DE4405478A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Ortes eines in einem Rohr steckenden Kolbens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ortes eines z. B. in einem Kabelrohr stecken­ gebliebenen, druckluftgetriebenen Kolbens unter Messung von aus dem Rohr entweichender Luft.

Es entspricht der normalen Gepflogenheit, im Erdreich unter Bürgersteigen oder am Straßenrand, entlang von Äckern und Feldern Schutzrohre oder auch zusammenhängende Mehrfachrohre zu verlegen, in die vor allem Nachrichtenkabel jeglicher Art eingezogen werden. In der Regel werden auch vorsorglich Reserve-Leerrohre mitverlegt, in die oftmals erst nach vielen Jahren ein notwendig werdendes Kabel eingezogen wird. Die Einzelrohrsegmente werden mit Muffen verbunden (Gas- oder Flüssigkeitsrohre geschweißt), so daß durchgehende kilometer­ lange Röhren entstehen.

Insbesondere bei Kunststoff-Kabelschutzrohren (HDPE-Rohre) besteht die Möglichkeit, daß diese durch zu starken Druck, z. B. im Bereich einer Erdverwerfung, nicht mehr den vollen lichten Solldurchmesser aufweisen. Die ungestörte Durchgängig­ keit auf einen Mindestdurchmesser bezogen wird deshalb nach der Verlegung oder auch nach Jahren, bevor ein Kabel einge­ zogen werden soll, mit einem Manschetten-Kalibrierkolben, der mit Preßluft über Teillängen zwischen ca. 1 km bis 10 km durchgeschossen wird, getestet. Trifft der Kolben dabei auf eine unzulässige Engstelle, bleibt er im Rohr stecken. Das Problem, das sich dann stellt, ist die Frage: Wo ist die Eng­ stelle, wo der Kolben steckt, d. h. an welcher Stelle muß zweck Reparatur des Rohres aufgegraben werden?

Bei Kunststoffrohren kann man einen Kalibrierkolben verwen­ den, bei dem ein elektromagnetischer Kleinsender eingebaut ist, dessen magnetisches Wechselfeld mit einem Ortungsempfän­ ger über eine Suchspule als Antenne aufspürbar ist. Die an sich präzise Ortsermittlung ist jedoch nur möglich, wenn man nicht weiter als ca. 10 m vom Sender entfernt ist. Um nicht die kilometerlange Trasse mühsam mit dem Ortungsgerät abzu­ laufen, ist es sehr vorteilhaft, zunächst ein Fehlerort- Berechnungsverfahren durchzuführen, das eine Grobortung er­ möglicht, die den Fehlerort schon auf max. 100 m Abweichung einengt.

Ein dazu geeignetes Verfahren besteht darin, daß die Luft­ säule, die der Kalibrierkolben vor sich herschiebend am fer­ nen Rohrende herausdrückt, mit einem Luftmengenmesser ge­ messen wird. Das gemessene Luftvolumen entspricht bei der ge­ suchten Rohrlänge X dem Rohrvolumen vom Ende des Rohres bis zum Fehlerort. Als Fehler geht bei diesem Meßverfahren jedoch die am Manschettenkolben vorbeiströmende Luft ein, wenn die­ ser nicht dicht abschließt. Dies ist insbesondere bei längs­ gerieften Rohren, die die Gleitfähigkeit des später einzu­ blasenden Kabels verbessern, der Fall. Eine Korrekturgröße kann nur über einen Erfahrungswert berücksichtigt werden, der jedoch nicht genau erfaßt werden kann, da die vorbeiströmende Luft ebenfalls vom Einblasdruck und vor allem von der Ein­ blasgeschwindigkeit des Kalibrierkolbens abhängt, die in Kurvenbereichen durch die Bremswirkung unberechenbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren und eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, bei welchen die oben genannten Fehlerquellen berücksichtigt werden und der Fehlerort wesentlich genauer bestimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren und die im Anspruch 3 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den entspre­ chenden Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß man die Entfernung vom Rohranfang zum Fehlerort mit hoher Genauigkeit unmittelbar, etwa auf einem Display, anzeigen kann. Von besonderem Vorteil ist ferner, daß kein Luftmengenmesser am entfernten Ende be­ nutzt werden muß und daß somit auch die genannten Fehler­ quellen, die im Zusammenhang mit der Luftmengenmessung stehen, nicht verfälschend wirksam werden, somit eine erheblich ge­ nauere Fehlerortgabe möglich ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die gesamte Meßeinrichtung am Einblaskopf montiert werden kann und daher kein Bedienpersonal am ent­ fernten Rohrende erforderlich ist. Auch spielen Kompressor­ druckänderungen oder Volumenänderungen bei unterschiedlichem Druck keine Rolle. Selbst Unterbrechungen des Einblasvorgangs bei ungewolltem Kompressorstillstand haben keinen Einfluß auf das Meßverfahren.

