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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MONITORING VALVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035175
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for monitoring valves, in particular valves of a fire-fighting system, comprising: capturing first sensor signals at a valve in an intact state by means of a sensor; teaching the monitoring by means of the first sensor signals captured at the valve in the intact state; capturing second sensor signals at the valve in an unknown state by means of the sensor; comparing the taught first sensor signals with the second sensor signals; and outputting a signal in the event of a deviation of the second sensor signals from the first sensor signals exceeding a limit value.

Inventors:
SPRAKEL DIRK K (DE)
KOPP RÜDIGER E (DE)
HILTEMANN ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/060104
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
April 18, 2019
Export Citation:
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Assignee:
FOGTEC BRANDSCHUTZ GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
F16K37/00; A62C35/68; A62C37/50
Domestic Patent References:
WO2012031743A12012-03-15
WO2013180821A12013-12-05
Foreign References:
EP1570199A12005-09-07
DE102007040568A12009-03-05
EP3030819A12016-06-15
EP0478668A11992-04-08
US20130155227A12013-06-20
US20140238512A12014-08-28
EP1555472A12005-07-20
EP0489596A11992-06-10
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
WALTER, Philipe (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zur Überwachung von Ventilen und/oder Druckzylindem

insbesondere von Ventilen einer Brandbekämpfungsanlage, umfassend: Erfassen von ersten Sensorsignalen an einem Ventil und/oder einem Druckzylindem in einem intakten Zustand mit einem Sensor,

Anlernen der Überwachung mit den am Ventil und/oder Druckzylinder im intakten Zustand erfassten ersten Sensorsignalen,

Erfassen von zweiten Sensorsignalen an dem Ventil und/oder Druckzylinder in einem unbekannten Zustand mit dem Sensor,

Vergleichen der angelernten ersten Sensorsignale mit den zweiten Sensorsignalen und Ausgeben eines Signals bei einer Abweichung der zweiten Sensorsignale von den ersten Sensorsignalen über einem Grenzwert.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Sensorsignale mit

einem Schallsensor,

einem Bildsensor,

einem Thermosensor,

einem Schwingungssensor,

einem Feuchtigkeitssensor,

einem Drucksensor

einem Stromsensor und/oder

einem Lagesensor

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Sensorsignale kreuzkorreliert werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Sensorsignale Bildsignale eines Bildsensors sind und dass die Bildsignale miteinander verglichen werden, insbesondere dass eine Abweichung von Pixelwerten ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass beim Erfassen der Bildsignale das Ventil und/oder der Druckzylinder von einem Leuchtmittel beleuchtet wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ventil und/oder Druckzylinder und der Sensor in einem gemeinsamen Gehäuse eingehaust sind, dass die Umgebungsbedingungen in dem Gehäuse konstant sind und dass die Sensorsignale innerhalb des Gehäuses erfasst werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die zweiten Sensorsignale in lntervallen, insbesondere in regelmäßigen lntervallen erfasst werden.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Sensorsignale von dem Sensor an eine von dem Sensor entfernte, mit einer Vielzahl von Sensoren kommunizierenden Auswerteeinrichtung drahtgebunden, insbesondere per Glasfaser oder drahtlos, insbesondere per LoRa oder Wlan übermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die ersten und zweiten Sensorsignale in einem Prozessor der unmittelbar an dem Ventil und/oder Druckzylinder angeordnet ist, miteinander verglichen werden und das Vergleichsergebnis an eine entfernte Auswerteeinrichtung übermittelt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Ventile Bereichsventile einer Brandbekämpfungsanlage sind.

11. System eingerichtet zur Überwachung von Ventilen und/oder Druckzylindem, insbesondere von Ventilen einer Brandbekämpfungsanlage, umfassend:

ein Sensor eingerichtet zum Erfassen von ersten Sensorsignalen an einem Ventil und/oder Druckzylinder in einem intakten Zustand,

einen Prozessor eingerichtet zum Anlernen der Überwachung mit den am Ventil und/oder Druckzylinder im intakten Zustand erfassten ersten Sensorsignalen,

wobei der Sensor zweite Sensorsignale an dem Ventil und/oder Druckzylinder in einem unbekannten Zustand erfasst, und

der Prozessor die angelernten ersten Sensorsignale mit den zweiten Sensorsignalen vergleicht und ein Signals bei einer Abweichung der zweiten Sensorsignalen von den ersten Sensorsignalen über einem Grenzwert aufgibt.

