EP3763887B1 - Vorrichtung und verfahren zum überwachen eines hydranten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum überwachen eines hydranten Download PDF

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EP3763887B1
EP3763887B1 EP20184768.8A EP20184768A EP3763887B1 EP 3763887 B1 EP3763887 B1 EP 3763887B1 EP 20184768 A EP20184768 A EP 20184768A EP 3763887 B1 EP3763887 B1 EP 3763887B1
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EP
European Patent Office
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hydrant
sensor
microcontroller
values
sensors
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EP20184768.8A
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EP3763887A1 (de
EP3763887C0 (de
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Saim Arslan
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Hawle Armaturen AG
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Hawle Armaturen AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B9/00—Methods or installations for drawing-off water
    • E03B9/02—Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B9/00—Methods or installations for drawing-off water
    • E03B9/02—Hydrants; Arrangements of valves therein; Keys for hydrants
    • E03B9/04—Column hydrants
    • E03B9/06—Covers
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems

Definitions

  • the subject of the invention is a device and a method for monitoring a hydrant according to the features of claims 1 and 9.
  • EP3293315A1 discloses a monitoring device which is arranged on a closing element or cover for closing a standardized outlet coupling of a hydrant.
  • the monitoring device includes a battery, a detection device for detecting the hydrant being put into operation and a signaling device with a mobile radio module. These elements are arranged within a pipe section which protrudes from the inside of the lid and is tightly closed by a lid element.
  • the mobile radio module is connected to an antenna on the outside of the lid using an HF line.
  • the detection device includes a position sensor for detecting rotation of the lid and a capacitive water sensor for detecting water that is in contact with the lid member within the hydrant.
  • the pipe section and the cover element with the water sensor are arranged radially within an annular sealing element, which serves to seal the outlet coupling when the cover is closed.
  • the mobile radio module sends a corresponding message to a management device.
  • a waiting period of a few minutes can then be provided in order to prevent radio messages from being sent multiple times when the hydrant is put into operation.
  • the device can also include a reed switch. Only after the reed switch has been fired contactlessly by a magnet during the initial installation is the transmission of radio-based messages enabled.
  • a monitoring arrangement for hydrants is known, which is arranged on a protective cover for the operating elements for opening the water valves. It includes an electrical contact, a reed switch or a proximity or tilt switch, which provides power to an alarm element and a signal generator when the protective cover is opened and causes a transmitter module of the signal generator to send an alarm message about the opening of the hydrant protective cover via a telephone line or wirelessly to send to a central office. To save energy, it is suggested to disconnect the signal generator from the power source when the lid is closed. If several hydrants are equipped with monitoring arrangements, each of which includes a transmitter/receiver module, these can be connected to form a mesh network. In such networks, receiving modules are constantly ready to receive. Alarm messages from each hydrant are forwarded via the network to a GSM receiving station and from there via the mobile phone network to the central office. Building a connection to the mobile network requires a comparatively large amount of time and energy.
  • Each leak detector includes a sensor arrangement with at least one vibration sensor, which is designed to detect acoustic signals, and an electronic control, which includes at least one microcontroller and a digital signal processor.
  • the microcontroller is configured to continuously receive acoustic signals from the sensor array.
  • the digital signal processor can be put into sleep mode and woken up by the microcontroller at predetermined times.
  • the digital signal processor can also be woken up by a signal received from a host. This is possible because a communication device in the leak detector is in operation and can receive and evaluate signals from the host.
  • An object of the present invention is therefore to create a device and a method for monitoring a hydrant, which efficiently use the available energy of an energy source and prevent unnecessary energy consumption.
  • the electronic control further comprises a sensor arrangement with at least one activation sensor, which wakes up the microcontroller when the hydrant is put into operation.
  • the activation sensor is arranged on a movable hydrant part in such a way that it generates a signal to wake up the microcontroller when the hydrant is put into operation.
  • the microcontroller After waking up from sleep mode, the microcontroller checks whether commissioning has actually occurred. Measured variables recorded by the activation sensor and one or more other sensors are compared with one or more stored comparison patterns. Such patterns can in particular also include temporal sequences of one or more measured variables or the corresponding values of one or more sensors. At least one of these comparison patterns corresponds to a characteristic pattern for values or value sequences of one or more sensors, as they arise when the respective hydrant part moves when the hydrant is put into operation.
  • the microcontroller then carries out the process steps intended for commissioning. Checking sensor signals after activating the microcontroller enables comparatively reliable detection of actual commissioning of the hydrant. Optionally, typical comparison patterns can also be saved for circumstances other than commissioning. This allows Executing different processes depending on the measured variables recorded, for example recording and storing measured variables.
  • a communication device When actual commissioning is detected, a communication device sends corresponding data in an energy-saving manner to a gateway or a base station of a mobile radio network. From there, the data is forwarded to a network server for further processing. If the measured variables recorded by sensors do not correspond to a comparison pattern after activation of the microcontroller, for example if a fire hydrant is knocked over or damaged by a vehicle, the communication device can optionally send a corresponding message. Alternatively to the message could
  • Comparison patterns can be stored that can be used to record the circumvention of a hydrant.
  • the communication device could preferably send an alarm message without delay with the highest priority.
  • FIG. 1 shows a monitoring system for monitoring hydrants 1.
  • Each hydrant 1 includes a hydrant device 2 with a communication device 3 for unidirectional or bidirectional communication with gateways 5 of a radio network.
  • Each hydrant 1 is arranged within radio range of at least one gateway 5 of the radio network.
  • the radio range is the maximum distance of a hydrant device 2 from the respective gateway 5, at which essentially interference-free communication between the hydrant device 2 and this gateway 5 is possible.
  • the radio range depends on various factors such as transmission power and reception sensitivity, transmission frequency, bandwidth, free field attenuation, attenuation due to obstacles, etc.
  • the radio ranges of three gateways 5 are shown by dotted lines 7. Within these areas, hydrant devices 2 can communicate with the respective gateway 5.
  • the radio network is preferably a network in which data can be transmitted over comparatively large distances of, for example, several kilometers with low transmission power, in particular a Low Power Wide Area Network (LPWAN).
  • LPWAN Low Power Wide Area Network
  • Such networks are already widely available in many places. Networks based on low-energy radio technology standards can can be created and/or expanded comparatively easily and inexpensively. Monitoring systems can therefore also be set up in areas that are not comprehensively served by a mobile phone network.
  • Suitable networks are LoRaWan, NB-IoT and SigFox.
  • the relevant technologies are assumed to be sufficiently known and are not explained in detail here. They only require low bandwidth and enable energy-efficient data transmission. This is particularly true if small volumes of data have to be transmitted only with low frequency and over short time intervals.
  • Networks such as LoRaWAN can be set up easily and as needed in frequency ranges of ISM bands that can be used without licenses or approvals.
  • frequencies of 433.05 to 434.79 MHz and 863 to 870 MHz may be intended for this purpose. Since electromagnetic radiation in these frequency ranges has good building penetration, radio ranges of 2 km or more can be achieved even in densely built-up urban areas. Larger areas can therefore be covered with just a few gateways.
  • communication can take place, for example, via mobile networks according to the GSM standard.
  • the gateways 5 of the radio network are usually connected via the Internet 9 to a network server 11, which coordinates the communication with the hydrant devices 2 via the gateways 5 and is connected to an application server 13.
  • the application server 13 processes data that is transmitted by the hydrant devices 2.
  • This data includes an identification code that is unique to the respective hydrant device 2.
  • this data can also include information about the time when the respective hydrant 1 is put into operation, in particular a time and a date.
  • the application server 13 stores the information transmitted by hydrant devices 2 in a suitable manner, so that for each hydrant 1 there is at least one commissioning status, preferably in conjunction with a corresponding time.
  • the hydrant device 2 can, for example, transmit the current value of a counter, which the hydrant device 2 periodically increments at intervals of, for example, 1 to 5 minutes.
  • Such counters can be reset, for example, when the hydrant device 2 is put into operation for the first time or after the sensor detection of the hydrant 1 being put into operation or when data is transmitted.
  • the application server 13 includes stored information for processing such counter values, in particular for determining times of commissioning of the respective hydrants 1.
  • Hydrant devices 2 can also be designed to transmit data to the application server 13 within a time interval of, for example, less than 5 minutes or immediately after the detection of the respective hydrant 1 being put into operation.
  • the time of transmission of data can therefore be used as the time of commissioning.
  • An explicit transmission of a commissioning time is not necessary in such embodiments.
  • a tolerance of magnitude of around 5 minutes for the time of commissioning is usually sufficient.
  • Hydrant devices 2 are preferably designed to send status messages periodically or according to stored time specifications. Such status messages allow the network server 11 and/or the application server 13 to check the correct functioning of hydrant devices 2. If an expected message does not arrive, the application server 13 displays an alarm status for the respective hydrant device 2. This can be reset by an operator with appropriate access rights after the problem has been resolved.
  • one or more of the sensors (21a, 21b) of the hydrant devices 2 can be designed to measure environmental variables such as temperature, humidity, air pressure, brightness, wind speed, etc. according to To periodically record, for example, specifications of a program stored in the microcontroller 19. These measured values or values calculated from them can be temporarily stored, for example, in a memory of the hydrant device 2. Such data can, for example, be sent periodically or according to stored time specifications.
  • the application server 13 is designed to store and evaluate data received from hydrant devices 2, for example in the form of data sets, and to provide corresponding information for display and/or further processing by clients.