Die Erfindung sei nun anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Anordnung zum Einblasen eines Kolbens in ein Rohr;

Fig. 2 einen typischen Verlauf des Rohrinnendrucks beim Einblasen eines Kolbens;

Fig. 3 den Druckverlauf beim Festsetzen des Kolbens an einem Hindernis;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anord­ nung;

Fig. 5 den Verlauf des Rohrinnendrucks beim Abblasen nach einem Steckenbleiben des Kolbens;

Fig. 6 Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels eines bei der Erfindung verwendbaren Kalibrierkolbens mit automati­ scher Seilabkopplung, und

Fig. 7 einen Schnitt durch das Seilabkopplungsteil in der Höhe der Führungsräder.

Fig. 1 zeigt den erforderlichen Aufwand zum Einblasen eines Kalibrierkolbens ohne Berücksichtigung einer Meßeinrichtung.

Der mit einer Manschette 2 versehene Kalibrierkolben 4 wird in das zu prüfende Rohr 6 eingelegt und der Rohranfang mit einem Rohrverschluß 8, der eine Einspeisekupplung 10 für den Preßluftanschluß besitzt, verschlossen. Ein Kompressor 12 liefert über einen Druckreduzierer 14 die Preßluft. Der Kali­ brierkolben wird nun in der Regel mit ca. 4 bar konstantem Einspeisedruck in das zu prüfende Rohr eingeblasen. Am offe­ nen Rohrende wird der Kolben nach ungestörtem Durchlauf mit einer nicht veranschaulichten Fangvorrichtung abgebremst und festgehalten. Bleibt der Kolben an einem Hindernis stecken, muß an dieser Stelle das Rohr aufgegraben und geöffnet wer­ den. Bei steckengebliebenem Kolben kann der Druck P₃ im System maximal auf den Einspeisedruck ansteigen. Bei ständi­ ger Kontrolle des Druckes P₃ erhält man somit ein Indiz für einen festsitzenden Kolben.

Registriert man den Systemdruckverlauf P₃ im Rohrinneren über die Zeit, wie in Fig. 2 dargestellt, so kann man den Druckanstieg bei festsitzendem Kolben etwa zur Zeit t1 er­ kennen. Bis zum maximalen Druck, etwa zur Zeit t2, vergeht eine Zeit Δt. Die Zeit Δt ist abhängig vom Rohrvolumen bis zum Kalibrierkolben und somit von der Rohrlänge bis zum Kalibrierkolben. Würde man mit einem automatischen Regler eine Konstantstrom-Volumenspeisung durchführen, so könnte man unter günstigen Voraussetzungen in etwa einen linearen Druckanstieg zwischen t1 und t2 erreichen und die Rohrlänge errechnen. Andernfalls läßt sich eine Steigerung der Genauig­ keit erzielen, wenn bei Zusammenrücken der Meßpunkte t1 und t2 in dem geradlinig ansteigenden Teil der Druckmeßkurve nur noch eine kleine ΔP-Änderung zwischen P_3.1 und P_3.2 gemessen wird, wie dies Fig. 3 veranschaulicht. Über den bekannten konstanten Einblasluftstrom und die gemessene Aufblaszeit ergibt sich eine Luftvolumenmenge, die bei der zu suchenden Rohrlänge X den Rohrinnendruck P₃ um den ΔP-Wert (P_3.2 minus P_3.1) ansteigen läßt.

Trotz dieser Maßnahmen verbleibt ein Meßfehler, der etwa in der gleichen Größenordnung liegt wie bei dem eingangs er­ wähnten Verfahren der Volumenmessung am Rohrende. Die Meß­ ungenauigkeit basiert im wesentlichen auf den gleichen Fehlerquellen:

• a) der vorbeiströmenden Luft am nicht ganz dicht abschlie­ ßenden Kalibrierkolben
• b) der Schwierigkeit, den Volumenstrom ideal konstant zu steuern.