Description:
Verfahren zur Überwachung von Ventilen

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Ventilen und/oder

Druckzylindem. Die Überwachung von Ventilen in weitverzweigten Rohrsystemen, beispielsweise von Ventilen und/oder Druckzylindem in Brandbekämpfungsanlagen für Tunnel oder

Schienenfahrzeuge, erfordert bisher einen erheblichen manuellen Aufwand. In

regelmäßigen Wartungsintervallen müssen die Ventile zumindest einer Sichtprüfung unterzogen werden. Dies ergibt sich aus den hohen Anforderungen an die Verfügbarkeit dieser sicherheitsrelevanten Komponenten sowie aus den einschlägigen Normen und Vorschriften. Hierbei muss ein Servicetechniker jedes einzelne Ventil inspizieren, um sicherzustellen, dass im Brandfall die Ventile auch funktionstüchtig sind. Dies gilt auch für Druckzylinder, welche dauerhaft mit Löschflüssigkeit gefüllt sind. Dieser Wartungsaufwand ist zeit- und kostenintensiv. Darüber hinaus ist durch die beschriebene Inspektion nicht stets sichergestellt, dass die Ventile auch tatsächlich im Brandfall funktionstüchtig sind. So kann es zwischen zwei Wartungsintervallen dazu kommen, dass ein Ventil und/oder Druckzylinder einen Defekt erleidet. Ein solcher Defekt wird aber erst während der nächsten Inspektion detektiert. Tritt zwischen dem Zeitpunkt des Defektes und der Inspektion ein Brandfall ein, so kann es dazu kommen, dass das betreffende Ventil oder der betreffende Druckzylinder nicht funktionstüchtig ist und die Brandbekämpfung erschwert ist.

Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit von Ventilen und/oder Druckzylindem, insbesondere in Brandbekämpfüngsanlagen zu erhöhen. Eine weitere Aufgabe bestand darin, die Abstände zwischen zwei

Wartungsintervallen zu verlängern. Diese Aufgabe wird gegenständlich durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Es ist erkannt worden, dass Fehler an Ventilen und/oder Druckzylindem in der Regel zu Veränderungen an Merkmalen führen, welche das Ventil und/oder den Druckzylinder charakterisieren. Solche Merkmale können beispielsweise die äußere Erscheinung des Ventils betreffen. Beispielsweise bei Leckagen können Verkrustungen rund um die Leckstelle entstehen, die mittels einer optischen Prüfung erkennbar sind. Auch können im Bereich einer Leckstehe farbliche Veränderungen an dem Ventil und/oder dem

Druckzylinder auftreten oder es kann sich das Reflexionverhalten des Materials des Ventils verändern. Das Vibrations- und Schwingungs verhalten beim motorischen Verstehen eines Ventils kann z.B. bei Verkrustungen oder sonstigen mechanischen Defekten innerhalb des Ventilkörpers gegenüber einem intakten Ventil verändert sein. Durch erhöhte Reibung aufgrund eines Defektes kann ein Temperaturprofil an einem Ventil oder an dessen Motor gegebenenfalls gegenüber einem intakten Ventil verändert sein. Durch ein erhöhtes Drehmoment während des Verstehens des Ventils nimmt ein an einem defekten Ventil angeordneter Stellmotor gegenüber einem Stellmotor an einem intakten Ventil

gegebenenfalls eine erhöhte Leistung auf. Auch kann ein Ventil bei einem Defekt gegebenenfalls nicht vollständig in seine Endposition verfahren werden oder nicht in seine Ausgangsposition zurück fahren.

Diese und andere Merkmale lassen sich allesamt mit entsprechenden Sensoren erfassen. Um nun feststehen zu können, ob ein Ventil und/oder Druckzylinder defekt ist, wird vorgeschlagen, dass mit einem Sensor an dem Ventil und/oder Druckzylinder im intakten Zustand erste Sensorsignale erfasst werden. Diese ersten Sensorsignale werden für jeden Sensor eingelesen und die Überwachung wird mit diesen ersten Sensorsignalen angelernt. Das bedeutet, dass für die Überwachung erste Sensorsignale von einem Ventil und/oder Druckzylinder vorhegen, mit welchen das Ventil und/oder der Druckzylinder als intakt gekennzeichnet werden kann. Erste Sensorsignale können von einem oder verschiedenen Sensoren erfasst werden. Werden erste Sensorsignale von zueinander verschiedenen Sensoren erfasst, so können Fehler an dem Ventil und/oder dem Druckzylinder

gegebenenfalls zuverlässiger oder früher detektiert werden. Mit den angelernten ersten Sensorsignalen lässt sich das Ventil und/oder der Druckzylinder zu jedem späteren Zeitpunkt überprüfen, in dem mit dem Sensor zweite Sensorsignale an dem Ventil und/oder dem Druckzylinder in einem unbekannten Zustand erfasst werden.