  • clients are, for example, computers 15 in a monitoring center and mobile devices 17 such as tablets, notebooks or mobile phones.
  • the clients include client software or app for querying, filtering, sorting and displaying information, for example in the form of lists and/or area maps with the locations of fire hydrants 1.
  • the data is preferably provided using a web application.
  • Figure 3 shows a view of an above-ground hydrant or, for short, a hydrant 1.
  • Parts that are moved when the hydrant 1 is put into operation are, for example, a cover 23, which covers the operating elements of the hydrant 1, actuating spindles for actuating the valves (not shown) or closure caps 25 for generally standardized output couplings.
  • the activation sensor 21a can in particular be an acceleration sensor or an inclination sensor, which is arranged on such a movable part of the hydrant 1.
  • a voltage or an electrical resistance of at least one output of the activation sensor 21a changes.
  • this change can occur gradually or continuously.
  • the output of the activation sensor 21a can be digital.
  • the measured variable recorded by sensor 21a is compared with a predeterminable reference value. If the measured variable is smaller than the reference value, the output has a first logical state, e.g. "0". If the measured variable is greater than or equal to the reference value, the output has a second logical state, e.g. "1".
  • Passive switches with electrical contacts can also be used as activation sensors 21a, with the contacts being connected to one another when the respective part is moved, for example by changing a mechanical force or a magnetic force (eg in the case of a reed switch). or separated from each other.
  • one of the contacts is connected to the potential of the operating voltage of the hydrant device 2, the other contact is connected to an interrupt input of the microcontroller 19.
  • the microcontroller 19 can be put into an energy-saving sleep mode, in which essentially only the state of the interrupt input is monitored.
  • a control program of the microcontroller 19 is designed to interrupt the energy supply to parts of the hydrant device 2 that are not required during the duration of the sleep mode before switching to sleep mode.
  • Such parts are, for example, the communication device 3 or the radio transmitter 3a and/or the radio receiver 3b as well as further sensors 21a, 21b of the sensor arrangement 21, which are not intended to "wake up" the microcontroller 19 from sleep mode.
  • the microcontroller 19 can execute any specified processes or programs that go beyond simply monitoring an interrupt input. With such processes, for example, signals at other inputs of the microcontroller 19 can be monitored and/or data can be stored, processed, sent and received.
  • the microcontroller 19 In normal operating mode, also control the energy supply of parts of the hydrant device 2 such as the radio transmitter 3a, the radio receiver 3b or one or more sensors 21a, 21b of the sensor arrangement 21. Switching such parts on and off using electronic switching elements according to the respective needs helps to minimize the energy consumption of the hydrant device 2.
  • the microcontroller 19 includes a stored test program which, after each alarm is triggered or after each wake-up from sleep mode, determines the respective cause of this alarm and then initiates the execution of further procedural steps that are specified for this cause. If parts that are switched off are required to carry out these process steps, the energy supply for these parts is at least temporarily switched on again.
  • the cause of the alarm triggering can be a signal at the interrupt input or the expiration of an internal timer.
  • the microcontroller 19 checks in embodiments with multiple activation sensors 21a which activation sensor 21a triggered the alarm.
  • the microcontroller 19 can detect the state of at least one sensor 21a, 21b of the sensor arrangement 21 and/or changes to this state within a predetermined time interval.
  • the value of a measurement variable provided on the output side is referred to as the state of a sensor 21a, 21b.
  • Such measurements can be one or more analog and / or digital inputs of the microcontroller 19 are detected. These inputs also include the interrupt input.
  • measured values from several sensors 21a, 21b can also be recorded at an input of the microcontroller 19 using the multiplex method.
  • One or more sensors 21a, 21b can also be integrated into the microcontroller 19. Analogously, inputs and connections of sensors 21a, 21b with such inputs can then also be integrated into the microcontroller 19.
  • the space requirement of the hydrant device 2 can be reduced by a higher degree of integration. As a rule, this also reduces energy consumption.
  • the hydrant device 2 can, for example, comprise an acceleration sensor, which can be arranged in particular in a closure cap 25 of an outlet coupling of the hydrant 1 and can be designed to detect accelerations in one or, alternatively, several directions.
  • This acceleration sensor is an activation sensor 21a, which activates the microcontroller 19 as soon as the acceleration in at least one of the directions exceeds a predetermined reference value.
  • the electronic control includes stored data about which sensors 21a, 21b can be used to determine whether the hydrant 1 has been put into operation, and how the start-up of the hydrant 1 can be recognized based on measured values of these sensors 21a, 21b.
  • This information can be stored in the microcontroller 19 in particular in the form of program code and/or stored data.
  • the movement of hydrant parts when the hydrant 1 is put into operation causes typical patterns, particularly in the measured values of activation sensors 21a.
  • Such patterns can generally be described for one or more of the sensors 21a, 21b by temporal sequences of measured values or as functions. This includes functions with values that are constant over time. Subsets of such patterns, such as one or more specific constellations of measured values from several sensors 21a, 21b at one or more times or during one or more time intervals, are also patterns.
  • Values derived from such measured values such as average values formed during predetermined time intervals, integrated values or filtered values, can also be compared with corresponding stored patterns.
  • the conditions that must be met to detect the commissioning of a hydrant 1 are generally set independently of the conditions for activating the microcontroller 19.
  • Comparison patterns can in particular be stored as comparison patterns for comparing measured values of one or more sensors 21a, 21b in a memory of the electronic control, in particular of the microcontroller 19. Comparison patterns include at least one comparison value, preferably several comparison values, for each sensor 21a, 21b to be taken into account, which the respective measured variable should adopt in a specific chronological order.
  • a test program of the microcontroller 19 detects the measured values of one or more sensors 21a, 21b at one or more points in time after activation or the change from sleep mode to normal operating mode and evaluates them . These measured values or values derived therefrom, such as average values or integrated values during certain time intervals, are compared with corresponding comparison values of comparison samples. If the recorded values are within predeterminable tolerance limits of, for example, less than +/- 10% or +/- 20% of the comparison values correspond to the comparison pattern, this means that the hydrant 1 is put into operation, and the microcontroller 19 carries out procedural steps assigned to the respective comparison pattern.
  • a sensor arrangement 21 can, for example, include an acceleration sensor and two differently aligned inclination sensors on a closure cap 25.
  • a signal from the acceleration sensor wakes up the microcontroller 19.
  • a test program is then started.
  • detecting a change in the inclination position once or several times by one or more inclination sensors could also be considered as commissioning.
  • comparison values for changes in the inclination position can, for example, be defined relative to a reference position which corresponds to the closed position of the closure cap 25.
  • comparison values could be specified for one or more inclination sensors for an open position of the closure cap 25, whereby the Closure cap 25 hangs on a flexible securing element 42.
  • commissioning of the hydrant 1 can also be determined by monitoring the signals from the acceleration sensor.
  • a typical course of the measured variable of the acceleration sensor when opening the closure cap 25 can be stored as a model function, for example as a sequence of comparison values. Positive and negative values correspond to accelerations in opposite directions.
  • Comparison or reference values can preferably be specified or changed, for example when installing a hydrant device 2 or at a later point in time.
  • reference values for inclination sensors can be determined and saved based on measured values of these inclination sensors during the initial installation on a specific hydrant 1. This has the advantage that the stored values are optimally adapted to the respective arrangement of the hydrant 1 and the hydrant device 2.
  • the hydrant device 2 includes an initialization mode for this purpose. The change to the initialization mode can be initiated, for example, by a reset switch on the hydrant device 2.
  • the electronic control can include stored comparison patterns for several different events.
  • the sensor arrangement 21 can include a reed switch as an activation sensor 21a.
  • a person can change the state of this reed switch without contact using an external magnet.
  • the microcontroller 19 recognizes the closing or opening of the reed contact as the cause of the activation. This can optionally be confirmed by an acoustic or visual signal generator.
  • the hydrant device 2 now has a maintenance status for a maximum period of, for example, 20 minutes or until the next actuation of the reed switch, in which the sending of messages regarding commissioning is prevented.
  • the closure cap 25 can be opened to carry out maintenance work.
  • an inclination sensor can be used as an activation sensor 21a for waking up the microcontroller 19 and/or for detection when commissioning the hydrant 1.
  • the inclination sensor is designed to detect at least one position angle of the hydrant device 2 relative to the direction of the earth's gravitational force.
  • Inclination sensors can in particular include force or acceleration sensors that detect components of the earth's gravitational force on a mass body in two or three orthogonal directions.
  • the microcontroller 19 can also be woken up from sleep mode by an internal timer to carry out predetermined actions. Such an action is, for example, storing and/or further processing one or more measured values from sensors 21a, 21b.
  • the microcontroller 19 carries out the associated process steps if necessary.
  • a delay time until the message is sent can be set depending on the urgency of such a message.
  • the delay time can be any value between zero and several weeks, for example one or more hours, days or weeks. This ensures that urgent messages are transmitted with as little delay as possible. Data that is not time-critical can, for example, be transmitted together with other data at a later point in time. In this way, unnecessarily frequent switching on and off of the radio transmitter 3b can be avoided. Energy stored in the energy storage 4 is used efficiently in this way.
  • the microcontroller 19 activates the radio transmitter 3a and sends a message with the corresponding data.
  • Such messages each include the unique identification code of the respective hydrant device 2.
  • Status information is preferably also sent, which indicates what type of data is being transmitted.