Es sei nun anhand einer in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, wie man die durch solche Einflüsse bedingten Fehler gemäß der Erfindung kompensieren kann.

Die Anordnung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich im Aufwand von der nach Fig. 1 nur dadurch, daß der Rohrinnendruck P₃ mit einem elektrisch auslesbaren Druckmesser 16 gemessen wird und daß das ohnehin vorhandene Entlüftungsventil 18 mit Abblasen mit einer definierten Lochblende 20 versehen wird. Der Druck­ messer 16 ist für ca. 10 bar ausgelegt und ist das einzige erforderliche Meßgerät des Systems. Der analoge Druckmeßwert wird ständig ausgelesen, über eine AD-Wandlung digitalisiert und in einem Mikroprozessorsteuergerät 22 weiterverarbeitet Das Steuergerät zeigt den Druck P₃ als digitalen Meßwert auf einem LCD-Display 24 an. Des weiteren wird der Druck P₃ auf einem Drucker 26 ausgegeben, der den Rohrinnendruck P₃ beim Einblasen des Kalibrierkolbens 4 kontinuierlich registrieren kann. Auf diese Weise entsteht, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Druckprofil des Rohrinnendrucks über die gesamten Rohr­ länge.

Um eine annähernde Zuordnung des registrierten Rohrinnen­ drucks P₃ zum momentanen Ort des Kalibrierkolbens 4 zu ermög­ lichen, ist es sinnvoll, den Druck nicht über die Zeit, son­ dern über die Rohrlänge zu registrieren: Dazu wird der Papier­ vorschub des Druckers 26 von der Kolbengeschwindigkeit ge­ steuert. Da ein Tachosignal zur Erfassung der Kolbengeschwin­ digkeit und des zurückgelegten Weges nicht zur Verfügung steht, kann die Geschwindigkeit näherungsweise ebenfalls vom Rohrinnendruck P₃ abgeleitet werden: dabei entspricht Druck 0 der maximalen Papiervorschubgeschwindigkeit; (maximale Kolben­ geschwindigkeit bei offenem kurzen Rohr) und der maximale Einblasdruck (z. B. 4 bar) entspricht der Papiervorschubge­ schwindigkeit 0 mit Papierstillstand (festsitzender Kolben, der das Rohr verschließt). Der Druckverlauf läßt sich so näherungsweise über die Rohrlänge darstellen. An diesem Aus­ druck kann man den gesamten Verlauf des Einblasens verfolgen. Sitzt der Kolben fest, dann steigt der Druck auf den am Druck­ reduzierer eingestellten maximalen Vordruck an.

Der Ausdruck stellt ein Protokoll dar, wie es ebenso benutzt und mitgedruckt werden kann, wenn später das einzuziehende Kabel am Kalibrierkolben angehängt ist und mit eingeblasen wird. Neben der minimalen und maximalen Kabelgeschwindigkeit, welche das Mikroprozessorsteuergerät in diesem Fall über einen Drehimpulsgeber ebenfalls registriert, kann somit auch der eventuell vorgegebene maximale Einblasdruck registriert werden.

Es sei nun im einzelnen auf das erfindungsgemäße Verfahren unter Benutzung der Vorrichtung gemäß Fig. 4 und mit Bezug auf Fig. 5 eingegangen. Die Messung zur Berechnung des Fehler­ ortes wird über den Rohrinnendruck P₃ durch eine Zeitmessung Δt ausgeführt, die benötigt wird, um eine festgelegte Druck­ differenz ΔP zu durchlaufen. Ausschlaggebend für die Fehler­ reduzierung und Vereinfachung des Verfahrens ist jedoch, daß die Druckkurve nicht, wie in Fig. 3 dargestellt, bei anstei­ gendem Druck, sondern in umgekehrter Richtung bei fallendem Druck gemäß Fig. 5 durchlaufen wird. Um einen abfallenden Druckverlauf zu erhalten, muß die eingebrachte Preßluft im Rohrsystem abgeblasen werden. Dies kann mit dem ohnehin am Aufbau befindlichen Entlüftungsventil 18 geschehen. Um den Abblasvorgang reproduzierbar zu gestalten, muß hinter dem Entlüftungsventil 18 noch eine definierte Lochblende 20 vor­ gesehen werden, die sinnvollerweise wegen der Geräuschbildung in einem Schalldämpfer 28 integriert ist. Da der Volumenstrom beim Abblasen vom Rohrinnendruck P₃ abhängt, ist er nicht mehr konstant. Bei der aufgezeichneten Abblaskurve des Proto­ kolldruckers stellt sich deshalb kein linearer Druckabfall, sondern eine exponentiell fallende Funktion ein, wie dies Fig. 5 zeigt. Eine lineare Berechnung der Luftmenge, die auf die Rohrlänge schließen läßt, über einen innerhalb der Zeit Δt konstanten Volumenstrom ist damit nicht mehr möglich.

