WO2009087204A1 - Elektronische längenmessvorrichtung für ein kabel und verfahren zur positionsbestimmung eines ersten endes eines kabels - Google Patents

Elektronische längenmessvorrichtung für ein kabel und verfahren zur positionsbestimmung eines ersten endes eines kabels Download PDF

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WO2009087204A1
WO2009087204A1 PCT/EP2009/050192 EP2009050192W WO2009087204A1 WO 2009087204 A1 WO2009087204 A1 WO 2009087204A1 EP 2009050192 W EP2009050192 W EP 2009050192W WO 2009087204 A1 WO2009087204 A1 WO 2009087204A1
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cable
coil
measuring device
length measuring
determining
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PCT/EP2009/050192
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Inventor
Manfred Baral
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Ipek Spezial-Tv Gesmbh & Co. Kg
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/04—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving
    • G01B7/042—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness specially adapted for measuring length or width of objects while moving for measuring length
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2013—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils by a movable ferromagnetic element, e.g. a core

Definitions

  • the invention relates to an electronic length measuring device for a cable and a method for position determination of a cable.
  • pipe inspection systems For locating a defective location in a piping system or for inspecting pipes to check their condition, pipe inspection systems are known in the art in which a cable end is provided with a camera system which is guided into a pipe via the cable. The camera head takes up the interior of the tube and transmits the image data to a display unit. Thus, a tube can be viewed from the inside and a damaged spot can be located. Other cavities such as channels, shafts, chimneys can also be inspected by means of such systems.
  • a difficulty exists in the known pipe inspection systems, however, that the defective location can indeed be detected by means of image transmission, so that their exact position within the piping system but not yet determined. Thus, positional data must be measured in other ways, with the distance of the cable end from the point of insertion of the cable into the piping system being an essential quantity.
  • the unwound cable length is detected by a measuring wheel with pulse generator. Due to the mechanical structure, however, this construction is particularly susceptible to dirt and mechanical wear. Also, the measurement data obtained by such a system is not accurate enough to determine an exact position of the camera head provided at the end of the cable within a piping system.
  • an electronic length measuring device for a cable, which is connected to a first End is provided with an image pickup device, wherein the cable with the first end is insertable into a cavity, and wherein the cable has a cable core and a cable sheath, which surrounds the cable core.
  • the electronic length measuring device has at least one first coil, through which the cable is passed.
  • the cable preferably the cable sheath, has at defined equal intervals sections which are provided with ferromagnetic particles.
  • the ferromagnetic particles When the cable is passed through the current-carrying first coil, the ferromagnetic particles, which are provided in spaced apart sections in the cable sheath, change the magnetic field of the coil.
  • the number of magnetic field changes is measured by means suitable for this purpose. Since the portions of the cable comprising the ferromagnetic particles are always equidistant from each other, the number of changes in the magnetic field and the known distance between the ferromagnetic particles can reduce the path length traveled by the cable in a cavity, in particular in a tube, to be determined exactly. For a sufficiently accurate position determination of the cable end and thus the attached camera system is possible.
  • the cable has a second end which is fixed to a reel or wound thereon.
  • the cable is sufficiently rigid and designed as a push cable to be slidable into a pipe.
  • a second coil is provided at a distance from the first coil, wherein the cable is passed through both coils.
  • the second coil allows the determination of the direction in which the cable moves.
  • the magnetic field changes caused by the ferromagnetic portions in the cable sheath are detected.
  • the direction of movement of the cable through the two coils results in a simple manner from which magnetic field change is detected first, that of the first coil or that of the second coil.
  • the ferromagnetic particles are integrated into the material of the cable sheath.
  • a simple production can be realized and a possible displacement of the position of the ferromagnetic portions is effectively prevented.
  • the ferromagnetic particles form annular sections in the cable sheath to effect the magnetic field change of the first and second coils while passing therethrough.
  • the length measurement of the path the cable travels in a cavity or in a pipe on the basis of a measurement of the magnetic flux density or field strength of the first and the second coil, in particular on the basis of the measurement of the number of magnetic field changes of the first and the second coil.
  • the image pickup device is powered by the cable.