  • One type of messages are status messages that indicate to the application server 13 the error-free functioning of the respective hydrant device 2 and/or the charging status of the energy storage device 4 and/or a time that indicates when the next status message is expected to be sent.
  • hydrant devices 2 include a communication device 3 with an additional receiver 3b for bidirectional communication with gateways 5, the reception of messages can be limited to certain time windows. Outside these time windows, receivers 3b can be switched off so that the energy consumption of receivers 3b is minimal.
  • Such reception time windows are preferably provided immediately afterwards or with a defined time delay after the respective hydrant device 2 has sent data. Several reception time windows can also be defined between two consecutive transmission cycles.
  • the communication server 11 transmits data that is intended for individual, several or all hydrant devices 2 to the corresponding gateways 5. There this data is stored in buffers. After transmitting a message from a hydrant device 2 to a gateway 5, the gateway 5 transmits the associated messages cached data in one or more designated time windows to the respective hydrant device 2.
  • FIGS. 4 and 5 show the outside and the inside of an exemplary closure cap 25, which is suitable for closing standardized Storz outlet couplings of hydrants 1 and includes a hydrant device 2.
  • Figure 6 shows a cross section of this closure cap 25 and Figure 7 an exploded view, wherein the parts of the closure cap 25 are arranged distributed along a cover axis A.
  • the closure cap 25 includes a locking plate 27 with latches 29 of a Storz bayonet lock.
  • the closing plate 27 could also include other connecting elements such as an internal or external thread (not shown).
  • the locking plate 27 is preferably made of one Aluminum alloy such as AlMgSi1.
  • a square recess 31 arranged centrally on the cover axis A enables a bolt 33, which includes an end region with a matching square section, to be inserted in a rotation-proof manner.
  • the bolt 33 comprises a preferably continuous axial bore 34 with an internal thread 35.
  • the bolt 33 and the recess 31 could also have other three- or polygonal profiles. Between the end regions, the bolt 33 comprises a radially projecting round collar 37.
  • This collar 37 serves as a stop for fastening a torus-like housing to the locking plate 27.
  • the housing comprises an annular housing base 41 and a curved annular housing hood 43, which is preferably in combination with a inner ring seal 45 and an outer ring seal 47 can be connected to one another in a watertight manner.
  • the connection can be made, for example, by means of three screws 49a, which are inserted into holes in the housing base 41 and screwed to corresponding holding elements with internal threads on the inside of the housing cover 43.
  • the bores have enlarged inner diameters on the input side to accommodate the screw heads. This makes it easier to attach the housing to the locking plate 27.
  • the spaces between the holes and the screws 49a are preferably sealed with sealing rings 46.
  • the housing hood 43 comprises a recessed annular shoulder 44 adjacent to an internal opening at the cover axis A.
  • the housing and the locking plate 27 are connected to one another by screwing a screw 49b into the internal thread 35 of the bolt 33 between a screw-side washer 51 and the collar 37 of the bolt 33 are held in a defined axial position.
  • the screw 49b can have a continuous axial bore 48 ( Figure 6 ).
  • the closure cap 25 thus has a continuous recess which connects the inside and the outside with each other when the screw 49b is screwed into the bolt 33. If water is under pressure on the inside of the closure cap 25, it sprays out through the recess. This is a sign that a valve in the supply line to the outlet coupling of hydrant 1 is not closed correctly.
  • the housing itself is shielded from areas of the hydrant 1 where water can be under pressure.
  • the inside of the housing is therefore well protected from water penetration.
  • a sliding ring 53 is mounted in an annular groove in the locking plate 27 and, adjacent to it, a plastic disk 55 with a central bore 57 with little play is mounted on a cylindrical end section 36 of the bolt 33.
  • the inside diameter of the central bore 57 essentially corresponds to the outside diameter of the cylindrical end section 36 of the bolt 33.
  • the end face of this cylindrical end section 36 is arranged flush with the surface of the plastic disk 55 adjacent to the central bore 57 or projects axially slightly beyond it by a projection of, for example, less than 0.2mm.
  • the unit consisting of bolt 33, locking plate 27, washer 51 and screw 49b can be rotated relative to the plastic washer 55 and relative to the housing become. However, these parts have almost no room for movement in the direction of the cover axis A.
  • a flexible securing element 42 such as a rope or a chain is preferably connected to the closure cap 25 in the area of the outer edge of the housing hood 43. If a closure cap 25 is arranged on an outlet coupling of a hydrant 1, one end of this securing element 42 is fastened captively, for example, to an eyelet 40 of the hydrant 1.
  • the housing can also be part of the hydrant device 2.
  • the housing with the built-in electronics or the hydrant device 2 can be prefabricated as a unit.
  • Conventional closure caps 25 can easily be replaced by closure caps 25 with hydrant devices 2.
  • the electronic elements of the hydrant device 2 are arranged within the housing, for example on a preferably ring-shaped circuit board 20 with holes for the screws 49a.
  • At least one antenna of the communication device 3 can also be arranged inside the housing, for example on the circuit board 20.
  • the housing cover 43 is made of a plastic that can easily be penetrated by electromagnetic radiation, for example made of impact-resistant polyamide.
  • the electronics can include, for example, an acoustic and/or an optical signal generator, in particular a piezoelectric transducer and/or a light-emitting diode. These can be used, for example, to confirm or signal certain operating states during maintenance work or other manipulations on the hydrant 1.
  • the housing cover 43 can include a translucent section or be made of a translucent material so that light from optical signal transmitters on the circuit board 20 is visible from the outside.
  • photovoltaic cells can optionally also be arranged in the housing. These convert ambient light into electrical energy for storage in energy storage 4.

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Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen eines Hydranten gemäss den Merkmalen der Ansprüche 1 und 9.
  • Es ist bekannt, bei Hydranten Überwachungsvorrichtungen anzuordnen, die über ein Funkmodul eine Nachricht absetzen, sobald eine Detektionseinrichtung eine Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten signalisiert.
  • EP3293315A1 offenbart eine Überwachungsvorrichtung, die an einem Abschlusselement bzw. Deckel zum Verschliessen einer genormten Abgangskupplung eines Hydranten angeordnet ist. Die Überwachungsvorrichtung umfasst eine Batterie, eine Detektionsvorrichtung zum Detektieren einer Inbetriebnahme des Hydranten und eine Signalisierungseinrichtung mit einem Mobilfunkmodul. Diese Elemente sind innerhalb eines Rohrabschnitts angeordnet, der an der Innenseite des Deckels hervorragt und durch ein Deckelelement dicht verschlossen ist. Das Mobilfunkmodul ist mittels einer HF-Leitung mit einer Antenne an der Aussenseite des Deckels verbunden. Die Detektionsvorrichtung umfasst einen Lagesensor zum Erfassen einer Drehung des Deckels und einen kapazitiven Wassersensor zum Erfassen von Wasser, das innerhalb des Hydranten in Kontakt mit dem Deckelelement ist. Der Rohrabschnitt und das Deckelelement mit dem Wassersensor sind radial innerhalb eines ringförmigen Dichtelements angeordnet, das zum Abdichten der Abgangskupplung bei geschlossenem Deckel dient.
  • Sobald mindestens einer der Sensoren anspricht, sendet das Mobilfunkmodul eine entsprechende Meldung an eine Verwaltungsvorrichtung. Danach kann eine Wartezeit von einigen Minuten vorgesehen sein, um eine mehrfache Absetzung von Funknachrichten bei einer Inbetriebnahme des Hydranten zu verhindern. Zur Schonung der Batterie kann die Vorrichtung zusätzlich einen Reed-Schalter umfassen. Erst nachdem der Reed-Schalter bei der Erstinstallation durch einen Magneten berührungslos geschossen worden ist, wird die Übermittlung von funkbasierten Nachrichten freigeschaltet.
  • Aus der WO2007/012631A1 ist eine Überwachungsanordnung für Hydranten bekannt, die an einem Schutzdeckel für die Bedienungselemente zum Öffnen der Wasserventile angeordnet ist. Sie umfasst einen elektrischen Kontakt, einen Reedschalter oder einen Näherungs- oder Neigungsschalter, der beim Öffnen des Schutzdeckels die Stromversorgung zu einem Alarmelement und einem Signalgeber herstellt und ein Sendemodul des Signalgebers dazu veranlasst, über eine Telefonleitung oder drahtlos eine Alarmmeldung über das Öffnen des Hydrantenschutzdeckels an eine Zentralstelle zu senden. Zum Einsparen von Energie wird vorgeschlagen, bei geschlossenem Deckel die Verbindung des Signalgebers mit der Stromquelle zu unterbrechen. Wenn mehrere Hydranten mit Überwachungsanordnungen ausgerüstet sind, die je ein Sende-/Empfangsmodul umfassen, können diese zu einem Mesh-Netzwerk zusammengeschlossen sein. Bei solchen Netzwerken sind Empfangsmodule ständig empfangsbereit. Alarmmeldungen jedes Hydranten werden über das Netzwerk an eine GSM-Empfangsstation und von dort über das Mobilfunknetz an die Zentralstelle weitergeleitet. Der Aufbau einer Verbindung ins Mobilfunknetz beansprucht vergleichsweise viel Zeit und Energie.
