Behälter zum Transport und zur Montage eines faseroptischen Sensors

Für Anwendungen in der Prozessmesstechnik sind besonders Messverfahren interessant, bei denen mehrere Temperaturmessstellen entlang derselben Faser eines faseroptischen Sensors angeordnet sind. Für eine nahezu beliebige Anzahl von Messstellen benötigt man dazu nur einen faseroptischen Stecker, an welchen eine Einrichtung zur optoelektronischen Signalverarbeitung und zur Bestimmung der einzelnen Temperaturmesswerte angeschlossen wird. Dabei können die verschiede ^¬ nen Temperaturen der Messstellen quasi gleichzeitig erfasst werden. Beispielsweise aus der DE 10 2004 031 324 AI ist ein faseroptischer Sensor bekannt, der zur Messung der Temperatur in einer prozesstechnischen Anlage geeignet ist.

Glasfasern, die häufig in faseroptischen Sensoren zum Einsatz kommen, sind vergleichsweise dünn und haben ohne Mantel einen Durchmesser von beispielsweise von 125 ym. Sie sind in gewis ^¬ sem Maße flexibel, zur Vermeidung einer Beschädigung der Faser sollte jedoch ein kritischer Biegeradius von beispiels ^¬ weise 10 cm nicht unterschritten werden. Aufgrund ihrer ge- ringen Dicke können faseroptische Sensoren in einem relativ dünnen Montagerohr und damit bei beengten Platzverhältnissen in der prozesstechnischen Anlage eingesetzt werden. Dabei ist der Platzbedarf der einzelnen Messstellen in der Anlage sehr gering. Eine einzelne Messstelle besteht nämlich nur aus einem kurzen Segment der Gesamtlänge des faseroptischen Sensors. Aufgrund ihrer vernachlässigbaren Wärmekapazität rea ^¬ gieren faseroptische Sensoren sehr schnell auf Änderungen ihrer Umgebungstemperatur. Dabei sind ihre anderen Leistungsmerkmale bezüglich der Temperaturmessung, z. B. Langzeitsta- bilität und Messgenauigkeit, durchaus vergleichbar mit denje ^¬ nigen konventioneller Thermoelemente. Voraussetzung für einen breiten Einsatz faseroptischer Sensoren in prozesstechnischen Anlagen ist deren leichte Handhabbarkeit. Eine preisgünstige Verpackung, ein einfacher Trans ^¬ port zur Kundenanlage und eine aufwandsarme Montage vor Ort sind in dieser Hinsicht wichtige Eigenschaften. Problematisch dabei ist das große Aspektverhältnis der Faser, also das Ver ^¬ hältnis zwischen ihrer Länge und ihrem Durchmesser. Eine Lanze, d. h. ein langes, dünnes Kapillarrohr, dient daher häufig zur Aufnahme und zum Schutz der eigentlichen Faser des faseroptischen Sensors. In der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff faseroptischer Sensor allgemein für einen Sensor verwendet, der zur Erfassung einer physikalischen oder chemischen Größe vorgesehen ist, unabhängig davon, ob die Faser in einer Lanze angeordnet ist oder nicht.

Eine entmantelte Glasfaser, die beispielsweise in einem dün ^¬ nen Stahlrohr als Lanze angeordnet ist, bleibt jedoch weiter ^¬ hin empfindlich gegenüber Stößen, die bei Transport oder Montage auftreten können. Zudem ist zu beachten, dass eine Lanze mit der darin befindlichen Glasfaser biegeempfindlich ist und Biegungen, welche einen kritischen minimalen Biegeradius unterschreiten, möglicherweise wegen der Gefahr eines Bruchs oder einer Knickbildung nicht unbeschadet überstehen würde. Eine Möglichkeit zum Transport solcher faseroptischer Senso ^¬ ren mit Lanze wäre es, diese gestreckt in einer langen Kiste, beispielsweise einer Holzkiste, mit in geeigneten Abständen angeordneten Lagerböcken für die Lanze einzulegen. Ein gestreckter Transport wäre jedoch sehr sperrig und würde bei Lanzenlängen von mehreren Metern einen längeren Lastkraftwagen benötigen. Lanzen mit Längen über 20 m könnten dann kaum angeboten werden, weil sie auf der Straße nicht

transportierbar wären. Außerdem würde der Einbau der Lanze beispielsweise in einen Chemiereaktor einen Kran und viele Helfer erfordern.

