und 12 des Meßverstärkers 10 dient als Überspannungs schutz; Überspannungen können nicht oder nicht ohne weiteres vom Nachrichtenkabel 4 über die Stichleitung 5 (Stromversorgungsadern 50), den Übertragungsteil 12 in den Meß umformer gelangen und dort Schäden hervorrufen; entsprechendes gilt auch für Überspannungen in der entgegengesetzten Richtung.The power supply and the transmission of the data takes place via a pair of wires 50 of the stub 5 . As can be seen, the power supply to the transducer 11 is galvanically decoupled via a DC converter 16 . Also galvanically decoupled, via an optocoupler 17 , is the output of the microprocessor or transmitter 11 from the data input of the transmission part 12 . The galvanic decoupling between the parts 11 and 12 of the measuring amplifier 10 serves as overvoltage protection; Overvoltages can not or not easily get from the communication cable 4 via the stub 5 (power supply wires 50 ), the transmission part 12 into the measuring transducer and cause damage there; The same applies to overvoltages in the opposite direction.

Der Übertragungsteil 12 enthält bei dem beschriebenen Aus führungsbeispiel einen Spannungsregler 20 zur Erzeugung einer Hilfsspannung, eine Zähleinrichtung 21 mit Adresse und Uhr, einen von der Zähleinrichtung 21 betätigten Schließer 22, der bei Aktivierung die Stromversorgung zum Gleichstromwandler 16 und zum Meßumformer 11 schließt, und einen Modulator 23, der das vom Mikroprozessor 15 entwickelte Meßtelegramm während der Meßphase des zugehörigen Meßverstärkers 10 (betätigter Schlie ßer 22) über das Adernpaar 50 an die Unterstation 6 überträgt.In the described exemplary embodiment, the transmission part 12 contains a voltage regulator 20 for generating an auxiliary voltage, a counting device 21 with address and clock, a normally open contact 22 operated by the counting device 21 , which closes the power supply to the DC converter 16 and the transmitter 11 when activated, and one Modulator 23 , which transmits the measurement telegram developed by the microprocessor 15 during the measurement phase of the associated measurement amplifier 10 (actuated make contact 22 ) via the pair of wires 50 to the substation 6 .

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird jeder Meßzy klus für alle über das Nachrichtenkabel angeschlossenen Meßver stärkerstationen 3 gleichzeitig von der Unterstation getrig gert. Alle Zählereinrichtungen 21 lassen sich von der Untersta tion 6 aus durch geeignete Adressierung auf einen bestimmten Auslöse-Zählerstand voreinstellen. Diese Auslöse-Zählerstände sind für alle Meßverstärker unterschiedlich, d. h. auch für alle in einem Unterflurbehälter 13 untergebrachten Meßverstärker 10. Die Stufung der Auslöse-Zählerstände ist so gewählt, daß jeder einzelne Meßverstärker 10 zunächst den zugehörigen Meßzyklus mit Meßwerterfassung und Übertragung zur Unterstation 6 beenden kann, bevor der nächstfolgende Meßverstärker den Auslösezähler stand erreicht und dabei den Schließer 22 aktiviert. Dadurch ergibt sich ein umlaufender Meßwertabruf nach dem Zeitmulti plexprinzip.In the described embodiment, each measuring cycle for all measuring stations connected via the communication cable strengthening stations 3 is simultaneously triggered by the substation. All counter devices 21 can be preset from the substation 6 by suitable addressing to a certain trip counter reading. These trip counter readings are different for all measuring amplifiers, ie also for all measuring amplifiers 10 housed in an underfloor container 13 . The tripping counter levels are selected so that each individual measuring amplifier 10 can first end the associated measuring cycle with measured value acquisition and transmission to substation 6 before the next measuring amplifier reaches the trigger counter and thereby activates the make contact 22 . This results in an all-round request for measured values according to the time multiplex principle.

Anhand der Fig. 3 werden im folgenden besondere Maßnahmen zum Schutz der elektronischen Bauteile der Meßverstärkeranord nungen gegen Blitz- und Überspannungen für das beschriebene Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.Referring to Figs. 3 special measures to protect the electronic components of the voltages Meßverstärkeranord against lightning and surge voltages for the described embodiment, schematically shown in the following.