  • the image pickup device is a camera, in particular a video camera. It is possible to use CCDs or CMOS sensors as well as cameras that only provide black and white images, color cameras or infrared cameras.
  • the camera head which is provided at the first end of the cable, is preferably replaceable.
  • the image data captured by the camera head are preferably forwarded via the cable to an image processing unit and a display unit which displays on a display an image of the recorded image data.
  • another preferred embodiment has a device for determining a zero point.
  • This can be provided for example on the reel, so that a user can set the zero point here. The user can therefore determine from which position he would like to start measuring the cable length. This is particularly useful if the reel with the cable wound thereon is not located directly in front of the opening into which the cable is to be inserted, but z. B. located away from the opening.
  • a location transmitter for determining the Position of the head of the image pickup device is provided at the first end of the cable. This allows an even greater reliability of the measurement result.
  • a guide means is provided at the first end of the cable.
  • the subject of the invention is also the cable for use with a described electronic length measuring device, wherein the cable has at defined equal intervals sections which are provided with ferromagnetic particles.
  • a method for determining the position of a first end of a cable, which is provided with an image pickup device, and which is guided into a cavity, wherein the cable has a cable sheath, which at defined equal intervals has sections which are provided with ferromagnetic particles , And wherein the cable is guided by a first current-carrying coil in a cavity, wherein the ferromagnetic see particles in the cable sheath at each section, which passes through the current-carrying coil cause a magnetic field change of the first coil, and wherein for determining the position of the first end of the cable the number of magnetic field changes is measured.
  • the method for determining the position comprises a step for determining a zero point, wherein before the insertion of the cable into a cavity, the zero point at the insertion opening for the cable is determined in the cavity.
  • the position is determined from the measured number of magnetic field changes and from the distance between two sections with ferromagnetic particles.
  • a location transmitter is particularly preferably used.
  • the cable passes through a second current-carrying coil, which is arranged at a distance from the first current-carrying coil, wherein the ferromagnetic particles in the cable sheath at each section, which passes through the second current-carrying coil, cause a magnetic field change of the second coil, and wherein the direction of movement of the first end of the cable is determined from whether the magnetic field change of the first coil or the second coil is detected first.
  • FIG. 1 shows a side view of the electronic length measuring device for a cable according to an embodiment of the invention.
  • Fig. 1 shows a side view of an electronic length measuring device 1 according to an embodiment of the invention.
  • the length measuring device 1 comprises a cable 2, which has a plurality of sections 3, which are provided with ferromagnetic particles.
  • the ferromagnetic particles are integrated into the material of the cable sheath 4.
  • the sections 3 with ferromagnetic particles are ring-shaped and arranged at equal distances from each other.
  • the cable 2 further comprises a cable core (not shown), which is surrounded by the cable sheath 4.
  • the cable has a first end 5 and a second end (not shown).
  • the second end is wound onto a reel (not shown).
  • the first end 5 is provided with an image pickup device 6, which in this case is a video camera.
  • the camera head 7 at the first end 5 of the cable 2 picks up images of the inside of a tube, into which the cable 2 is inserted, and passes the image data to an image processing unit or to an image display unit, e.g. B. with a TFT display (not shown) on. On the image display unit, a user can view the images taken inside the tube and thereby identify a defective location.
  • the cable 2 is passed through a first current-carrying coil 8 and a downstream in the feed direction of the cable behind the second current-carrying coil 9.
  • Coil 8 and the second coil 9 are connected to a measuring unit 10, which detects respective magnetic field changes of the two coils 8, 9 during passage of the cable, in particular when passing the ferromagnetic particles provided with portions 3 of the cable 2 through the respective coils 8, 9 and for evaluation to a controller 11 forwards.
  • the sections 3 with ferromagnetic particles each cause a change in the magnetic field when passing through the current-carrying first and second coils 8, 9.
  • the number of magnetic field changes is detected and counted. Since the ferromagnetic particle portions 3 are always arranged at equal intervals of known length to each other, each counted pulse caused by a magnetic field change corresponds to a travel of the cable 2 in the tube by this known length. The conversion of the counted pulses is explained below using an example.