Eine andere Möglichkeit könnte darin gesehen werden, den fa ^¬ seroptischen Sensor mit dünner Lanze kreisförmig zu biegen, die dabei entstehenden Windungen ähnlich einer aufgewickelten Metalldrahtspule zu verzurren und auf einem Transportmittel, beispielsweise einer Europalette, zu befestigen. Da das die Glasfaser umgebende Rohr, z. B. Stahlrohr, federnd ist, könnte die Lanze bei Unachtsamkeit des Monteurs wie eine ge ^¬ wickelte Feder mit einem Peitscheneffekt plötzlich entspannen und beispielsweise gegen eine Wand schlagen. Durch diese Stoßbelastung könnte der faseroptische Sensor und insbesondere die in der Lanze eingebettete Glasfaser zerstört werden. Dies würde in nachteiliger Weise den zusätzlichen Aufwand einer Neubeschaffung des faseroptischen Sensors und eine erhebliche Verzögerung bei der Anlagenmontage bedeuten.

Die beiden aufgezeigten Möglichkeiten zum Transport eines fa- seroptischen Sensors wären daher mit einem sehr hohen Aufwand bzw. mit der großen Gefahr einer Beschädigung des faseroptischen Sensors verbunden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Behäl- ter zu schaffen, in welchem ein faseroptischer Sensor vor Beschädigungen geschützt aufbewahrt werden kann und der einen einfachen Transport sowie eine gute Handhabbarkeit eines fa ^¬ seroptischen Sensors bei seiner Montage ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe weist der neue Behälter die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben . Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Handhabung eines fa ^¬ seroptischen Sensors durch Verwendung des neuen Behälters als Verpackung erheblich erleichtert wird. Da der faseroptische Sensor durch den Behälter vor einer Beschädigung geschützt wird, sollte seine Handhabung möglichst nur unter Verwendung der Verpackung erfolgen. Bereits am Ort der Herstellung wird der faseroptische Sensor in einer linearen Bewegung durch die Gehäuseöffnung hindurch in den Behälter eingeführt und im Behälter auf den Wickelkörper aufgedreht, wobei in vorteilhaf- ter Weise sichergestellt ist, dass ein im Hinblick auf eine Beschädigung des faseroptischen Sensors kritischer Biegeradius nicht unterschritten wird. Mit dem Behälter, der vergleichsweise geringe Abmessungen hat, beispielsweise eine Höhe von 10 cm und einen Durchmesser von 0,5 bis 1 m, wird der faseroptische Sensor geschützt vor Stoßbelastung zum Einbauort geliefert. Dort wird der faseroptische Sensor wiederum in einer linearen Bewegung durch die Öffnung hindurch aus dem Behälter entnommen und ggf. im selben Vorgang, d. h. gleich- zeitig mit der Entnahme aus dem Behälter, in ein Montagerohr eingeführt. Der nun leere Behälter kann als Bestandteil der Lieferung beim Kunden verbleiben oder als Mehrwegbehälter zum Lieferanten zurückgegeben und mehrfach genutzt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Drehantrieb für den Wickelkörper vorgesehen, der zumindest zum Aufwickeln des faseroptischen Sensors aktivierbar ist. Da somit beim Einführen des Sensors kein Druck auf die ^¬ sen ausgeübt werden muss und der faseroptische Sensor auf- grund des auf den Wickelkörper ausgeübten Drehmoments in das Gehäuse hineingezogen wird, kann sich der Sensor im Gehäuseinnenraum nicht verkanten oder verklemmen. Diese Maßnahme trägt ebenfalls dazu bei, dass ein kritischer Biegeradius nicht unterschritten und eine Beschädigung des Sensors ver- mieden wird.

Besonders vorteilhaft ist zudem eine Ausgestaltung der Erfin ^¬ dung, bei welcher der Innenraum des Behälters im Wesentlichen becherförmig ist. Der Wickelkörper wird dann koaxial in dem becherförmigen Innenraum angeordnet und zumindest an der

Becherbodenseite drehbar gelagert. Damit ein faseroptischer Stecker des faseroptischen Sensors ohne Gefahr einer Beschädigung vor Beginn des AufWickelvorgangs in den Wickelkörper eingelegt werden kann, wird dieser vorteilhaft an seiner bei geöffnetem Gehäuseinnenraum zugänglichen Oberseite mit einer Ausnehmung versehen, die an die Form eines faseroptischen Steckers und/oder eines Handstücks des Sensors, welcher zur leichten Handhabung an diesem angebracht sein kann, angepasst ist. Durch eine Engstelle in der Ausnehmung kann der Stecker oder ein anderes auskragendes Teil des faseroptischen Sen ^¬ sors, z. B. das beschriebene Handstück, in der Ausnehmung gegen axiales Verschieben gesichert werden, sodass der faser- optische Sensor bei Ausüben eines Drehmoments auf den Wickel ^¬ körper nicht auf diesem gleitet sondern in das Gehäuse einge ^¬ zogen wird.