  • Aus der US2013/036796A1 ist ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Lecks in einer Rohrleitung bekannt. Es umfasst Leckdetektoren, die in Verschlusskappen für Abgangskupplungen von Hydranten angeordnet sein können. Jeder Leckdetektor umfasst eine Sensoranordnung mit mindestens einem Vibrationssensor, der zum Erfassen von akustischen Signalen ausgebildet ist, und eine elektronische Steuerung, die mindestens einen Mikrocontroller und einen digitalen Signalprozessor umfasst. Der Mikrocontroller ist so konfiguriert, dass er kontinuierlich akustische Signale von der Sensoranordnung empfangen kann. Der digitale Signalprozessor kann in einen Schlafmodus versetzt und vom Mikrocontroller zu vorgegebenen Zeiten geweckt werden. Zusätzlich kann der digitale Signalprozessor auch durch ein von einem Host empfangenes Signal geweckt werden. Dies ist möglich, weil eine Kommunikationsvorrichtung des Leckdetektors in Betrieb ist und Signale des Hosts empfangen und auswerten kann.
  • Obwohl zu diesen bekannten Überwachungsvorrichtungen teilweise Massnahmen zum Einsparen von Energie offenbart sind, ist der Energievorrat von internen Batterien bei solchen Vorrichtungen unnötig schnell erschöpft. Die Batterien müssen entsprechend häufig ersetzt werden. Dieses Problem ist besonders störend, wenn Batterien z.B. aufgrund von beschränkten Platzverhältnissen nur vergleichsweise kleine Kapazitäten haben. Die Betriebskosten solcher Überwachungsvorrichtungen sind entsprechend hoch.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung eines Hydranten zu schaffen, welche die verfügbare Energie einer Energiequelle effizient nutzen und unnötigen Energieverbrauch verhindern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung und durch ein Verfahren zum Überwachen eines Hydranten gemäss den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 und 9.
  • Die elektronische Steuerung umfasst weiter eine Sensoranordnung mit mindestens einem Aktivierungssensor, der den Mikrocontroller bei einer Inbetriebnahme des Hydranten weckt. Der Aktivierungssensor ist so an einem bewegbaren Hydrantenteil angeordnet, dass er bei der Inbetriebnahme des Hydranten ein Signal zum Wecken des Mikrocontrollers erzeugt.
  • Nach dem Wecken aus dem Schlafmodus überprüft der Mikrocontroller, ob tatsächlich eine Inbetriebnahme vorliegt. Vom Aktivierungssensor und einem oder mehreren weiteren Sensoren erfasste Messgrössen werden mit einem oder mehreren gespeicherten Vergleichsmustern verglichen. Solche Muster können insbesondere auch zeitliche Abfolgen einer oder mehrerer Messgrössen bzw. die entsprechenden Werte eines oder mehrerer Sensoren umfassen. Zumindest eines dieser Vergleichsmuster entspricht einem charakteristischen Muster für Werte oder Werteabfolgen eines oder mehrerer Sensoren, wie sie bei der Bewegung des jeweiligen Hydrantenteils bei einer Inbetriebnahme des Hydranten entstehen.
  • Bei ausreichend guter Übereinstimmung der sensorisch erfassten aktuellen Messgrössen mit diesem gespeicherten Muster wird dies als Inbetriebnahme gewertet. Der Mikrocontroller führt dann die für eine Inbetriebnahme bestimmten Prozessschritte aus. Die Überprüfung von Sensorsignalen nach der Aktivierung des Mikrocontrollers ermöglicht eine vergleichsweise sichere Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen des Hydranten. Optional können auch für andere Gegebenheiten als Inbetriebnahmen typische Vergleichsmuster gespeichert sein. Dies erlaubt das Ausführen unterschiedlicher Prozesse in Abhängigkeit der erfassten Messgrössen, beispielsweise das Erfassen und Speichern von Messgrössen.
  • Bei erkannten tatsächlichen Inbetriebnahmen sendet eine Kommunikationsvorrichtung entsprechende Daten energieschonend an ein Gateway bzw. eine Basisstation eines Mobilfunknetzes. Von dort werden die Daten zur weiteren Verarbeitung an einen Netzwerkserver weitergeleitet. Falls die sensorisch erfassten Messgrössen nach einer Aktivierung des Mikrocontrollers keinem Vergleichsmuster entsprechen, beispielsweise wenn ein Hydrant durch ein Fahrzeug umgefahren oder beschädigt wird, kann die Kommunikationsvorrichtung optional eine entsprechende Nachricht senden. Alternativ zur Nachricht könnten
  • Vergleichsmuster gespeichert sein, mit denen das Umfahren eines Hydranten erfasst werden kann. In solchen Fällen könnte die Kommunikationsvorrichtung vorzugsweise mit höchster Priorität verzögerungsfrei eine Alarmmeldung senden.
  • Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen
    • Figur 1
    ein Überwachungssystem für Hydranten,
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines Hydrantengeräts,
    Figur 3
    eine Ansicht eines Überflurhydranten
    Figur 4
    eine Aussenansicht einer Verschlusskappe für eine Abgangskupplung des Hydranten,
    Figur 5
    eine Innenansicht der Verschlusskappe aus Figur 3,
    Figur 6
    einen Querschnitt der Verschlusskappe aus Figur 3,
    Figur 7
    eine Explosionsdarstellung der Verschlusskappe aus Figur 3.
  • Figur 1 zeigt ein Überwachungssystem zum Überwachen von Hydranten 1. Jeder Hydrant 1 umfasst ein Hydrantengerät 2 mit einer Kommunikationsvorrichtung 3 für die unidirektionale oder bidirektionale Kommunikation mit Gateways 5 eines Funknetzwerks.
  • Jeder Hydrant 1 ist innerhalb Funkreichweite mindestens eines Gateways 5 des Funknetzwerks angeordnet. Als Funkreichweite wird die maximale Entfernung eines Hydrantengeräts 2 vom jeweiligen Gateway 5 bezeichnet, bei der eine im Wesentlichen störungsfreie Kommunikation zwischen dem Hydrantengerät 2 und diesem Gateway 5 möglich ist. Die Funkreichweite ist von verschiedenen Faktoren wie z.B. Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit, Sendefrequenz, Bandbreite Freifelddämpfung, Dämpfung durch Hindernisse usw. abhängig. In Figur 1 sind bespielhaft die Funkreichweiten von drei Gateways 5 durch punktierte Linien 7 dargestellt. Innerhalb dieser Bereiche können Hydrantengeräte 2 mit dem jeweiligen Gateway 5 kommunizieren.
  • Das Funknetzwerk ist vorzugsweise ein Netzwerk, in dem mit geringer Sendeleistung Daten über vergleichsweise grosse Distanzen von beispielsweise mehreren Kilometern übermittelt werden können, insbesondere ein Low Power Wide Area Network (LPWAN). Vielerorts sind solche Netzwerke schon flächendeckend verfügbar. Auf Standards einer Niedrigenergie-Funktechnik basierende Netzwerke können vergleichsweise einfach und kostengünstig erstellt und/ oder erweitert werden. Überwachungssysteme können demnach auch in Gebieten eingerichtet werden, die nicht flächendeckend durch ein Mobilfunknetz erschlossen sind.
  • Beispiele von geeigneten Netzwerken sind LoRaWan, NB-IoT und SigFox. Die entsprechenden Technologien werden als hinlänglich bekannt vorausgesetzt und hier nicht im Detail erläutert. Sie erfordern nur geringe Bandbreiten und ermöglichen eine energieeffiziente Datenübermittlung. Dies gilt insbesondere dann, wenn nur mit geringer Häufigkeit während jeweils kurzer Zeitintervalle geringe Datenvolumen übermittelt werden müssen. Netzwerke wie LoRaWAN können in Frequenzbereichen von ISM-Bändern, die lizenz- und genehmigungsfrei nutzbar sind, einfach und bedarfsgerecht errichtet werden. Je nach geografischer Region können für diesen Zweck insbesondere Frequenzen von 433,05 bis 434,79 MHz und von 863 bis 870 MHz vorgesehen sein. Da elektromagnetische Strahlung in diesen Frequenzbereichen eine gute Gebäudedurchdringung hat, können selbst in dicht überbauten Stadtgebieten Funkreichweiten von 2 km oder mehr erreicht werden. Mit nur wenigen Gateways können demnach grössere Gebiete abgedeckt werden.
  • Alternativ kann die Kommunikation z.B. über Mobilfunknetze nach dem GSM-Standard erfolgen.
  • Die Gateways 5 des Funknetzwerks sind in der Regel über das Internet 9 mit einem Netzwerkserver 11 verbunden, der die Kommunikation mit den Hydrantengeräten 2 über die Gateways 5 koordiniert und mit einem Applikationssverver 13 verbunden ist. Der Applikationsserver 13 verarbeitet Daten, die von den Hydrantengeräten 2 übermittelt werden.
  • Diese Daten umfassen einen für das jeweilige Hydrantengerät 2 eindeutigen Identifikationscode.
  • Zusätzlich können diese Daten auch Informationen zum Zeitpunkt einer Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten 1 umfassen, insbesondere eine Uhrzeit und ein Datum. Der Applikationsserver 13 speichert die von Hydrantengeräten 2 übermittelten Informationen in geeigneter Weise, sodass für jeden Hydranten 1 zumindest ein Inbetriebnahmestatus vorzugsweise in Verbindung mit einer entsprechenden Zeitangabe vorliegt.