Aus diesem Grund wird eine zweite Messung als Bezugsmessung eingeführt, die als Referenzmessung immer zu Beginn des Ein­ blasens ausgeführt wird. Diese Messung hat den Sinn, den Volumenstrom und damit indirekt die gesamte Luftmenge im Rohrsystem rechnerisch herauszukürzen, so daß diese Meßgrößen überhaupt nicht mehr erforderlich sind. Die Referenzmessung wird bei einer konstanten bekannten Rohrlänge (z. B. 100 m) ausgeführt. Dies geschieht mit einer Vorrichtung wie sie Fig. 6 zeigt, die es erlaubt, den Kalibrierkolben einzublasen und bei der gewünschten Referenzrohrlänge festzusetzen. Als Referenzmeßwert wird nun beim Abblasen der Druckluft die Zeit Δt, die vergeht, um den Druck um den Wert ΔP von P_3.1 abzu­ lassen, durch automatische Erfassung der Druckpunkte gemessen und im Mikroprozessor gespeichert. Nach diesem Vorgang wird der festgesetzte Kalibrierkolben mit einem nachstehend noch näher erläuterten Mechanismus ausgeklinkt und weiter einge­ blasen. Sollte dann ein echtes Hindernis auftreten, das den Kalibrierkolben festsetzt, so wird durch Abblasen der Preß­ luft eine weitere Zeitmessung Δt zwischen den gleichen Druck­ meßpunkten P_3.1 und P_3.2 wie bei der Referenzmessung ausge­ führt. Zur Erfassung der Zeit Δt befindet sich in dem Steuer­ gerät ein elektronisch gesteuerter Zeitmesser. Der Zeitmesser wird durch einen elektrisch auslesbaren Druckmesser für den Rohrinnendruck P₃ am Rohranfang automatisch gesteuert. Die Steuerung funktioniert in ihrer Wirkungsweise wie ein Fenster­ komparator, der für die Zeit Δt eingeschaltet ist, d. h. mit dem Druckpunkt P_3.1 wird die Timer-Stoppuhr gestartet und mit P_3.2 gestoppt, so daß die Zeitdifferenz Δt in Millisekunden erfaßbar ist. Wichtig ist, daß die Ein- und Abschaltdruck­ punkte P_3.1 und P_3.2 bei der Referenzmessung und der Fehler­ messung gleichgehalten werden.

Mit den beiden Zeiten Δt_Ref (Referenzlänge) und Δt_Meß wird eine Verhältnisgleichung aufgestellt:

Daraus ergibt sich die Meßlänge:

Bei dieser Methode sind Änderungen der Strömungsverhältnisse im Rohr, welche den Strömungswiderstand der Luft beeinflussen, noch nicht berücksichtigt.

Die angegebene Verhältnisgleichung

ist rechnerisch nur richtig, wenn man statt der Längen L_Meß und L_Ref das Rohrvolumen V_Meß und V_Ref einsetzt und das langge­ streckte Rohrvolumen jeweils als räumliches kesselförmiges Volumen sieht.

In der Gleichung ist das Rohrvolumen durch eine Rohrlänge setzt, da die Länge im direkten Verhältnis zum Volumen steht, wobei jedoch noch nicht beachtet ist, daß das Rohrvolumen nicht kesselförmig konzentriert ist. Da das System jedoch einen langgestreckten Rohrkessel bildet, ist vor allem beim einseitigen Abblasen der Druckluft nicht nur die Lochblende 20 für die Abblaszeit ausschlaggebend, sondern infolge der strömenden Druckluft im Rohr geht zusätzlich der pneumatische Widerstand in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser, den Krüm­ mungen und der Wandungsbeschaffenheit ein. Der Fehler wird um so größer, je höher die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr ist, d. h. je größer die Abblaslochblende ausgeführt wird. Da der pneumatische Widerstand des Rohres die Strömungsgeschwin­ digkeit im Rohr bremst, stellt sich über die Rohrlänge in Richtung Abblasblende ein geschwindigkeitsabhängiges Druck­ gefälle ein. Der geringere Druck an der Lochblende hat wieder eine verlängerte Abblaszeit zur Folge, wodurch die Meßlänge L_Meß unter Anwendung der Berechnungsgleichung grundsätzlich einen positiven Fehler aufweist.