Ein Kupferschirmgeflecht 30 ist zwischen Meßstelle 2 bzw. DMS-Sensor 8 am Rohr 1 und Meßverstärkergehäuse 31 angebracht. Die Abschirmung des Nachrichtenkabels wird dem Meßverstärkerge häuse 31 elektrisch leitend aufgelegt. Dadurch wird um die DMS- Sensoren 8 und die Meßverstärker ein Faraday′scher Käfig gebil det, der die empfindlichen elektronischen Komponenten im Unter flurbehälter 13 schützt. Zwischen Meßverstärkergehäuse 31 und dem erdfühligen Unterflurbehälter 13 ist ein Überspannungs schutzableiter 32 vorgesehen. Ein als Varistor ausgebildeter Überspannungsableiter 36 ist am Ausgang der Meßverstärkerpla tine angeordnet. Über einen Optokoppler 34 kann eine Störung abgefragt werden, welche durch ein Verschweißen des ausgelösten Überspannungsableiters 36 hervorgerufen wird. Der Kurzschluß strom durch den Varistor 36 schaltet über einen Optokoppler einen codierten Widerstand auf eine sonst hochohmige Prüflei tung; über diese Prüfleitung erfolgt die Störabfrage.A copper screen braid 30 is attached between measuring point 2 or strain gauge sensor 8 on tube 1 and measuring amplifier housing 31 . The shielding of the communication cable is placed on the measuring amplifier housing 31 in an electrically conductive manner. As a result, a Faraday cage is around the strain gauge sensors 8 and the measuring amplifier, which protects the sensitive electronic components in the lower floor container 13 . An overvoltage arrester 32 is provided between the measuring amplifier housing 31 and the earth-sensitive underfloor container 13 . A surge arrester 36 designed as a varistor is arranged at the output of the measuring amplifier board. A fault can be queried via an optocoupler 34 , which is caused by welding of the triggered surge arrester 36 . The short-circuit current through the varistor 36 switches a coded resistor to an otherwise high-resistance test lead via an optocoupler; The fault is queried via this test line.

Für den Fachmann ist klar, daß im Rahmen des Erfindungsge dankens zahlreiche Abwandlungen gegenüber dem zuvor beschriebe nen Ausführungsbeispiel möglich sind. So können mehrere Meßver stärker auf einer Meßverstärkerplatine oder auf unterschiedli chen Einschüben angeordnet sein. Auch können mehrere Sensoren 8 über einen Mikroprozessor-bestückten Meßumformer zeitlich auf einanderfolgend abgefragt und in geeignetem Zeitmultiplex ver arbeitet werden. Ferner können der unterschiedlichen Meßver stärkern prinzipiell auch mehrere, gruppenweise zusammengefaßte Versorgungs- und Datenübertragungsadern zugeordnet sein. An stelle einer Unterstation kann auch eine Zentrale mit eigener Intelligenz zur Auswertung der laufenden Informationen vorgese hen sein.For the person skilled in the art it is clear that within the framework of the invention, numerous modifications are possible compared to the previously described exemplary embodiment. So several Meßver can be arranged more on a measuring amplifier board or on various plug-ins. Also, multiple sensors 8 can be interrogated sequentially in time via a microprocessor-equipped transmitter and processed in a suitable time-division multiplex. Furthermore, the different measuring amplifiers can in principle also be assigned a plurality of supply and data transmission cores which are grouped together. Instead of a substation, a control center with its own intelligence can be provided for evaluating the current information.

Claims

1. A method for data acquisition at several spaced measuring points of a unit using measuring sensors coupled to the unit, characterized
that measured signals derived from the measuring sensor are detected in a corresponding measuring amplifier, processed into measured data, modulated and transmitted via a data transmission line to a transmission or evaluation station; and
that the measuring amplifier is supplied with electrical current via its data transmission line.

2. The method according to claim 1, characterized in that the measurement signals representing the measurement data are galvanically decoupled before they are modulated and transmitted.

3. The method according to claim 2, characterized in that the following steps are carried out to detect the measurement signals:

i) under the control of a microprocessor, the measurement signals are queried regularly or continuously;
ii) the microprocessor forms average values of the measurement signals over defined measurement periods;
iii) analog measurement signals are converted into digital measurement data.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized ge indicates that at least one strain gauge on the Mechanically attached assembly, a current in the strain gauge strip and reference resistance is initiated that the over the strain gauges and the reference resistance Tensions are compared and that from the Dif reference signal, the measurement data are derived and transmitted.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized ge indicates that the current is in both possible directions is sent through the measuring sensor and the reference resistor, to compensate for incorrect voltages and offsets when averaging retire.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized ge indicates that the temperature of the measuring amplifier is measured, converted into a signal and in addition to the measurement data via the power supply line transmitted and to correct the Measurement data is used.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized ge indicates that the measurement data are transferred to the Power supply line temporarily stored in the measuring amplifier and according to a predetermined timing on the Stromver supply line to the transmission or evaluation station will wear.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized ge indicates that a trigger signal at the beginning of a measuring cycle given on the power supply line and in all over the same power supply line supplied measuring amplifiers Counter is triggered; that the counters on different count Default values are preset and when their respective activate the measuring amplifier; and that the Meter readings can be set so that measurement and Remote transmission of each measuring amplifier only take place if all others connected to the same power supply line Measuring amplifier are switched inactive, so that the measurement data depending because only from a measuring amplifier via the power supply line tion are transferred.