  • Anstelle einer absoluten Uhrzeit kann das Hydrantengerät 2 z.B. den aktuellen Wert eines Zählers übermitteln, den das Hydrantengerät 2 periodisch in Intervallen von z.B. 1 bis 5 Minuten inkrementiert. Die Rücksetzung solcher Zähler kann beispielsweise bei der ersten Inbetriebnahme des Hydrantengeräts 2 erfolgen oder nach der sensorischen Erfassung einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 oder beim Übermitteln von Daten. Der Applikationsserver 13 umfasst gespeicherte Informationen zum Verarbeiten solcher Zählerwerte, insbesondere zum Ermitteln von Zeiten der Inbetriebnahme der jeweiligen Hydranten 1.
  • Hydrantengeräte 2 können auch dazu ausgebildet sein, innerhalb eines Zeitintervalls von beispielsweise weniger als 5 Minuten oder unmittelbar nach der Erkennung einer Inbetriebnahme des jeweiligen Hydranten 1 Daten an den Applikationsserver 13 zu übermitteln. Als Zeitpunkt der Inbetriebnahme kann demnach der Zeitpunkt der Übermittlung von Daten verwendet werden. Eine explizite Übermittlung einer Inbetriebnahmezeit ist bei solchen Ausführungsformen nicht erforderlich. Eine Toleranz in der Grössenordnung von etwa 5 Minuten für den Zeitpunkt der Inbetriebnahme ist in der Regel ausreichend.
  • Unterschiedliche Ausführungsformen von Hydrantengeräten 2 können z.B. dazu ausgebildet sein, weitere Daten über Gateways 5 und Netzwerkserver 11 an den Applikationsserver 13 zu übermitteln. Beispiele für solche weiteren Daten sind:
    • Batterie-Ladezustand, z.B. ein Statusbit für Unterschreitung eines Grenzwertes (Minimalladung) oder mehrere Bits für das Verhältnis von Restladung zu Maximalladung.
    • Aktuelle und/oder gespeicherte frühere Messwerte eines oder mehrerer Sensoren
    • Aus Messwerten eines oder mehrerer Sensoren berechnete Werte.
  • Vorzugsweise sind Hydrantengeräte 2 dazu ausgebildet, periodisch oder gemäss gespeicherten zeitlichen Vorgaben Statusmeldungen zu senden. Solche Statusmeldungen erlauben es dem Netzwerkserver 11 und/oder dem Applikationsserver 13, die korrekte Funktionsweise von Hydrantengeräten 2 zu überprüfen. Falls eine erwartete Nachricht nicht eintrifft, zeigt der Applikationsserver 13 für das jeweilige Hydrantengerät 2 einen Alarmstatus an. Dieser kann nach Behebung des Problems durch eine Bedienperson mit entsprechenden Zugriffsrechten wieder zurückgesetzt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere der Sensoren (21a, 21b) der Hydrantengeräte 2 dazu ausgebildet sein, Umweltmessgrössen wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit Luftdruck, Helligkeit, Windgeschwindigkeit usw. gemäss Vorgaben eines im Mikrocontroller 19 gespeicherten Programms z.B. periodisch zu erfassen. Diese Messwerte oder daraus berechnete Werte können z.B. in einem Speicher des Hydrantengeräts 2 zwischengespeichert werden. Solche Daten können z.B. periodisch oder gemäss gespeicherten zeitlichen Vorgaben gesendet werden.
  • Der Applikationsserver 13 ist dazu ausgebildet, von Hydrantengeräten 2 empfangene Daten z.B. in Form von Datensätzen zu speichern, auszuwerten und entsprechende Informationen zur Darstellung und/oder zur weiteren Verarbeitung durch Clients bereitzustellen. Solche Clients sind z.B. Computer 15 in einer Überwachungszentrale und mobile Endgeräte 17 wie z.B. Tablets, Notebooks oder Mobiltelefone. Die Clients umfassen eine Client-Software bzw. App zum Abfragen, Filtern, Sortieren und Anzeigen von Informationen, beispielsweise in Form von Listen und/oder Gebietskarten mit Standorten von Hydranten 1. Die Bereitstellung der Daten erfolgt vorzugsweise mittels einer Web-Applikation.
  • Figur 2 zeigt schematisch Teile eines Hydrantengeräts 2. Dazu gehören
    • ein Energiespeicher 4 der z.B. eine oder mehrere Batterien umfassen kann,
    • die Kommunikationsvorrichtung 3 mit einem Funksender 3a und optional mit einem Funkempfänger 3b,
    • eine elektronische Steuerung mit einem Mikrocontroller 19,
    • eine Sensoranordnung 21, die mindestens einen Aktivierungssensor 21a umfasst, dessen Zustand durch die Bewegung eines beweglichen Hydrantenteils bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 veränderbar ist.
  • Figur 3 zeigt eine Ansicht eines Überflurhydranten bzw. kurz eines Hydranten 1. Teile, die bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 bewegt werden, sind beispielsweise eine Abdeckhaube 23, welche die Bedienelemente des Hydranten 1 überdeckt, Betätigungsspindeln zum Betätigen der Ventile (nicht dargestellt) oder Verschlusskappen 25 für in der Regel genormte Abgangskupplungen.
  • Der Aktivierungssensor 21a kann insbesondere ein Beschleunigungssensor oder ein Neigungssensor sein, der an einem solchen beweglichen Teil des Hydranten 1 angeordnet ist. Beim Bewegen dieses Teils für die Inbetriebnahme des Hydranten 1 ändert sich beispielsweise eine Spannung oder ein elektrischer Widerstand mindestens eines Ausgangs des Aktivierungssensors 21a. Diese Änderung kann je nach Ausführungsform des Aktivierungssensors 21a stufenweise oder kontinuierlich erfolgen. Insbesondere kann der Ausgang des Aktivierungssensors 21a digital sein. Dabei wird die vom Sensor 21a erfasste Messgrösse mit einem vorgebbaren Referenzwert verglichen. Wenn die Messgrösse kleiner ist als der Referenzwert, hat der Ausgang einen ersten logischen Zustand, z.B. "0". Ist die Messgrösse grösser oder gleich dem Referenzwert, so hat der Ausgang einen zweiten logischen Zustand, z.B. "1".
  • Als Aktivierungssensoren 21a können auch passive Schalter mit elektrischen Kontakten verwendet werden, wobei die Kontakte beim Bewegen des jeweiligen Teils z.B. durch Änderung einer mechanischen Kraft oder einer magnetischen Kraft (z.B. bei einem Reedschalter) miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. In der Regel ist bei solchen Schaltern einer der Kontakte mit dem Potential der Betriebsspannung des Hydrantengeräts 2 verbunden, der andere Kontakt mit einem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers 19. Der Mikrocontroller 19 kann in einen energiesparenden Schlafmodus versetzt werden, bei dem im Wesentlichen nur der Zustand des Interrupt-Eingangs überwacht wird. Vorzugsweise ist ein Steuerprogramm des Mikrocontrollers 19 dazu ausgebildet, vor dem Wechsel in den Schlafmodus die Energiezufuhr zu Teilen des Hydrantengeräts 2 zu unterbrechen, die während der Dauer des Schlafmodus' nicht benötigt werden. Solche Teile sind beispielsweise die Kommunikationsvorrichtung 3 bzw. der Funksender 3a und/oder der Funkempfänger 3b sowie weitere Sensoren 21a, 21b der Sensoranordnung 21, die nicht dazu bestimmt sind, den Mikrocontroller 19 aus dem Schlafmodus zu "wecken".
  • Der Mikrocontroller 19 kann durch folgende Ereignisse bzw. Alarmsignale aus dem Schlafmodus "geweckt" werden, um in einem normalen Betriebsmodus mit der Ausführung eines Steuerprogramms fortzufahren:
    • Wecksignal am Interrupt-Eingang
    • Erreichen einer Zeitvorgabe bzw. Ablauf eines Timers.
  • Im normalen Betriebsmodus kann der Mikrocontroller 19 beliebige vorgegebene Prozesse bzw. Programme ausführen, die über das reine Überwachen eines Interrupt-Eingangs hinausgehen. Mit solchen Prozessen können z.B. Signale an weiteren Eingängen des Mikrocontrollers 19 überwacht und/oder Daten gespeichert, verarbeitet, gesendet und empfangen werden. Vorzugsweise kann der Mikrocontroller 19 im normalen Betriebsmodus auch die Energieversorgung von Teilen des Hydrantengeräts 2 wie z.B. dem Funksender 3a, dem Funkempfänger 3b oder einem oder mehreren Sensoren 21a, 21b der Sensoranordnung 21 steuern. Das Ein- und Ausschalten solcher Teile mittels elektronischer Schaltelemente entsprechend dem jeweiligen Bedarf trägt zur Minimierung des Energieverbrauchs des Hydrantengeräts 2 bei.
  • Der Mikrocontroller 19 umfasst ein gespeichertes Prüfprogramm, das nach jeder Alarmauslösung bzw. nach jedem Wecken aus dem Schlafmodus die jeweilige Ursache dieser Alarmauslösung ermittelt und anschliessend die Ausführung weiterer Verfahrensschritte veranlasst, die für diese Ursache vorgegeben sind. Falls zur Ausführung dieser Verfahrensschritte ausgeschaltete Teile benötigt werden, wird für diese Teile zumindest vorübergehend die Energiezufuhr wieder eingeschaltet.
  • Die Ursache der Alarmauslösung kann ein Signal am Interrupt-Eingang sein oder der Ablauf eines internen Timers.