  • sections 3 with ferromagnetic particles are each provided at intervals of 5 cm in the cable sheath 4, it can be deduced from four detected pulses that the cable 2 has moved 15 cm in the tube or 15 cm from the tube Reel was handled.
  • each ferromagnetic particle section 3 first passes through the front first coil 8 and then the second coil 9 located behind it. Thus, when a pulse from the first coil 8 is first recorded, then it can be deduced therefrom. that the cable 2 moves forward in the tube. In the opposite case, so if the cable 2 is withdrawn from the tube, then each section 3 will pass with ferromagnetic particles first, the second current-carrying coil 9 and there trigger the pulse first, which means that the cable opposite, that moves backwards.
  • a control part of the reel has a device for defining a Zero point up.
  • a user can thus determine from which position he would like to start the measurement of the cable length. For example, in the case where the reel in a vehicle - that is removed from the pipe opening - is mounted, the user must first remove a piece of cable 2 before the first end 5 of the cable 2, which has the camera head 7, in the examining pipe is introduced. The user accordingly removes the cable 2, positions the camera head 7 at the pipe start or at the opening, and sets a meter counter of the device to zero, thereby defining the starting point of the measurement at the opening.
  • a localization transmitter is additionally installed in the camera head 7, which forwards signals to a corresponding receiver, by means of which the position of the camera head 7 can locate.

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes eines Kabels, welches mit einer Bildaufnahmevorrichtung (6) versehen ist, und welches in einen Hohlraum hineingeführt wird, wobei das Kabel (2) einen Kabelmantel (4) aufweist, welcher in definierten gleichen Abständen Abschnitte (3) aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind, und wobei das Kabel (2) durch eine erste stromdurchflossene Spule (8) in einen Hohlraum hineingeführt wird, wobei die ferromagnetischen Partikel in dem Kabelmantel (4) an jedem Abschnitt (3), welcher die erste stromdurchflossene Spule (8) passiert, eine Magnetfeldänderung der ersten Spule (8) bewirkt, und wobei zur Positionsbestimmung des ersten Endes (5) des Kabels (2) die Anzahl der Magnetfeldänderungen gemessen wird. Die Anmeldung betrifft ausserdem das mit ferromagnetischen Partikeln versehene Kabel sowie eine Messvorrichtung, welche bei diesem Kabel mit Hilfe der Spule (8), einer zweiten Spule (9), sowie einer Messeinheit (10) und eines Controllers (11) die Kabellänge bestimmen kann.

Description

Elektronische Längenmessvorrichtung für ein Kabel und Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes eines Kabels
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Längenmessvorrichtung für ein Kabel und ein Verfahren zur Positionsbe- Stimmung eines Kabels.
Wenn Schäden an einem Rohrleitungssystem auftreten, ist es notwendig die defekte Stelle, wie beispielsweise ein Leck oder eine Verstopfung, in einem Rohr genau zu orten, um den Schaden dann beheben zu können. Da Rohrleitungssysteme meist in Wänden oder unterirdisch verlegt sind, ist es jedoch schwierig, die defekte Stelle zu orten bzw. ihre Position genau zu bestimmen.
Zur Lokalisierung einer schadhafte Stelle in einem Rohrleitungssystem oder auch zur Inspektion von Rohren, um deren Zustand zu überprüfen, sind im Stand der Technik Rohrinspektionssysteme bekannt, bei welchen ein Kabelende mit einem Kamerasystem versehen ist, welcher über das Kabel in ein Rohr hineingeführt wird. Der Kamerakopf nimmt den Innenraum des Rohres auf und überträgt die Bilddaten an eine Anzeigeeinheit. Somit kann ein Rohr von innen betrachtet werden und eine schadhafte Stelle ausfindig gemacht werden. Auch andere Hohlräume wie Kanäle, Schäch- te, Schornsteine können mittels derartiger Systeme inspiziert werden. Eine Schwierigkeit besteht bei den bekannten Rohrinspektionssystemen jedoch darin, dass die schadhafte Stelle zwar mittels der Bildübertragung erkannt werden kann, damit ihre genaue Position innerhalb des Rohrleitungssystems dabei aber noch nicht bestimmt wird. Somit müssen Positionsdaten auf andere Weise gemessen werden, wobei der Abstand des Kabelendes vom Ort der Einführung des Kabels in das Rohrsystem eine wesentliche Größe darstellt.