Um die Entnahme des faseroptischen Sensors aus dem Behälter am Sensoreinbauort und das Einsetzen des Sensors in ein even ^¬ tuell dort vorgesehenes Montagerohr zu erleichtern, kann das Gehäuse in vorteilhafter Weise mit Mitteln zu seiner Positionierung und/oder Fixierung am Montagerohr versehen sein.

Durch die in geeigneter Weise gewählte relative Lage des Be- hälters zum Montagerohr kann das Risiko einer möglicherweise schädigenden Durchbiegung des Sensors weiter verringert werden .

Anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, werden im Folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen und Vorteile näher erläutert.

Es zeigen: FIG 1 eine perspektivische Ansicht eines geöffneten Be ^¬ hälters mit faseroptischem Sensor,

FIG 2 eine Perspektivdarstellung eines Wickelkörpers und

FIG 3 eine Seitenansicht eines Endabschnitts eines Mon ^¬ tagerohrs .

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen .

Ein Behälter für Transport und Montage eines faseroptischen Sensors 1 weist gemäß Figur 1 ein Gehäuse 2 mit im Wesentli ^¬ chen becherförmigem Gehäuseinnenraum 3 auf, in welchem ein im Wesentlichen zylinderförmiger Wickelkörper 4 drehbar gelagert ist. An seiner Oberseite, die beim Transport des faseropti- sehen Sensors 1 im Behälter durch einen in den Figuren nicht dargestellten Deckel verschlossen ist, besitzt der Wickelkörper 4 eine Ausnehmung 5, in welche ein faseroptischer Stecker 6 und ein Handstück 7 des faseroptischen Sensors 1 eingelegt sind. Durch an den Stecker 6 und das Handstück 7 angepasste Formgebung der Ausnehmung 5 ist der faseroptische Sensor 1 vor einem Verschieben gegenüber dem Wickelkörper 4 gesichert. Zum Bestücken des Behälters mit dem faseroptischen Sensor 1 wird also das Gehäuse geöffnet, der faseroptische Stecker 6 und das Handstück 7 in die Ausnehmung 5 eingelegt und anschließend durch Aktivieren eines Drehantriebs 8 der Wickel ^¬ körper 4 in Drehung versetzt, sodass der faseroptische Sensor 1 durch eine Öffnung 9 eingezogen und auf den Außenumfang des Wickelkörpers 4 aufgewickelt wird. Dabei ist durch Formgebung und Größe des Wickelkörpers 4 sowie durch die Anordnung der Öffnung 9, die eine Einführung des faseroptischen Sensors 9 entlang einer tangential zum Umfangskreis des Wickelkörpers 4 verlaufenden Linie ermöglicht, sichergestellt, dass ein im Hinblick auf eine Beschädigung des faseroptischen Sensors 1 kritischer Biegeradius innerhalb des Gehäuses 2 nicht unter ^¬ schritten wird.

Dargestellt ist in Figur 1 ein elektromotorischer Drehantrieb 8, der durch Bedientasten 10 für eine Rechtsdrehung oder eine Linksdrehung des Wickelkörpers 4 aktivierbar ist. Alternativ dazu ist selbstverständlich eine Ausführung mit einer Handkurbel als Antrieb möglich.

Figur 2 zeigt zur besseren Anschaulichkeit den Wickelkörper 4 außerhalb des Gehäuses 2 (Figur 1) . Der Wickelkörper 4 kann wie eine Trommel mit in der Symmetrieachse liegender Dreh ^¬ achse 15 ausgeführt sein.