  • Falls der Alarm nicht durch einen internen Timer ausgelöst worden ist, prüft der Mikrocontroller 19 bei Ausführungsformen mit mehreren Aktivierungssensoren 21a, welcher Aktivierungssensor 21a den Alarm ausgelöst hat. Der Mikrocontroller 19 kann den Zustand mindestens eines Sensors 21a, 21b der Sensoranordnung 21 und/oder Änderungen dieses Zustands innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls erfassen. Als Zustand eines Sensors 21a, 21b wird jeweils der ausgangsseitig bereitgestellte Wert einer Messgrösse bezeichnet. Solche Messwerte können an einem oder mehreren Analog- und/oder Digitaleingängen des Mikrocontrollers 19 erfasst werden. Zu diesen Eingängen gehört auch der Interrupt-Eingang. Messwerte mehrerer Sensoren 21a, 21b können alternativ auch im Multiplex-Verfahren zeitlich gestaffelt an einem Eingang des Mikrocontrollers 19 erfasst werden. Ein oder mehrere Sensoren 21a, 21b können auch in den Mikrocontroller 19 integriert sein. Sinngemäss können dann auch Eingänge und Verbindungen von Sensoren 21a, 21b mit solchen Eingängen in den Mikrocontroller 19 integriert sein. Durch einen höheren Integrationsgrad kann der Platzbedarf des Hydrantengeräts 2 reduziert werden. In der Regel sinkt dadurch auch der Energieverbrauch.
  • Das Hydrantengerät 2 kann z.B. einen Beschleunigungssensor umfassen, der insbesondere in einer Verschlusskappe 25 einer Abgangskupplung des Hydranten 1 angeordnet und zum Erfassen von Beschleunigungen in einer oder alternativ mehreren Richtungen ausgebildet sein kann. Dieser Beschleunigungssensor ist ein Aktivierungssensor 21a, der den Mikrocontroller 19 aktiviert, sobald die Beschleunigung in mindestens einer der Richtungen einen vorgegebenen Referenzwert übersteigt.
  • Die elektronische Steuerung umfasst gespeicherte Daten dazu, welche Sensoren 21a, 21b zum Feststellen einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 herangezogen werden können, und wie auf Basis von Messwerten dieser Sensoren 21a, 21b eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 erkannt werden kann. Diese Informationen können insbesondere in Form von Programmcode und/oder gespeicherten Daten im Mikrocontroller 19 gespeichert sein.
  • Falls nur der Beschleunigungssensor zur Beurteilung einer Inbetriebnahme nutzbar ist, können z.B. eines oder mehrere der folgenden Kriterien zum Erkennen einer Inbetriebnahme vorgegeben sein:
    • Die gemessene Beschleunigung in einer oder mehreren Richtungen übersteigt einen gespeicherten Referenzwert, der vorzugsweise unabhängig vom Referenzwert für die Aktivierung des Mikrocontrollers 19 festgelegt werden kann.
    • Während eines Messintervalls, das z.B. in der Grössenordnung von 1s bis 10s dauert, übersteigt die gemessene Beschleunigung mehrmals bzw. mindestens zwei oder drei Mal den vorgegebenen Referenzwert.
    • Die für unterschiedliche Richtungen gemessenen Beschleunigungen übersteigen den vorgegebenen Referenzwert in einer bestimmten Abfolge. Für unterschiedliche Richtungen können gleiche oder unterschiedliche Referenzwerte vorgegeben sein.
  • Die Bewegung von Hydrantenteilen bei der Inbetriebnahme des Hydranten 1 bewirkt insbesondere bei den Messwerten von Aktivierungssensoren 21a typische Muster. Solche Muster können für einen oder mehrere der Sensoren 21a, 21b allgemeinen durch zeitliche Abfolgen von Messwerten bzw. als Funktionen beschrieben werden. Dies schliesst Funktionen mit zeitlich konstanten Werten mit ein. Auch Teilmengen solcher Muster wie beispielsweise eine oder mehrere bestimmte Konstellationen von Messwerten mehrerer Sensoren 21a, 21b zu einem oder mehreren Zeitpunkten oder während eines oder mehrerer Zeitintervalle sind Muster. Zusätzlich oder anstelle von aktuellen Messwerten können auch von solchen Messwerten abgeleitete Werte wie z.B. während vorgegebener Zeitintervalle gebildete Mittelwerte, integrierte Werte oder gefilterte Werte mit entsprechenden gespeicherten Mustern verglichen werden.
  • Die Bedingungen, die für die Erkennung der Inbetriebnahme eines Hydranten 1 erfüllt sein müssen, sind in der Regel unabhängig von den Bedingungen für die Aktivierung des Mikrocontrollers 19 festgelegt.
  • Solche Bedingungen können insbesondere als Vergleichsmuster zum Vergleichen von Messwerten eines oder mehrerer Sensoren 21a, 21b in einem Speicher der elektronischen Steuerung, insbesondere des Mikrocontrollers 19 gespeichert sein. Vergleichsmuster umfassen für jeden zu berücksichtigenden Sensor 21a, 21b mindestens einen Vergleichswert, vorzugsweise mehrere Vergleichswerte, welche die jeweilige Messgrösse in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge einnehmen soll.
  • Zum Feststellen, ob eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 vorliegt, erfasst ein Prüfprogramm des Mikrocontrollers 19 nach der Aktivierung bzw. dem Wechsel vom Schlafmodus in den normalen Betriebsmodus die dafür bestimmten Messwerte eines oder mehrerer Sensoren 21a, 21b zu einem oder mehreren Zeitpunkten und wertet diese aus. Diese Messwerte oder davon abgeleitete Werte wie z.B. Mittelwerte oder integrierte Werte während bestimmten Zeitintervallen werden mit entsprechenden Vergleichswerten von Vergleichsmustern verglichen. Wenn die erfassten Werte innerhalb vorgebbarer Toleranzgrenzen von beispielsweise weniger als +/- 10% oder +/- 20% den Vergleichswerten des Vergleichsmusters entsprechen, bedeutet dies eine Inbetriebnahme des Hydranten 1, und der Mikrocontroller 19 führt dem jeweiligen Vergleichsmuster zugeordnete Verfahrensschritte aus.
  • Zur Veranschaulichung dazu ein Beispiel: Eine Sensoranordnung 21 kann z.B. einen Beschleunigungssensor und zwei unterschiedlich ausgerichtete Neigungssensoren an einer Verschlusskappe 25 umfassen. Ein Signal des Beschleunigungssensors weckt den Mikrocontroller 19. Danach wird ein Prüfprogramm gestartet.
  • Dieses überwacht die Zustände der Neigungssensoren während einer vorgegebenen Prüfdauer, die z.B. in der Grössenordnung von 1s bis 10s liegen kann. Wenn während dieser Prüfdauer zuerst die Messgrösse des ersten Neigungssensors einen ersten Vergleichswert überschreitet oder unterschreitet und danach die Messgrösse des zweiten Neigungssensors einen zweiten Vergleichswert überschreitet oder unterschreitet, wird dies als Inbetriebnahme des Hydranten 1 gewertet.
  • Alternativ könnte auch das ein- oder mehrmalige Feststellen einer Änderung der Neigungslage durch einen oder mehrere Neigungssensoren als Inbetriebnahme gewertet werden.
  • Die Vergleichswerte für Änderungen der Neigungslage können z.B. relativ zu einer Referenzlage definiert werden, die der Schliesslage der Verschlusskappe 25 entspricht. Alternativ könnten Vergleichswerte für einen oder mehrere Neigungssensoren für eine Offenstellung der Verschlusskappe 25 vorgegeben sein, wobei die Verschlusskappe 25 an einem flexiblen Sicherungselement 42 hängt.
  • Alternativ oder zusätzlich zu Neigungssensoren kann eine Inbetriebnahme des Hydranten 1 auch durch eine Überwachung der Signale des Beschleunigungssensors festgestellt werden. Insbesondere kann ein typischer Verlauf der Messgrösse des Beschleunigungssensors beim Öffnen der Verschlusskappe 25 als Musterfunktion, z.B. als Abfolge von Vergleichswerten gespeichert sein. Positive und negative Werte entsprechen Beschleunigungen in entgegengesetzten Richtungen.
  • Vorzugsweise können Vergleichs- oder Referenzwerte z.B. bei der Installation eines Hydrantengeräts 2 oder zu einem späteren Zeitpunkt vorgegeben oder geändert werden. So können beispielsweise Referenzwerte für Neigungssensoren anhand von Messwerten dieser Neigungssensoren bei der erstmaligen Installation bei einem bestimmten Hydranten 1 ermittelt und gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass die gespeicherten Werte optimal an die jeweilige Anordnung des Hydranten 1 und des Hydrantengeräts 2 angepasst sind. Das Hydrantengerät 2 umfasst für diesen Zweck einen Initialisierungsmodus. Der Wechsel in den Initialisierungsmodus kann z.B. durch einen Reset-Schalter am Hydrantengerät 2 veranlasst werden.
  • Anhand von gespeicherten Vergleichs- bzw. Referenzmustern, wie sie z.B. beim Öffnen einer Verschlusskappe 25 bewirkt werden, können tatsächliche Inbetriebnahmen des Hydranten 1 unterschieden werden von anderen Ereignissen wie beispielsweise Erschütterungen durch Erdbeben oder Manipulationen, bei denen eine Verschlusskappe 25 zwar bewegt, jedoch nicht vollständig geöffnet wird. Dies ermöglicht eine genauere Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen des Hydranten 1.