Beispielsweise wird im Stand der Technik zur Längenmessung des innerhalb des Rohres zurückgelegten Weges der Kamera die abgewickelte Kabellänge über ein Messrad mit Impulsgeber erfasst. Bedingt durch den mechanischen Aufbau ist diese Konstruktion jedoch anfällig insbesondere gegenüber Schmutz und mechanischem Verschleiß. Auch sind die mittels eines derartigen Systems gewonnenen Messdaten nicht genau genug, um eine exakte Position des an dem Ende des Kabels vorgesehenen Kamerakopfes innerhalb eines Rohrleitungssystems zu bestimmen.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Längenmessvorrichtung für ein Kabel zu schaffen, welche eine exakte Positionsbestimmung eines mit einer Bildaufnahmevorrichtung ausgestatteten Kabelendes innerhalb eines Hohlraumes auf einfache Art und Weise ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Längenmessvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes eines Kabels mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen definiert.
Erfindungsgemäß wird eine elektronische Längenmessvorrich- tung für ein Kabel vorgesehen, welches an einem ersten Ende mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen ist, wobei das Kabel mit dem ersten Ende in einen Hohlraum einführbar ist, und wobei das Kabel einen Kabelkern und einen Kabelmantel aufweist, welcher den Kabelkern umhüllt. Die elekt- ronische Längemessvorrichtung weist zumindest eine erste Spule auf, durch die das Kabel hindurchgeführt wird. Das Kabel, vorzugsweise der Kabelmantel, weist in definierten gleichen Abständen Abschnitte auf, die mit ferromagneti- schen Partikeln versehen sind. Durch die erfindungsgemäße Konfiguration wird eine einfache und sehr genaue Messung der zurückgelegten Weglänge des ersten Endes des Kabels in einem Hohlraum ermöglicht.
Wenn das Kabel durch die stromdurchflossene erste Spule geführt wird, verändern die ferromagnetischen Partikel, welche in voneinander beabstandeten Abschnitten in dem Kabelmantel vorgesehen sind, das Magnetfeld der Spule. Die Anzahl der Magnetfeldänderungen wird mittels einer dafür geeigneten Einrichtung gemessen. Da die Abschnitte des Kabels, welche die ferromagnetischen Partikel aufweisen, immer in einem gleichen Abstand voneinander vorgesehen sind, kann aus der Anzahl der Magnetfeldänderungen und dem bekannten Abstand zwischen den Abschnitten mit ferromage- tischen Partikeln die von dem Kabel zurückgelegte Weglänge in einem Hohlraum, insbesondere in einem Rohr, exakt ermittelt werden. Damit ist eine ausreichend genaue Positionsbestimmung des Kabelendes und damit des daran befestigten Kamerasystems möglich.
Vorzugsweise weist das Kabel ein zweites Ende auf, welches an einer Haspel fixiert bzw. darauf aufgewickelt ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kabel ausreichend steif und als Schiebekabel ausgebil- det, um in ein Rohr hinein schiebbar zu sein. Somit müssen keine weiteren Hilfsvorrichtungen, die das Kabel in dem Rohr vorwärts bewegen, wie beispielsweise kleine Räder oder dergleichen, vorgesehen werden und eine einfache Konstruktion und somit auch kostengünstige Herstellung kann gewährleistet werden.
Weiterhin ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine zweite Spule in einem Abstand von der ersten Spule vorgesehen, wobei das Kabel durch beide Spulen hindurchgeführt wird. Die zweite Spule ermöglicht die Bestimmung der Richtung, in welche sich das Kabel bewegt. An sowohl der ersten Spule als auch an der zweiten Spule werden die durch die ferromagnetischen Abschnitte in dem Kabelmantel verursachten Magnetfeldänderungen detek- tiert. Die Bewegungsrichtung des Kabels durch die beiden Spulen hindurch ergibt sich auf einfache Art und Weise daraus, welche Magnetfeldänderung zuerst detektiert wird, die der ersten Spule oder die der zweiten Spule.