Der pneumatische Rohrwiderstand läßt sich durch zwei Referenz­ messungen bei unterschiedlichen Referenzlängen (z. B. bei 100 m und 200 m) berücksichtigen, so daß die Differenzzeit bei bei­ den Messungen, jeweils auf 100 m bezogen, wiederum eine Aus­ sage über den Einfluß des Strömungswiderstandes im rohrförmi­ gen Kessel darstellt. Die automatisch gespeicherte Kenngröße des Fehlers, z. B. auf 100 m bezogen, wird bei der Längenbe­ rechnung im Mikroprozessor auf den Einfluß der Gesamtlänge hochgerechnet und als Korrekturgröße von dem Gleichungswert abgezogen, so daß auf dem Display der Steuerung die verkürzte richtige Länge angezeigt wird. Da die Fehlergröße von der Abblasgeschwindigkeit abhängt, ergeben sich bei größeren Loch­ blenden auch größere Fehler, so daß die zweite Referenz­ messung um so wichtiger ist, je schneller man abbläst.

Kehrt man mit diesem Wissen die Verhältnisse bewußt um und macht die Abblasblende klein, so daß die Strömungsgeschwindig­ keit im Rohr ebenfalls klein wird, so kommt man zu einem Punkt, wo die zwei Referenzmessungen auf die gleiche Länge umgerechnet meßtechnisch keine Zeitdifferenz mehr erkennen lassen. Das Abblasvolumen ist dann so klein geworden, daß die Nachströmgeschwindigkeit des Volumens im Rohr gegen 0 läuft und der Fehler so klein ist, daß er unter die Rest­ fehlergrenze (ca. 1% der Meßanordnung) fällt. In diesem Fall wird die zweite Referenzmessung überflüssig.

Es ist jedoch aus zwei Gründen nicht sinnvoll und auch nicht immer möglich, diese meßtechnische optimale Einstellung zu erreichen.

• a) Die Abblasgeschwindigkeit hängt nicht nur von der verwen­ deten Lochblende, sondern ebenfalls von der Undichtigkeit des verwendeten Kalibrierkolbens ab, d. h. es ist nicht möglich, die Abblasgeschwindigkeit beliebig langsam zu machen.
• b) Bei sehr kleiner Abblasgeschwindigkeit ergibt sich auch eine lange Meßzeit, die nicht unbedingt erstrebenswert ist.

Es ist sinnvoll, einen Kompromiß zwischen den Extremwerten der Abblasgeschwindigkeiten zu wählen, d. h., für jeden gängi­ gen Rohrdurchmesser jeweils eine Lochblende zu wählen, mit der man auf handhabbare Meßzeiten kommt. Das Korrekturver­ fahren mit zwei Referenzmeßwerten sorgt dafür, daß die Ab­ weichung in der Fehlerortangabe bei den bekannten üblichen Einblaslängen in der Regel <100 m ist, so daß eine elektro­ nische Feinortung eines elektromagnetischen Kleinsenders 30 im Kalibrierkolben möglich wird. Da die Mikroprozessorsteue­ rung die Δ-Meßzeiten der Referenzmessungen nicht nur spei­ chert, sondern auch als Meßwert auf dem Display anzeigt, kann der Anwender schnell Erfahrungswerte sammeln, die ihm schon nach der ersten Referenzmessung zeigen, ob der Abblasvorgang zur Erzielung der gewünschten Genauigkeit hinreichend langsam war. Bei großen Rohren ist die zweite Referenzmessung zur Korrekturberechnung immer ratsam. Verzichtet der Anwender auf die zweite Referenzmessung, so kann diese im Display und im Protokollausdruck als nicht ausgeführt angezeigt werden. Die Längenberechnung erfolgt dann automatisch ohne Korrekturwert.

Um z. B. bei 100 m und 200 m Rohrlänge die erwähnten Referenz­ meßwerte zu erhalten, wird der Kalibrierkolben 4 beim Ein­ blasen mit einem dünnen angekoppelten Rückhalteseil 32 bei den entsprechenden Längen festgesetzt: dazu eignet sich z. B. ein dünnes, flexibles Stahlseil, dessen Dehnung jedoch ver­ nachlässigbar sein muß. Nach Abschluß der Referenzmessung wird der festgehaltene Kalibrierkolben durch eine automati­ sche Schraubenkupplung 34 abgekoppelt, so daß ohne Rückhalte­ seil 32 weiter eingeblasen werden kann.