  • Aufgrund der zuverlässigen Erkennung tatsächlicher Inbetriebnahmen eines Hydranten 1 kann insbesondere das Senden von unnötigen oder nicht korrekten Nachrichten nach einer Aktivierung des Mikrocontrollers 19 verhindert werden. Dies bewirkt eine Verbesserung der Qualität von übermittelten Daten und verhindert unnötigen Energieverbrauch.
  • Optional kann die elektronische Steuerung gespeicherte Vergleichsmuster für mehrere unterschiedliche Ereignisse umfassen. So kann die Sensoranordnung 21 beispielsweise einen Reedschalter als Aktivierungssensor 21a umfassen. Vor der Durchführung von Wartungsarbeiten kann eine Person den Zustand dieses Reedschalters mittels eines externen Magneten berührungslos verändern. Bei der anschliessenden Überprüfung erkennt der Mikrocontroller 19 das Schliessen oder Öffnen des Reedkontaktes als Ursache der Aktivierung. Dies kann optional durch einen akustischen oder optischen Signalgeber bestätigt werden. Das Hydrantengerät 2 hat nun z.B. während einer maximalen Dauer von beispielsweise 20 Minuten oder bis zum nächsten Betätigen des Reedschalters einen Wartungsstatus, in dem das Senden von Nachrichten betreffend Inbetriebnahme verhindert wird. In der Folge kann z.B. die Verschlusskappe 25 geöffnet werden, um Wartungsarbeiten durchzuführen.
  • Alternativ oder zusätzlich zum Beschleunigungssensor kann z.B. ein Neigungssensor als Aktivierungssensor 21a zum Wecken des Mikrocontrollers 19 und/oder zum Feststellen einer Inbetriebnahme des Hydranten 1 verwendet werden. Der Neigungssensor ist dazu ausgebildet, mindestens einen Lagewinkel des Hydrantengeräts 2 relativ zur Richtung der Gravitationskraft der Erde zu erfassen. Neigungssensoren können insbesondere Kraft- oder Beschleunigungssensoren umfassen, die in zwei oder drei orthogonalen Richtungen Komponenten der Gravitationskraft der Erde auf einen Massekörper erfassen.
  • Der Mikrocontroller 19 kann auch durch einen internen Timer aus dem Schlafmodus geweckt werden, um vorgegebene Aktionen durchzuführen. Eine solche Aktion ist beispielsweise das Speichern und/oder Weiterverarbeiten eines oder mehrerer Messwerte von Sensoren 21a, 21b. Der Mikrocontroller 19 führt gegebenenfalls die zugehörigen Prozessschritte aus.
  • Falls mindestens ein Verfahrensschritt das Senden einer Nachricht ist, kann dafür entsprechend der Dringlichkeit einer solchen Nachricht eine Verzögerungszeit bis zum Senden der Nachricht festgelegt sein. Die Verzögerungszeit kann ein beliebiger Wert zwischen Null und mehreren Wochen sein, beispielsweise eine oder mehrere Stunden, Tage oder Wochen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass dringliche Nachrichten möglichst verzögerungsfrei übermittelt werden. Daten, die nicht zeitkritisch sind, können beispielsweise zusammen mit weiteren Daten zu einem späteren Zeitpunkt übermittelt werden. Dadurch kann insbesondere ein unnötig häufiges Ein- und Ausschalten des Funksenders 3b vermieden werden. Im Energiespeicher 4 gespeicherte Energie wird auf diese Weise effizient genutzt.
  • Zum Übermitteln von Daten aktiviert der Mikrocontroller 19 den Funksender 3a und sendet eine Nachricht mit den entsprechenden Daten. Solche Nachrichten umfassen jeweils den eindeutigen Identifikationscode des jeweiligen Hydrantengeräts 2. Vorzugsweise wird jeweils zusätzlich eine Statusinformation gesendet, die angibt, welche Art von Daten übermittelt werden. Ein Typ von Nachrichten sind Statusnachrichten, die dem Applikationsserver 13 das fehlerfreie Funktionieren des jeweiligen Hydrantengeräts 2 anzeigen und/oder den Ladezustand des Energiespeichers 4 und/oder eine Zeitangabe, die angibt, wann die nächste Statusnachricht voraussichtlich gesendet wird.
  • Falls Hydrantengeräte 2 eine Kommunikationsvorrichtung 3 mit einem zusätzlichen Empfänger 3b für die bidirektionale Kommunikation mit Gateways 5 umfassen, kann der Empfang von Nachrichten auf bestimmte Zeitfenster begrenzt werden. Ausserhalb dieser Zeitfenster können Empfänger 3b ausgeschaltet werden, sodass der Energieverbrauch der Empfänger 3b minimal ist. Vorzugsweise sind solche Empfangszeitfenster unmittelbar anschliessend oder mit einer definierten zeitlichen Verzögerung nach dem Senden von Daten durch das jeweilige Hydrantengerät 2 vorgesehen. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Sendezyklen können auch mehrere Empfangszeitfenster definiert werden.
  • Der Kommunikationsserver 11 übermittelt Daten, die für einzelne, mehrere oder alle Hydrantengeräte 2 bestimmt sind, an die entsprechenden Gateways 5. Dort werden diese Daten in Zwischenspeichern hinterlegt. Nach der Übermittlung einer Nachricht von einem Hydrantengerät 2 an ein Gateway 5 übermittelt das Gateway 5 die zugehörigen zwischengespeicherten Daten in einem oder mehreren dafür vorgesehenen Zeitfenstern an das jeweilige Hydrantengerät 2.
  • Die Möglichkeit zum Übermitteln von Daten an ein Hydrantengerät 2 (upload) kann z.B. für einen oder mehrere der folgenden Zwecke genutzt werden:
    Übermitteln von Programmcode (Firmware) und/oder Daten für die Konfiguration der Hydrantengeräte 2. Nachfolgend sind einige Beispiele solcher Daten aufgeführt:
    • Synchronisationszeiten für Timer und Uhren,
    • Vorgabezeiten oder Zeitintervalle zum Erfassen von Messdaten durch einen oder mehrere der Sensoren 21a, 21b,
    • Vorgabezeiten zum Senden von Daten an die Gateways 5,
    • Referenzwerte oder Vergleichswerte, insbesondere für Messwerte eines oder mehrerer Sensoren 21a, 21b usw.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen die Aussenseite und die Innenseite einer beispielhaften Verschlusskappe 25, die zum Verschliessen normierter Storz-Abgangskupplungen von Hydranten 1 geeignet ist und ein Hydrantengerät 2 umfasst. Figur 6 zeigt einen Querschnitt dieser Verschlusskappe 25 und Figur 7 eine Explosionsdarstellung, wobei die Teile der Verschlusskappe 25 verteilt entlang einer Deckelachse A angeordnet sind.
  • Die Verschlusskappe 25 umfasst eine Schliessplatte 27 mit Riegeln 29 eines Storz-Bajonettverschlusses. Bei alternativen Ausführungsformen könnte die Schliessplatte 27 auch andere Verbindungselemente wie z.B. ein Innen- oder Aussengewinde umfassen (nicht dargestellt). Vorzugsweise ist die Schliessplatte 27 aus einer Aluminiumlegierung wie AlMgSi1 gefertigt. Eine zentral bei der Deckelachse A angeordnete vierkantige Ausnehmung 31 ermöglicht das verdrehsichere Einschieben eines Bolzens 33, der einen Endbereich mit einem passenden vierkantigen Abschnitt umfasst. Der Bolzen 33 umfasst eine vorzugsweise durchgehende axiale Bohrung 34 mit einem Innengewinde 35. Bolzen 33 und Ausnehmung 31 könnten alternativ auch andere 3- oder mehrkantige Profile aufweisen. Zwischen den Endbereichen umfasst der Bolzen 33 einen radial vorstehenden runden Kragen 37. Dieser Kragen 37 dient als Anschlag zum Befestigen eines torusartigen Gehäuses an der Schliessplatte 27. Das Gehäuse umfasst eine ringförmige Gehäusebasis 41 und eine gewölbte ringförmige Gehäusehaube 43, die vorzugsweise in Kombination mit einer inneren Ringdichtung 45 und einer äusseren Ringdichtung 47 wasserdicht miteinander verbindbar sind. Die Verbindung kann z.B. mittels drei Schrauben 49a erfolgen, die in Bohrungen an der Gehäusebasis 41 eingeführt und an entsprechenden Halteelementen mit Innengewinden an der Innenseite der Gehäusehaube 43 festgeschraubt werden. Vorzugsweise umfassen die Bohrungen eingangsseitig erweiterte Innendurchmesser zum Aufnehmen der Schraubenköpfe. Dies erleichtert die Befestigung des Gehäuses an der Schliessplatte 27. Die Zwischenräume zwischen den Bohrungen und den Schrauben 49a sind vorzugsweise mit Dichtringen 46 abgedichtet. Die Gehäusehaube 43 umfasst angrenzend an eine innenliegende Öffnung bei der Deckelachse A einen vertieft angeordneten ringförmigen Absatz 44. Das Gehäuse und die Schliessplatte 27 werden miteinander verbunden, indem sie beim Eindrehen einer Schraube 49b in das Innengewinde 35 des Bolzens 33 zwischen einer schraubenseitigen Ringscheibe 51 und dem Kragen 37 des Bolzens 33 in einer definierten axialen Lage gehalten werden. Die Schraube 49b kann eine durchgehende Axialbohrung 48 aufweisen (Figur 6). Die Verschlusskappe 25 hat somit auch dann eine durchgehende Ausnehmung, welche die Innenseite und die Aussenseite miteinander verbindet, wenn die Schraube 49b in den Bolzen 33 eingeschraubt ist. Falls an der Innenseite der Verschlusskappe 25 Wasser unter Druck steht, spritzt dieses durch die Ausnehmung nach aussen. Dies ist ein Zeichen dafür, dass ein Ventil in der Zuleitung zur Abgangskupplung des Hydranten 1 nicht korrekt geschlossen ist. Das Gehäuse selbst ist abgeschirmt von Bereichen des Hydranten 1, in denen Wasser unter Druck stehen kann. Das Gehäuseinnere ist deshalb gut geschützt vor eindringendem Wasser. Zwischen der Ringscheibe 51 und der Innenseite der Schliessplatte 27 sind in einer Ringnut der Schliessplatte 27 ein Gleitring 53 und daran angrenzend, an einem zylindrischen Endabschnitt 36 des Bolzens 33 eine Kunststoffscheibe 55 mit einer Zentralbohrung 57 mit geringem Spiel gelagert. Der Innendurchmesser der Zentralbohrung 57 entspricht im Wesentlichen dem Aussendurchmesser des zylindrischen Endabschnitts 36 des Bolzens 33. Vorzugsweise ist die Stirnseite dieses zylindrischen Endabschnitts 36 bündig zur an die Zentralbohrung 57 angrenzenden Fläche der Kunststoffscheibe 55 angeordnet oder überragt diese axial geringfügig um einen Überstand von beispielsweise weniger als 0.2 mm. Die Einheit aus Bolzen 33, Schliessplatte 27, Ringscheibe 51 und Schraube 49b kann relativ zur Kunststoffscheibe 55 und relativ zum Gehäuse gedreht werden. In Richtung der Deckelachse A haben diese Teile jedoch nahezu keinen Bewegungsspielraum.