9. The method according to claim 8, characterized in that the trigger signal by short-circuiting the current supply line is generated.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in net that a switch closed when the counter reading is reached sen, via the supply current to at least some com components of the associated measuring amplifier flows.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that measuring amplifier housing and measuring sensor from egg ner shielding in the manner of a Faraday cage and the shield with a shield of the supply line device is electrically connected.

12. Arrangement for measured value acquisition at several spaced-apart measuring points ( 2 ) of a structural unit ( 1 ), at least one measuring sensor ( 8 ) mechanically connected to the structural unit being arranged at each measuring point, characterized in that
that a measuring amplifier ( 10 ) detecting the measuring signals is coupled to the at least one measuring sensor ( 8 ) and has a modulator ( 23 ) modulating the measuring signal; and
that means ( 20 ) for transmitting the modulated measurement signal via the power supply line ( 50 ) of the measuring amplifier are easily seen.

13. The arrangement according to claim 12, characterized in that the measuring amplifier ( 10 ) has a transmitter ( 11 ) and a transmission part and that the transmitter and the transmission part are galvanically decoupled from each other.

14. Arrangement according to claim 13, characterized in that in the supply circuit of the transmitter ( 11 ) a first galvanic decoupling unit ( 16 ) for generating a potential-isolated supply voltage for the transmitter and in the signal output of the transmitter, a second galvanic decoupling unit for transmitting the measurement data is arranged on the transmission part ( 12 ).

15. The arrangement according to claim 14, characterized in that the first galvanic decoupling unit for the DC supply is designed as a DC converter ( 16 ).

16. The arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the second galvanic decoupling unit for the measuring circuit has an optocoupler ( 17 ).

17. Arrangement according to one of claims 12 to 16, characterized in that the transmitter ( 11 ) has an analog Meßsi signals in digital signals converting A / D converter ( 13 ).

18. Arrangement according to one of claims 12 to 17, characterized in that the measured value converter ( 11 ) contains a microprocessor which controls the measured value acquisition, conversion and processing.

19. Arrangement according to one of claims 12 to 18, characterized in that a strain gauge serving as a measuring sensor ( 8 ) a high-precision reference resistor ( 9 ) is assigned circuit-wise in such a way that one and the same current flows through the strain gauges and the reference resistor and the voltages dropping across both resistors are compared with one another.

20. Arrangement according to one of claims 12 to 19, characterized in that the current flows in both directions through the measuring sensor ( 8 ) and the reference resistor ( 9 ).

21. Arrangement according to one of claims 19 or 20, characterized in that a temperature sensor ( 14 ) is provided on the measuring amplifier ( 10 ) to take into account the influence of the measuring amplifier temperature on the measuring result, the temperature-dependent signal of which is used to compensate for temperature-dependent measuring results.

22. Arrangement according to one of claims 12 to 21, characterized in that the modulator input is connected to the processor ( 15 ), which periodically buffers the measurement data to be transmitted.

23. Arrangement according to one of claims 12 to 22, characterized in that the structural unit ( 1 ) is assigned a plurality of measuring sensors ( 8 ) with an associated measuring amplifier ( 10 ); that all measuring amplifiers assigned to the same structural unit are supplied with current via the same supply line pair ( 50 ; 4 ) and each contain counters ( 21 ) set to different count values, which activate the associated measuring amplifier ( 10 ) when the set count value is reached.

24. The arrangement according to claim 23, characterized in that the counters ( 21 ) of all measuring amplifiers ( 10 ) via the Stromungsver supply line centrally and at the same time can be triggered and are set such that the measurement value transfer from the individual measuring amplifiers ( 10 ) to the supply wire pair in succession he follows.

25. The arrangement according to claim 23 or 24, characterized in that a closer is arranged in the power supply branch of the measuring amplifier, which can be actuated by the counter 21 for a predetermined period of time when the preset counter reading is reached.

26. Arrangement according to one of claims 12 to 25, characterized in that a shield ( 30 , 31 ) around the measuring point ( 2 ), the connection path between the measuring point and the measuring amplifier and around the measuring amplifier itself, so that a Fa raday'scher Cage is formed around the sensitive electronic components of the measuring amplifier.