Wie Fig. 6 zeigt, besteht diese Kupplung aus einer Gewinde­ muffe 34a mit einem Innengewinde, die an einer Zugstange 50 des Kalibrierkolbens 4 sitzt, und einem Gewindebolzen 34b an einem Seilabkoppelteil 36. Durch zwei gegenüberliegende kleine Führungsräder 38 am Kalibrierkolben 4, die in ihrer Abrollachse gegensinnig verdreht sind, wie dies Fig. 7 zeigt, wird der Kalibrierkolben infolge der beiden entgegengesetzt steuernden Führungsräder in eine Rotation um seine Längsache gesteuert. Das Seilabkoppelteil besitzt ebenfalls zwei kleine Führungsräder 40, deren Abrollachsen auch gegensinnig, aber in der anderen Richtung verdreht sind, so daß das Seilabkop­ pelteil mit gegenüber dem Kalibrierkolben entgegengesetzter Drehrichtung rotiert. Beide Führungsräderpaare 38, 40 sind an doppelarmigen Hebeln 42 so gelagert, daß sie unter der Zug­ kraft des Rückhalteseils 32 fest gegen die Außenwand des Rohres 6 gedrückt werden, um die Lenkfunktion für die Räder sicherzustellen. Dazu sind die Hebel jedes Paares innen über Langlöcher an einer Zugstange 50 angelenkt, wie dies Fig. 6 erkennen läßt.

Beim Einblasen des Kalibrierkolbens 4 wird durch eine gegen­ sinnige Relativbewegung zwischen Kalibrierkolben 4 und Seil­ abkoppelteil 36 die Schraubverbindung der Schraubenkupplung 34 zusammengedreht bzw. bei bereits festem Sitz sorgt ein nur in einer Drehrichtung wirksamer Freilauf 44 dafür, daß auch bei völlig eingeschraubter Verbindung ein unendliches Weiter­ drehen möglich ist. Das Seilabkoppelteil 36 kann sich dabei zwischen dem drehrichtungsabhängigen Freilauf 44 auf der einen Seite und einem eine Drehkupplung bildenden Freilauf­ wirbel 46 auf der anderen Seite frei drehen, ohne dabei das über eine zweite Zugstange 52 und eine Seilöse 54 angehängte Rückhalteseil 32 aufzudrallen. Nach dieser schraubenförmigen Drehbewegung beim Einblasen kann der Kolben 4 bei den Referenz­ längen zur Ausführung der Referenzmessung beliebig lange fest­ gehalten werden.

Das Abkoppeln des Kalibrierkolbens 4 zum weiteren Einblasen geschieht nun dadurch, daß das Rückhalteseil 32 am Rohran­ fang mit einer Haspel 48 ein Stück aufgetrommelt und damit so weit rückwärts gezogen wird, bis die automatische Schrau­ benkopplung 34 trennt. Durch die Rückwärtsbewegung des Kalibrierkolbens 4 erfolgt die relative Drehrichtung zwischen Kalibrierkolben 4 und Seilabkoppelteil 36 jetzt in umgekehr­ ter Drehrichtung wie beim Einblasen mit Vorwärtsbewegung. Die Schraubenkupplung 34 dreht sich nun durch den in Gegen­ richtung wirksam werdenden Mitnehmer des Freilaufs 44 auf und trennt den Kolben 4 vom Seil 32. Der Einblasvorgang kann fort gesetzt werden und das lose Seil 32 mit dem Seilabkoppelteil 36 nebenbei zurückgehaspelt werden.

Die Kalibriermessung (bzw. zwei Messungen) erfordert somit aufgrund der automatischen Kupplung nur einen geringfügigen Zeitaufwand, da der Einblasvorgang sofort fortgesetzt werden kann. Das dünne Seil 32 wird durch eine Öffnung am Rohrver­ schluß 8 geführt, durch die das Seil leicht gleiten kann. Eine besondere Abdichtung ist nicht erforderlich, da beim Meßvorgang ohnehin über eine Lochblende 20 abgeblasen wird, wobei über die Kalibriermessung der zusätzliche Abblasver­ lust bereits eingeeicht wird.