Das heißt, dass der selbe Sensor, mit dem die ersten Sensorsignale erfasst wurden, das Ventil und/oder dem Druckzylinder in einem unbekannten Zustand ausmisst. Ein unbekannter Zustand ist stets dann gegeben, wenn zwischen der letzten Inspektion und dem aktuellen Einlesen der zweiten Sensorsignale eine Zeit vergangen ist. Auch die zweiten Sensorsignale können von zueinander verschiedenen Sensoren erfasst werden.

Durch das Vorhandensein der angelernten ersten Sensorsignale ist es möglich, zur

Inspektion zunächst die ersten Sensorsignale mit den zweiten Sensorsignalen zu

vergleichen. Tritt eine Abweichung der zweiten Sensorsignale von den ersten

Sensorsignalen auf und ist diese Abweichung größer als ein vorbestimmter Grenzwert, kann ein Signal ausgegeben werden. Dieses Signal kann dazu benutzt werden, eine manuelle Inspektion des Ventils zu veranlassen und/ oder ein Warnsignal abzugeben. Im Rahmen dieser manuellen Inspektion kann an dem Ventil und/oder dem Druckzylinder überprüft werden, ob dieses tatsächlich defekt ist und es kann ein Austausch oder eine Reparatur veranlasst werden.

Insbesondere kann eine Kombination von Sensorsignalen verschiedener Sensoren sinnvoll sein. So kann eine gemeinsame, ggf. gewichtete Auswertung der Sensorsignale von verschiedenen Sensoren erfolgen, so dass Veränderungen an unterschiedlichen

mechanischen Eigenschaften des Ventils und/oder Druckzylinders gemeinsam ausgewertet werden. Es ist erkannt worden, dass ein Defekt häufig zu einer Veränderung mehrerer Eigenschaften führt. Die Auswertung von mehreren Sensorsignalen verschiedener Sensoren kann diesem Phänomen Rechnung tragen.

Insbesondere im Bereich des Predictive Maintenance kann die gegenständliche Auswertung sinnvoll sein. Es wird vorgeschlagen, dass bei der Auswertung der Sensorsignale eine Überschreitung eines Grenzwertes, der ggf. kleiner ist als der oben genannte Grenzwert, bereits ein Wartungssignal ausgegeben wird. Die Abweichung der Sensorsignale kann dabei ein Indiz für einen Verschleiß sein, ohne dass das Ventil und/oder der Druckzylinder tatsächlich defekt ist. Somit kann, bevor ein Defekt eintritt, eine Wartung erfolgen, so dass die Ausfallsicherheit des Bauteils weiter erhöht wird. Wenn nachfolgend von einem Defekt die Rede ist, so kann das dort gesagte auch für einen Verschleiß gelten, ohne dass das Bauteil bereits defekt ist.

Die mit den Sensoren erfassten Sensorsignale können sehr unterschiedlich sein.

Insbesondere kann ein Schallsensor, ein Bildsensor, ein Thermosensor, ein

Schwingungssensor, ein Feuchtigkeitssensor, ein Drucksensor, ein Stromsensor und/oder ein Lagesensor allein oder in Kombination mit jedem anderen dieser Sensoren verwendet werden.

Ein Ventil kann motorisch angesteuert sein und das Ventil kann dadurch motorisch verstellt werden. Zu Wartungszwecken erfolgt die Verstellung eines Ventils z.B. in zeitlichen Abständen, insbesondere um Verkrustungen zu verhindern. Während eines solchen, zu Inspektionszwecken ausgelösten, Verstehens des Ventils mittels eines Motors kann mit einem Schallsensor und/oder einem Schwingungssensor eine mechanische Eigenschaft des Ventils erfasst werden. Vibrationen und/oder Körperschall können an Ventilen mit

Verkrustungen oder sonstigen mechanischen Defekten verändert gegenüber solchen Ventilen sein, die intakt sind. Mit Hilfe eines Schallsensors und/oder eines

Schwingungssensors lassen sich am Ventil Vibrationen und Geräusche erfassen. Diese können mit den angelernten ersten Sensorsignalen verglichen werden und so ein defektes Ventil identifiziert werden.