In einer weiteren Ausführungsform sind die ferromagnetischen Partikel in das Material des Kabelmantels integriert. Bei der Integration der Partikel in das Material des Kabelmantels kann eine einfache Herstellung realisiert werden und eine eventuelle Verschiebung der Position der ferromagnetischen Abschnitte wird wirksam verhindert.
Somit kann dauerhaft eine genaue Längenmessung bzw. Positionsbestimmung erreicht werden.
Es ist auch günstig, wenn die ferromagnetischen Partikel ringförmige Abschnitte in dem Kabelmantel bilden, um die Magnetfeldänderung der ersten und zweiten Spule während des Passierens dadurch hindurch zu bewirken.
Vorzugsweise findet die Längenmessung des Weges, welchen das Kabel in einem Hohlraum oder in einem Rohr zurücklegt, auf der Basis einer Messung der magnetischen Flussdichte oder Feldstärke der ersten und der zweiten Spule statt, insbesondere auf der Basis der Messung der Anzahl von Magnetfeldänderungen der ersten und der zweiten Spule.
Weiterhin wird die Bildaufnahmevorrichtung durch das Kabel mit Strom versorgt.
Vorzugsweise ist die Bildaufnahmevorrichtung eine Kamera, insbesondere eine Videokamera. Es können CCDs oder CMOS- Sensoren eingesetzt werden sowie Kameras, die lediglich schwarzweiß Bilder vorsehen, Farbbildkameras oder Infrarotkameras. Der Kamerakopf, der an dem ersten Ende des Kabels vorgesehen ist, ist vorzugsweise auswechselbar.
Die durch den Kamerakopf aufgenommenen Bilddaten werden vorzugsweise über das Kabel an eine Bildverarbeitungseinheit und eine Anzeigeeinheit weitergeleitet, welche auf einem Display eine Abbildung der aufgenommenen Bilddaten anzeigt.
Um eine ganz besonders exakte Messung zu ermöglichen, weist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eine Einrichtung zur Festlegung eines Nullpunkts auf. Diese kann beispielsweise an der Haspel vorgesehen sein, so dass ein Benutzer den Nullpunkt hier einstellen kann. Der Benutzer kann daher selbst bestimmen, ab welcher Position er die Messung der Kabellänge starten möchte. Dies ist besonders nützlich, wenn die Haspel mit dem darauf aufgewickelten Kabel nicht direkt vor der Öffnung, in welche das Kabel einzuführen ist, angeordnet ist, sondern sich z. B. entfernt von der Öffnung befindet.
Noch bevorzugter ist es, wenn an dem ersten Ende des Kabels zusätzlich ein Ortungssender zum Bestimmen der Position des Kopfes der Bildaufnahmevorrichtung vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine noch größere Zuverlässigkeit des Messergebnisses .
Um auch in Rohrleitungen bzw. Hohlräumen mit größerem
Durchmesser eine sichere Führung des Kabels dadurch hindurch vorzusehen, ist an dem ersten Ende des Kabels eine Führungseinrichtung vorgesehen.
Gegenstand der Erfindung ist auch das Kabel zur Verwendung mit einer beschriebenen elektronischen Längenmessvorrich- tung, wobei das Kabel in definierten gleichen Abständen Abschnitte aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes eines Kabels bereitgestellt, welches mit einer Bildaufnahmevorrichtung versehen ist, und welches in einen Hohlraum hineingeführt wird, wobei das Kabel einen Kabelmantel aufweist, welcher in definierten gleichen Abständen Abschnitte aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind, und wobei das Kabel durch eine erste stromdurchflossene Spule in einen Hohlraum hineingeführt wird, wobei die ferromagneti- sehen Partikel in dem Kabelmantel an jedem Abschnitt, welcher die stromdurchflossene Spule passiert eine Magnetfeldänderung der ersten Spule bewirken, und wobei zur Positionsbestimmung des ersten Endes des Kabels die Anzahl der Magnetfeldänderungen gemessen wird.