Soll der faseroptische Sensor beispielsweise in ein in Figur 3 dargestelltes Montagerohr 11 eingefügt werden, welches z. B. in einem Reaktor als Schutzrohr für den Sensor 1 dient, wird zunächst der mit dem faseroptischen Sensor 1 bestückte Behälter auf das obere, zuvor offene Ende des Montagerohrs 11 aufgesetzt. Danach ragt das Montagerohr 11 mit einem Endab ^¬ schnitt 12 in die Öffnung 9 (Figur 1) hinein und ein die Öffnung 9 umgebender Rahmen 13 liegt auf der Oberseite eines Kragens 14 des Montagerohrs 11 auf. Der Behälter 1 ist somit relativ zum Messrohr 11 positioniert und auf diesem durch die zueinander korrespondierende Gestaltung der Öffnung 9, des Endabschnitts 12 sowie des Rahmens 13 und des Kragens 14 auf dem Messrohr 11 fixiert. Alternativ oder zusätzlich können selbstverständlich andere Mittel zur Positionierung bzw. Fi- xierung vorgesehen sein, beispielsweise Gewindebolzen zur Fixierung des Behälters an einem bauseitigen Gestänge. Nach Aufsetzen des Behälters wird die Bedientaste 10 zum Abwickeln des faseroptischen Sensors 1 vom Wickelkörper 4 betätigt. Dadurch wird der Wickelkörper 4 gedreht und der Sensor 1 in das Montagerohr 11 abgesenkt oder eingeschoben. Ist der faseroptische Sensor 1 vollständig abgewickelt, werden Hand ^¬ stück 7 und faseroptischer Stecker 6 aus der Ausnehmung 5 entnommen und am Endabschnitt 12 des Montagerohrs 11 gemäß der jeweiligen Konstruktion fixiert oder verklemmt.

Ist für eine Wartung eine Entnahme des faseroptischen Sensors 1 aus dem Montagerohr 11 erforderlich, wird der beispielsweise am Montageort vorgehaltene Behälter wieder auf das Mon ^¬ tagerohr 11 in der beschriebenen Weise aufgesetzt, der faser- optische Stecker 6 und das Handstück 7 in die Ausnehmung 5 eingelegt und der Bedienknopf 10 zum automatischen Aufwickeln des Sensors 1 betätigt. Der faseroptische Sensor 1 wird somit wieder in den Behälter eingerollt und ist dort sicher verpackt. Für den Transport wird das Gehäuse mit einem Deckel verschlossen, wobei die Bedienknöpfe 10 durch den Deckel vor einem versehentlichen Betätigen geschützt sind. Eine alternativ als Drehantrieb vorgesehene Handkurbel wird abgenommen und in den Behälter ebenfalls verstaut. Der Behälter stellt somit eine hochwertige Verpackung für ein hochwertiges Produkt dar und hat gleichzeitig die funktionale Eigenschaft eines Montagewerkzeugs, durch welches eine Be ^¬ schädigung des Produkts zuverlässig vermieden werden kann. Die Handhabung des Produkts faseroptischer Sensor ist damit wesentlich unproblematischer und sicherer und kann somit auch von nicht geschultem Personal vorgenommen werden. In verschiedenen Phasen der Handhabung des Produkts bietet der Be- hälter wichtige Vorteile. Beim Transport ist insbesondere die Kompaktheit des Behälters von Vorteil, die praktisch unabhän ^¬ gig von der Länge der jeweiligen Lanze, d. h. des jeweiligen faseroptischen Sensors, ist. Der Behälter ist vorteilhaft z. B. in einem Personenkraftwagen transportierbar. Durch eine geeignete Polsterung des Wickelkörpers und der den Sensor eventuell berührenden Innenwände des Gehäuses kann die Stoß ^¬ sicherheit beim Transport des Behälters weiter verbessert werden. Zudem kann in vorteilhafter Weise ein Abnahmetest des gelieferten Produkts noch innerhalb der Verpackung durchge- führt werden, d. h. bevor der faseroptische Sensor am Einsatzort verbaut ist. In vorteilhafter Weise ist die Verpa ^¬ ckung für Lanzen verschiedener Länge verwendbar. Bei der Handhabung des faseroptischen Sensors hat die Verwendung des Behälters den Vorteil, dass dieser zuverlässig gegen Knicken geschützt und immer mechanisch geführt ist, sodass kein Peit ^¬ scheneffekt aufgrund federelastischer Eigenschaften auftreten kann. Zur Montage der Lanze ist am Einbauort bereits ein Mon ^¬ teur ausreichend, der aufgrund der einfachen Handhabung nicht besonders geschult werden muss. Da der Behälter in kompakter Größe und mit geringem Gewicht realisiert werden kann, ist zudem ein Kran für das Heben einer ansonsten langgestreckten Lanze über ein Montagerohr nicht mehr erforderlich.