In der Regel ist ein Ventil in einem Ventilschrank (Ventilbox) eingehaust. Die

Umgebungsbedingungen des Ventils sind somit innerhalb des Gehäuses stets relativ konstant. Auch ein Druckzylinder kann in einer Einhausung, wie z.B. einen Technikraum eingehaust sein. Wenn mit einem Bildsensor ein Bild des Ventils und/oder des

Druckzylinders erfasst wird, kann dieses Bild gegebenenfalls bereits Aufschluss über eine Veränderung des Ventils und/oder des Druckzylinders zeigen. Bei Leckagen oder sonstigen Verkrustungen können an der Außenhaut des Ventils und oder des Druckzylinders

Veränderungen visuell erkennbar sein. Ein mit dem Bildsensor erfasstes Bild zeigt diese Veränderungen und ermöglicht somit ein Detektieren eines defekten Ventils und/oder Druckzylinders. Die Detektion der Veränderungen kann dabei visuell an einem Monitor oder mittels einer geeigneten digitalen Bildverarbeitung erfolgen. Der Bildsensor kann dabei innerhalb des Ventilschranks, der Einhausung angeordnet sein.

Auch ist es möglich, dass der Bildsensor außen an dem Ventilschrank / der Einhausung angeordnet ist und in der Art eines Endoskopes durch eine Öffnung, insbesondere Bohrung in das Innere des Ventilschranks , der Einhausung hinein geführt ist. Mit Hilfe der endoskopischen Optik kann dann das Innere des Ventilschranks oder der Einhausung durch eine außen am Ventilschrank oder der Einhausung angeordnete Kamera erfasst werden. Die Öffnung kann dabei feuchtigkeitsdicht verschlossen sein, z.B. über eine umlaufende Dichtung, insbesondere Dichtlippe, z.B. eine Gummidichtung. Das Material der Dichtung kann dabei so gebildet sein, dass es unter Einfluss von Wasser und/oder bei erhöhten Temperaturen sein Volumen vergrößert, insbesondere aufquillt, um so im Brandfall das Innere des Ventilschranks, der Einhausung gegenüber dem Äußeren sicher abzudichten.

Die Dichtung kann dabei innen und/oder außen an der Öffnung und/oder im Bereich der Innenwand der Öffnung angeordnet sein.

Der Bildsensor kann gemäß einem Ausführungsbeispiel mobil sein. Dadurch ist es möglich, mit einem System mehrere Ventilschränke / Einhausungen sequentiell zu untersuchen. Das System kann von Wartungspersonal in die dafür vorgesehene Öffnung eingesteckt werden. Diese kann so gestaltet sein, dass der Blickwinkel des optischen Sensors im Gehäuse immer exakt gleich ist.

Tritt durch mechanische Defekte an dem Ventil eine erhöhte Reibung während des

Verstehens des Ventils auf, so führt diese erhöhte Reibung auch zu einer erhöhten

Temperatur in dem Ventil, dessen Motor und/oder der Zuleitung zu dem Motor. Mit einem Thermosensor, insbesondere einem Infrarotsensor, lässt sich beispielsweise das

Thermoprofil des Ventils während einer motorischen Verstellung des Ventils erfassen.

Ist das Ventil und/oder der Druckzylinder insbesondere in einer geschützten Umgebung, beispielsweise der Ventilbox (Gehäuse, Einhausung), so können Leckagen auch durch einen Feuchtigkeitssensor erfasst werden. Am Eingang des Ventils liegt bei sogenannten nassen Systemen Löschfluid, beispielsweise Wasser an. Am Ausgang des Ventils liegt bei nassen Systemen ebenfalls das Löschfluid an. Mit Hilfe von Drucksensoren am Einlass und/oder Auslass des Ventils können

Druckveränderungen und/oder Druckunterschiede festgestellt werden. Das Ventil kann dadurch als Defekt erkannt werden. Auch bei trocken- vorgespannten Systemen liegt in der Rohrleitung ein Gasdruck an, welcher mit dem Drucksensor detektierbar ist.