Das Verfahren zur Positionsbestimmung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist einen Schritt zur Bestimmung eines Nullpunktes auf, wobei vor dem Einführen des Kabels in einen Hohlraum der Nullpunkt an der Einführöffnung für das Kabel in den Hohlraum bestimmt wird. Vorzugsweise wird gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zur Positionsbestimmung eines ersten Endes des Kabels die Position aus der gemessenen Anzahl von Magnet- feldänderungen und aus dem Abstand zwischen zwei Abschnitten mit ferromagnetischen Partikeln bestimmt.
Besonders bevorzugt wird zusätzlich ein Ortungssender verwendet .
Noch bevorzugter durchläuft das Kabel in dem Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes des Kabels eine zweite stromdurchflossene Spule, welche in einem Abstand von der ersten stromdurchflossenen Spule angeordnet ist, wobei die ferromagnetischen Partikel in dem Kabelmantel an jedem Abschnitt, welcher die zweite stromdurchflossene Spule passiert, eine Magnetfeldänderung der zweiten Spule bewirken, und wobei die Bewegungsrichtung des ersten Endes des Kabels daraus bestimmt wird, ob die Magnetfeldänderung der ersten Spule oder der zweiten Spule zuerst detektiert wird.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben werden, wobei
Fig. 1 eine Seitenansicht der elektronischen Längenmess- vorrichtung für ein Kabel gemäß einer Ausführungs- form der Erfindung zeigt.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer elektronischen Längenmessvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Längenmessvorrichtung 1 umfasst ein Kabel 2, welches eine Vielzahl von Abschnitten 3 aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind. Die ferro- magnetischen Partikel sind dabei in das Material des Kabelmantels 4 integriert. Die Abschnitte 3 mit ferroma- gentischen Partikeln sind ringförmig ausgebildet und in jeweils gleichen definierten Abständen voneinander angeordnet. Das Kabel 2 weist weiterhin einen Kabelkern (nicht gezeigt) auf, der von dem Kabelmantel 4 umgeben ist. Darüber hinaus weist das Kabel ein erstes Ende 5 und ein zweites Ende (nicht gezeigt) auf. Das zweite Ende ist auf eine Haspel (nicht gezeigt) aufgewickelt bzw. daran fixiert. Das erste Ende 5 ist mit einer Bildaufnahmevorrichtung 6 versehen, welche in diesem Fall eine Videokamera ist. Der Kamerakopf 7 an dem ersten Ende 5 des Kabels 2 nimmt Bilder von dem Inneren eines Rohres, auf, in welches das Kabel 2 eingeführt wird und leitet die Bilddaten an eine Bildverarbeitungseinheit bzw. an eine Bildanzeigeeinheit, z. B. mit einem TFT-Display (nicht gezeigt), weiter. An der Bildanzeigeeinheit kann ein Benutzer die im Inneren des Rohres aufgenommenen Bilder betrachten und dadurch eine schadhafte Stelle identifizieren. Um die genaue Position der Stelle zu bestimmen, wird das Kabel 2 durch eine erste stromdurchflossene Spule 8 und eine in Vorschubrichtung des Kabels dahinter angeordnete zweite stromdurchflossene Spule 9 hindurchgeführt. Die erste
Spule 8 und die zweite Spule 9 sind mit einer Messeinheit 10 verbunden, welche jeweilige Magnetfeldänderungen der beiden Spulen 8, 9 beim Hindurchführen des Kabels, insbesondere beim Passieren der mit ferromagnetischen Partikeln versehenen Abschnitte 3 des Kabels 2 durch die jeweiligen Spulen 8, 9 detektiert und zur Auswertung an einen Controller 11 weiterleitet.
Die Funktionsweise der elektronischen Längenmessvorrich- tung 1 wird im Folgenden beschrieben. Die Abschnitte 3 mit ferromagnetischen Partikeln bewirken jeweils eine Magnetfeldänderung beim Durchlaufen der stromdurchflossenen ersten und zweiten Spulen 8, 9. Die Anzahl der Magnetfeldänderungen wird detektiert und gezählt. Da die Abschnitte 3 mit ferromagnetischen Partikeln immer in gleichen Abständen mit bekannter Länge zueinander angeordnet sind, entspricht jeder gezählte von einer Magnetfeldänderung verursachte Impuls einer Fortbewegung des Kabels 2 in dem Rohr um diese bekannte Länge. Die Umrechnung der gezählten Impulse wird im Folgenden an einem Beispiel erläutert.