  • Ein flexibles Sicherungselement 42 wie z.B. ein Seil oder eine Kette ist vorzugsweise im Bereich des äusseren Randes der Gehäusehaube 43 mit der Verschlusskappe 25 verbunden. Wenn eine Verschlusskappe 25 an einer Abgangskupplung eines Hydranten 1 angeordnet ist, wird jeweils ein Ende dieses Sicherungselements 42 z.B. an einer Öse 40 des Hydranten 1 verliersicher befestigt.
  • Beim Öffnen einer an der Abgangskupplung eines Hydranten 1 angeordneten Verschlusskappe 25 wird die Verbindung der Schliessplatte 27 mit der Abgangskupplung durch Drehen des Bolzens 33 und der damit verbundenen Schliessplatte 27 gelöst. Das Gehäuse kann aufgrund von Reibungskräften soweit mitgedreht werden, wie dies der Bewegungsspielraum des jeweiligen Sicherungselements 42 zulässt. Die Länge des Sicherungselements 42 beschränkt den Schwenkbereich, in dem das Gehäuse um die Deckelachse A gedreht werden kann. Sobald die Verschlusskappe 25 von der Abgangskupplung getrennt ist, bleibt sie durch das Sicherungselement 42 unverlierbar gesichert am Hydranten 1 hängen. Nach der Benutzung des Hydranten 1 wird die Verschlusskappe 25 wieder mit der Abgangskupplung verbunden.
  • Nebst den elektronischen Elementen kann auch das Gehäuse ein Bestandteil des Hydrantengeräts 2 sein. Das Gehäuse mit der eingebauten Elektronik bzw. das Hydrantengerät 2 kann als Einheit vorgefertigt werden. Herkömmliche Verschlusskappen 25 können einfach durch Verschlusskappen 25 mit Hydrantengeräten 2 ersetzt werden.
  • Die elektronischen Elemente des Hydrantengeräts 2 sind innerhalb des Gehäuses angeordnet z.B. auf einer vorzugsweise ringförmigen Platine 20 mit Bohrungen für die Schrauben 49a. Im Innern des Gehäuses, z.B. auf der Platine 20, kann auch mindestens eine Antenne der Kommunikationsvorrichtung 3 angeordnet sein. Dies ist möglich, da zumindest die Gehäusehaube 43 aus einem Kunststoff gefertigt ist der von elektromagnetischer Strahlung leicht durchdringbar ist, z.B. aus schlagzähem Polyamid. Im Weiteren kann die Elektronik z.B. einen akustischen und/oder einen optischen Signalgeber umfassen, insbesondere einen piezoelektrischen Wandler und/oder eine Leuchtdiode. Diese können z.B. zum Bestätigen oder Signalisieren bestimmter Betriebszustände bei Wartungsarbeiten oder sonstigen Manipulationen am Hydranten 1 genutzt werden. Die Gehäusehaube 43 kann einen lichtdurchlässigen Abschnitt umfassen oder aus einem lichtdurchlässigen Material gefertigt sein, sodass Licht von optischen Signalgebern auf der Platine 20 von aussen her sichtbar ist. Bei solchen Ausführungsformen mit lichtdurchlässigen Gehäusehauben 43 können optional auch photovoltaische Zellen im Gehäuse angeordnet werden. Diese wandeln Umgebungslicht in elektrische Energie zum Speichern im Energiespeicher 4.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Überwachen eines Hydranten (1), umfassend ein bei diesem Hydranten (1) anordnenbares Hydrantengerät (2) mit einer elektronischen Steuerung, die Folgendes umfasst:
    a) einen Energiespeicher (4),
    b) einen Mikrocontroller (19), der in einem Schlafmodus mit minimalem Energieverbrauch betreibbar ist, bei dem im Wesentlichen nur der Zustand eines Interrupt-Eingangs überwacht wird, und der durch ein Signal an diesem Interrupt-Eingang in einen normalen Betriebsmodus versetzt wird, in dem über das reine Überwachen des Interrupt-Eingangs hinausgehende Prozesse bzw. Programme ausführbar sind,
    c) eine Sensoranordnung (21) mit mindestens einem Aktivierungssensor (21a), der so an einem bewegbaren Teil des Hydranten (1) anordnenbar ist, dass sein Zustand durch die Bewegung dieses Hydrantenteils bei der Inbetriebnahme des Hydranten (1) verändert wird, und
    d) eine Kommunikationsvorrichtung (3), wobei der Aktivierungssensor (21a) mit dem Interrupt-Eingang des Mikrocontrollers (19) verbunden ist, sodass der Mikrocontroller (19) durch ein Signal des Aktivierungssensors (21a) aus dem Schlafmodus in den normalen Betriebsmodus versetzt wird, und dass die elektronische Steuerung mindestens ein gespeichertes Vergleichsmuster zum Vergleich von Messwerten des Aktivierungssensors (21a) und weiterer Sensoren (21a, 21b) der Sensoranordnung (21) zwecks Erkennung einer Inbetriebnahme des Hydranten (1) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Vergleichsmuster Werte oder Werteabfolgen umfasst, die jenen des oder der Sensoren entsprechen, die bei der Bewegung des Hydrantenteils bei einer Inbetriebnahme des Hydranten (1) entstehen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vergleichsmuster zum Vergleich von Messwerten des Aktivierungssensors (21a) und der weiteren Sensoren (21a, 21b) je mindestens einen Vergleichswert umfasst.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktivierungssensor (21a) ein Beschleunigungssensor oder ein Neigungssensor ist oder ein Schalter mit einem elektrischen Kontakt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung ein oder mehrere vom Mikrocontroller (19) steuerbare elektronische Schaltelemente zum bedarfsgerechten Ein- und Ausschalten der Energiezufuhr zu Teilen der elektronischen Steuerung umfasst, die nur zeitweise benötigt werden.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsvorrichtung (3) einen Funksender (3a) oder einen Funksender (3a) und einen Funkempfänger (3b) umfasst, die zur unidirektionalen oder bidirektionalen Kommunikation mit Gateways (5) eines Niedrigenergie-Funknetzwerks (LPWAN) und/oder eines GSM-Mobilfunknetzes ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung des Hydrantengeräts (2) in einem Gehäuse aus Kunststoff angeordnet ist, das an einer Schliessplatte (27) einer Verschlusskappe (25) für eine Abgangskupplung des Hydranten (1) befestigbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuerung einschliesslich einer Antenne auf einer ringförmigen Platine (20) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse torusartig mit einer innenliegenden Öffnung ausgebildet ist, und dass dieses Gehäuse angrenzend an die Aussenseite der Schliessplatte (27) mit dieser Schliessplatte (27) verbindbar ist.
  9. Verfahren zum Überwachen eines Hydranten (1) mit einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (19) beim Bewegen eines Hydrantenteils durch ein Signal des Aktivierungssensors (21a) geweckt wird und anschliessend prüft, ob vom Aktivierungssensor und von einem oder mehreren weiteren Sensoren (21a, 21b) der Sensoranordnung (21) erfasste Messgrössen unter Berücksichtigung von Toleranzgrenzen mit dem mindestens einen gespeicherten Vergleichsmuster übereinstimmen, wobei dieses Vergleichsmuster Werte oder Werteabfolgen umfasst, die jenen des oder der Sensoren entsprechen, die bei der Bewegung des Hydrantenteils bei einer Inbetriebnahme des Hydranten (1) entstehen, und bei ausreichender Übereinstimmung das Senden einer Nachricht mit der Kommunikationsvorrichtung (3) veranlasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrocontroller (19) Teile der Steuerung ausschaltet, wenn diese nicht benötigt werden und/oder das Senden von Nachrichten verzögert.
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