Das soeben beschriebene erfindungsgemäße Meßverfahren zeich­ net sich durch folgende Vorteile aus:

• - der Fehlerort läßt sich direkt in Längenmetern (vom Rohr­ anfang zum Fehlerort) angeben;
• - die Fehlerlängenberechnung des festsitzenden Kalibrierkol­ bens wird auf eine reine Verhältnisrechnung reduziert, d. h. das wirkliche Luftvolumen muß nicht mehr bekannt sein, wo­ durch die Fehler, die mit der Volumenmessung beim bekannten Verfahren einhergehen, ausgeschlossen werden;
• - da auch die Meßzeiten Δt_Ref und Δt_Meß nur in eine Verhält­ nisrechnung eingehen, spielt es keine Rolle mehr, ob die Abblasfunktion eine lineare oder eine exponentielle Funk­ tion ist. Damit wird auch die konstante Volumenstromsteue­ rung überflüssig, so daß der viel einfachere Mechanismus einer Lochblende eingesetzt werden kann;
• - da beim Abblasen mit konstanter Lochblende gemessen wird, setzt das Aufblasen an den verwendeten Kompressor keinerlei Anforderung bezüglich Leistung oder Regelung, was in die Genauigkeit der Messung eingehen könnte;
• - Undichtigkeiten am Kalibrierkolben ergeben bei diesem Ver­ fahren keine Fehlmessung, da die Messung ohnehin beim Ab­ blasen durchgeführt wird und die Luftmenge, die am nicht dicht abschließenden Kalibrierkolben vorbeiströmt und zu­ sätzlich zur Lochblende abgeblasen wird, bereits bei der Referenzmessung zu Beginn der Arbeiten mit eingemessen ist. Es kann vorausgesetzt werden, daß Undichtigkeiten an den Manschetten des Kolbens vom Verschleiß und von der Rohrart abhängen, sich jedoch während einer Messung nur unwesent­ lich im Rahmen der zulässigen Meßtoleranzangabe bewegen;
• - das unschädliche Abblasen am Kalibrierkolben ermöglicht es, dieses Verfahren auch bei längsgerieften Rohren einzusetzen, die im Gegensatz zu glatten Rohren grundsätzlich nicht dicht am Kolben abschließen;
• - die Fehlerortberechnung muß nicht während des gesamten Ein­ blasens mitlaufen, sondern kann erst im Fehlerfall bei festsitzendem Kolben gestartet werden. Der zeitliche Beginn der Fehlerortung ist unwesentlich, die Messung kann bei Unklarheiten beliebig wiederholt werden, sofern zuvor min­ destens soviel Preßluft eingeblasen wird, daß der Druck P3 im Rohr oberhalb der Druckschaltpunkte der Zeitmessung liegt;
• - die gesamte Meßeinrichtung ist am Einblaskopf montiert, so daß am fernen Rohrende im Vergleich zum bekannten Verfahren kein Meßgerät und kein Personalaufwand erforderlich sind;
• - die gesamte Meßanordnung ist praxisrobust, da z. B. Öl in der Preßluft oder Schmutzpartikel im Rohr weder die Loch­ blende noch den 10 bar-Edelstahlsensor des Druckmessers 16 beeinflussen oder beschädigen können. Filterelemente in Meßgeräten, die sich zusetzen könnten, gibt es nicht;
• - die gesamte Meßanordnung ist preiswert herzustellen, da meßtechnisch statt eines Volumenmessers nur ein Drucksensor benötigt wird.

Claims (15)

1. Verfahren zur Bestimmung des Ortes eines in einem Rohr steckengebliebenen druckluftgetriebenen Kolbens unter Messung von aus dem Rohr entweichender Luft, dadurch gekennzeichnet, daß am Rohranfang der Verlauf des Rohrinnendruckes bei durch eine definierte Öffnung austretender Luft gemessen und die Zeit Δt zwischen dem Druckabfall von einem ersten vorbestimm­ ten Druck (P_3.1) auf einem zweiten vorbestimmten Druck (P_3.2) bestimmt wird

• a) in einer Referenzmessung bei in einer ersten definierten Entfernung L_Ref vom Rohranfang festgehaltenen Kolben als Δt_Ref und
• b) in einer Fehlerortmessung bei am Fehlerort steckengeblie­ benen Kolben als Δt_Meß

und daß aus den Zeiten Δt_Ref und Δt_Meß und der ersten Ent­ fernung L_Ref aufgrund eines proportionalen Zusammenhangs die Entfernung L_Meß zum Fehlerort bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Referenzmessung bei in einer zweiten defi­ nierten Entfernung festgehaltenem Kolben durchgeführt wird und aus Proportionalitätsabweichungen des Zeitverhältnisses vom Entfernungsverhältnis zwischen den beiden Referenzmessun­ gen eine Korrekturgröße für die Bestimmung der Fehlerortent­ fernung ermittelt wird.