Sind z. B die Abschnitte 3 mit ferromagnetischen Partikeln jeweils in Abständen von 5 cm in dem Kabelmantel 4 vorgesehen, so kann aus vier detektierten Impulsen abgeleitet werden, dass sich das Kabel 2 um 15 cm in dem Rohr fortbe- wegt hat bzw. um 15 cm von der Haspel abgewickelt wurde.
Zusätzlich kann auch die Richtung der Bewegung des Kabels 2 in dem Rohr bestimmt werden. Dies kann daraus abgeleitet werden, an welcher der beiden stromdurchflossenen Spulen 8, 9 zuerst ein Impuls abgeben wird. Beim Hineinführen des Kabels 2 in ein Rohr hinein durchläuft jeder Abschnitt 3 mit ferromagnetischen Partikeln zuerst die vordere erste Spule 8 und danach die zweite dahinter angeordnete Spule 9. Wenn somit zuerst ein Impuls von der ersten Spule 8 verzeichnet wird, dann kann daraus abgeleitet werden, dass sich das Kabel 2 in dem Rohr vorwärts bewegt. Im umgekehrten Fall, wenn also das Kabel 2 aus dem Rohr zurückgezogen wird, dann wird jeder Abschnitt 3 mit ferromagnetischen Partikeln zuerst die zweite stromdurchflossene Spule 9 passieren und dort den Impuls zuerst auslösen, was bedeutet, dass sich das Kabel entgegengesetzt, also rückwärts bewegt .
Um eine exakte Messung sicherzustellen, weist ein Bedien- teil der Haspel eine Einrichtung zur Festlegung eines Nullpunkts auf. Ein Benutzer kann somit selbst bestimmen, ab welcher Position er die Messung der Kabellänge starten möchte. Zum Beispiel in dem Fall, wo die Haspel in einem Fahrzeug - also entfernt von der Rohröffnung - montiert ist, muss der Anwender zuerst ein Stück Kabel 2 abziehen, bevor das erste Ende 5 des Kabels 2, welches den Kamerakopf 7 aufweist, in das zu untersuchende Rohr eingeführt wird. Der Benutzer zieht dementsprechend das Kabel 2 ab, positioniert den Kamerakopf 7 an dem Rohranfang bzw. an der Öffnung und setzt einen Meterzähler der Einrichtung auf Null, wodurch der Startpunkt der Messung an der Öffnung definiert wird.
Zur weiteren Genauigkeitsverbesserung der Messung ist im Kamerakopf 7 zusätzlich ein Ortungssender eingebaut, der Signale an einen entsprechenden Empfänger weiterleitet, mittels welcher sich die Position des Kamerakopfes 7 orten lässt. Mit der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Konstruktion kann somit eine zuverlässige und exakte Messung zur Bestimmung der Lage eines ersten Endes 5 eines Kabels 2, welches mit einer Bildaufnahmevorrichtung 6 ausgestattet ist, auf einfache Weise durchgeführt werden.
Be zugs zeichenl i ste
1 elektronische LängenmessVorrichtung
2 Kabel
3 Abschnitte mit ferromagnetischen Partikeln
4 Kabelmantel
5 erstes Ende
6 BildaufnähmeVorrichtung
7 Kamerakopf
8 erste Spule
9 zweite Spule
10 Messeinheit
11 Controller

Claims

Ansprüche
1. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) für ein Kabel
(2), welches an einem ersten Ende (5) mit einer BiId- aufnahmevorrichtung (6) versehen ist, wobei das Kabel (2) mit dem ersten Ende (5) in einen Hohlraum einführbar ist, und wobei das Kabel (2) einen Kabelkern und einen Kabelmantel (4) aufweist, welcher den Kabelkern umhüllt, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Längemessvorrichtung (1) zumindest eine erste Spule (8) aufweist, durch die das Kabel (2) hindurchgeführt wird, und dass das Kabel (2) in definierten gleichen Abständen Abschnitte (3) aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind.
2. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (2) ein zweites Ende aufweist, welches an einer Haspel fixiert ist.
3. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ka- bei (2) als Schiebekabel ausgebildet ist, um in ein Rohr hinein schiebbar zu sein.
4. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Spule (9) in einem Abstand von der ersten Spule (8) vorgesehen ist, wobei das Kabel (2) durch beide Spulen (8, 9) hindurchgeführt wird.
5. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ferromagnetischen Partikel in das Material des Kabelmantels (4) integriert sind.
6. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abschnitte (3) mit ferromagnetischen Partikeln ringförmige Abschnitte in dem Kabelmantel (4) bilden.
7. Elektronische Längemessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmessung auf der Basis einer Messung der magnetischen Flussdichte oder Feldstärke der ersten
Spule (8) und/oder der zweiten Spule (9), insbesondere durch die Messung der Anzahl von Magnetfeldänderungen der ersten Spule (8) und/oder der zweiten Spule (9) durchgeführt wird.
8. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel die Bildaufnahmevorrichtung (6) mit Strom versorgt und vorzugsweise Bilddaten überträgt.
9. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmevorrichtung (6) eine Kamera, insbesondere eine Videokamera, ist.
10. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Einrichtung zur Festlegung eines Nullpunkts aufweist .
11. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (5) des Kabels (2) ein Ortungssender zum Bestimmen der Position des Kopfes (7) der Bildaufnahmevorrichtung (6) vorgesehen ist.
12. Elektronische Längenmessvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Ende (5) des Kabels (2) eine Führungs- Vorrichtung vorgesehen ist.
13. Kabel zur Verwendung mit einer elektronischen Längenmessvorrichtung nach einem der Anspüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (2) in definier- ten gleichen Abständen Abschnitte (3) aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind.
14. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes
(5) eines Kabels (2), welches mit einer Bildaufnahme- Vorrichtung (6) versehen ist, und welches in einen
Hohlraum hineingeführt wird, wobei das Kabel (2) einen Kabelmantel (4) aufweist, welcher in definierten gleichen Abständen Abschnitte (3) aufweist, die mit ferromagnetischen Partikeln versehen sind, und wobei das Kabel (2) durch eine erste stromdurchflossene
Spule (8) in einen Hohlraum hineingeführt wird, wobei die ferromagnetischen Partikel in dem Kabelmantel (4) an jedem Abschnitt (3), welcher die erste stromdurch- flossene Spule (8) passiert, eine Magnetfeldänderung der ersten Spule (8) bewirken, und wobei zur Positionsbestimmung des ersten Endes (5) des Kabels (2) die Anzahl der Magnetfeldänderungen gemessen wird.
15. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes
(5) eines Kabels (2), wobei vor dem Einführen des Kabels (2) in einen Hohlraum ein Nullpunkt an der Einführöffnung für das Kabel (2) in den Hohlraum be- stimmt wird.
16. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes
(5) eines Kabels (2), wobei die Position aus der gemessenen Anzahl von Magnetfeldänderungen und dem Ab- stand zwischen zwei Abschnitten (3) mit ferromagneti- schen Partikeln bestimmt wird.
17. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes
(5) eines Kabels (2), wobei zusätzlich ein Ortungs- sender verwendet wird.
18. Verfahren zur Positionsbestimmung eines ersten Endes
(5) eines Kabels (2), wobei das Kabel (2) eine zweite stromdurchflossene Spule (9) durchläuft, welche in einem Abstand von der ersten stromdurchflossenen Spule (8) angeordnet ist, wobei die ferromagnetischen Partikel in dem Kabelmantel an jedem Abschnitt (3), welcher die zweite stromdurchflossene Spule (9) passiert eine Magnetfeldänderung der zweiten Spule (9) bewirken, und wobei die Bewegungsrichtung des Kabels (2) daraus bestimmt wird, ob die Magnetfeldänderung der ersten Spule (8) oder der zweiten Spule (9) zuerst detektiert wird.
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