3. Vorrichtung zur Bestimmung des Ortes eines in einem Kabelrohr steckengebliebenen druckluftgetriebenen Kalibrier­ kolbens, mit einem an den Rohranfang ansetzbaren Rohrver­ schluß zur Preßlufteinspeisung und Entlüftung, gekennzeichnet durch

• - eine in der Entlüftungsleitung vorgesehen Drossel (18) mit einer definierten Öffnung,
• - einen Seillängenmesser für eine vorbestimmte Referenz­ entfernung des Kolbens (4) mit angehängtem Seil (32) vom Rohranfang,
• - einem an den Rohrverschluß (8) angeschlossenen Druckmes­ ser (16)
• - und eine mit dem Druckmesser verbundene Auswerteinrichtung (22, 26) mit
• - einem Druckwertspeicher für mindestens zwei vorbestimmte Druckwerte (P_3.1, P_3.2),
• - einem Zeitmesser für Zeitintervalle Δt, welche bei Rohr­ entlüftung mit festgehaltenem Kolben (4) zwischen dem Durchlaufen der beiden Druckwerte liegt,
• - einem Speicher für die Zeitintervalle Δt aus mindestens einer Referenzmessung bei der Referenzentfernung des Kol­ bens und einer Fehlerortmessung
• - und einem Rechner zur Berechnung der Fehlerortentfernung aus dem proportionalen Zusammenhang zwischen den Zeit­ intervallen Δt und den Kolbenentfernungen vom Rohranfang.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (Lochblende 20) in einen Schalldämpfer (28) integriert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinheit (Steuergerät 22) ein Display (24) zur Anzeige der Druckmeßwerte (P₃) enthält.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinheit (Steuergerät 22) mit einem Drucker (26) zum Ausdrucken bzw. Aufzeichnen der Druckmeßwerte verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei graphischer Darstellung der Druckmeßwerte (P₃) der Papiervorschub umgekehrt proportional zum gemessenen Rohr­ innendruck gewählt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am rückwärtigen Ende des Kalibrierkolbens (4) ein auto­ matisch auslösbares Seilabkoppelteil (36) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Seilabkoppelteil (36) mit dem Kolben (4) über eine Schraubenkupplung (34) verbunden ist und daß sowohl der Kalibrierkolben (4) als auch das Seilabkoppelteil (36) mit entgegengesetzt derart gegen deren Längsachse verdreht ge­ lagerten Führungsrädern (38, 40) versehen sind, daß Kolben und Seilabkoppelteil in gegenläufige Drehungen versetzt wer­ den, so daß beim Kolbenvorschub die Schraubenkupplung fest­ geschraubt, bei Rückwärtsbewegung des Kolbens (4) dagegen losgeschraubt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (4) und Seilabkoppelteil (36) außerdem ein in Festschraubrichtung wirkender Freilauf (44) und ein in Losschraubrichtung wirkender Mitnehmer vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder (38, 40) mit dem Kolben (4) bzw. dem Seilabkoppelteil (36) über Umlenkglieder (Hebel 42) verbunden sind, welche unter Einfluß der Seilzugkraft die Führungsräder nach außen drücken.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkglieder als im Kolben (4) bzw. Seilabkoppel­ teil (36) gelagerte zweiseitige Hebel (42) ausgebildet sind, deren einer Arm radial in Kolbenvorschubrichtung schräg nach hinten ragt und ein Lager mit schräg zur Längsachse des Kol­ bens (4) bzw. Seilabkoppelteils (36) verlaufende Achse für ein Führungsrad (38, 40) bildet und deren anderer Arm innen mit einer Zugstange (50, 52) gekoppelt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (50) des Kolbens (4) mit einer Gewinde­ muffe der Schraubenkupplung (34) und die Zugstange (52) des Seilabkoppelteils (36) über eine Drehkupplung (Freilaufwirbel 46) mit einer Seilöse (54) verbunden ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen im Kolben (4) untergebrachten Ortungssender (30).