Auch kann mit einem Feuchtigkeitssensor am Ausgang des Ventils bei einem trockenem System eine undichte Stelle in dem Ventil detektiert werden, da dann Feuchtigkeit durch das Ventil von seinem ggf. nassen Eingang zu dem ansonsten trockenen Ausgang gelangen.

Mit Hilfe eines Stromsensors lässt sich beispielsweise die Stromaufnahme des Stellmotors am Ventil erfassen, wenn dieser das Ventil verstellt. Durch erhöhte Reibung, die zum Beispiel durch Verkrustungen auftreten kann, kommt es zu einem erhöhten Drehmoment, welches zu einer erhöhten Stromaufnahme des Motors führt. Mit Hilfe des Stromsensors kann dies detektiert werden.

Schließlich lassen sich auch noch Endpositionen des Ventils mit einem Lagesensor erfassen. Ein Lagesensor kann ein Endschalter, ein Näherungssensor, z.B. ein induktiver Näherungssensor oder dergleichen sein. Durch Verkrustungen oder sonstige mechanische Beeinträchtigungen kann es dazu kommen, dass das Ventil nicht vollständig geöffnet und/oder vollständig geschlossen werden kann und das Ventil somit seine Endlage nicht erreicht. Mit Hilfe des Lagesensors kann dies detektiert werden. Insbesondere

Endlagenschalter können die Position des Ventils erfassen. Auch kann eine Position eines Ventils mittels Bildauswertung bestimmt werden und entsprechend ausgewertet werden.

Häufig ist es sinnvoll, einen zeitlichen Verlauf der Sensorsignale zu erfassen. Die

Sensorsignale sind insbesondere zeitvariant. Die Sensorsignale lassen sich über eine längere Zeit erfassen. Um einen Vergleich der angelernten ersten Sensorsignale mit den zweiten Sensorsignalen durchführen zu können, wird insbesondere eine Kreuzkorrelation, z.B, eine SSD Korrelation, zwischen den ersten und zweiten Sensorsignalen vorgeschlagen. Je geringer die Korrelation der Sensorsignale zueinander ist, desto größer ist deren

Abweichung. Auch lassen sich Bildsignale, beispielsweise einzelne Bilder, welche mit einem Bildsensor, beispielsweise einem CCD-Sensor, ein CMOS Sensor oder dergleichen erfasst wurden, miteinander kreuzkorrelieren.

Auch ist es möglich, dass die erfassten ersten und zweiten Bildsignale derart verglichen werden, dass Pixelwerte, beispielsweise Werte für Chroma und/oder Luma Komponenten der Pixel, miteinander verglichen werden und eine Abweichung dieser festgestellt wird. Der Betrag aller Abweichungen über ein Bild kann erfasst werden. Liegt dieser über einem Grenzwert, kann daraus geschlossen werden, dass sich am Sensor bzw. dessen äußeren Erscheinungsbild etwas verändert hat.

Wie bereits beschrieben, ist es möglich, dass Ventile und/oder der Druckzylinder in dafür vorgesehenen Ventilboxen / Einhausungen angeordnet sind. In diesen Ventilboxen / Einhausungen sind die Ventile samt Stellmotoren, Energieversorgung und ggf. Anschlüsse an einen Kommunikationsbus zusammengefasst. Die Ventilbox/ Einhausung wird nach der Montage verschlossen. In einer solchen Ventilbox/ Einhausungen herrschen dauerhaft relativ gleiche Umweltbedingungen, insbesondere ist in einer solchen Ventilbox/

Einhausungen keine externe Lichtquelle, welche das Erfassen von Bildsignalen

beeinflussen könnte. Um gute Ergebnisse bei dem Erfassen der Bildsignale zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass das Ventil / der Druckzylinder von einem Leuchtmittel beim Erfassen des Bildsignals beleuchtet wird. Das Leuchtmittel kann zusammen mit dem Bildsensor in einer baulichen Einheit vorgesehen sein und in dem Moment, in dem das Bild erfasst wird, das Ventil / der Druckzylinder beleuchten. Das Leuchtmittel kann Licht im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarotbereich und/oder Ultraviolettbereich ausstrahlen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass das Ventil und/oder der Druckzylinder und der Sensor in einem gemeinsamen Gehäuse eingehaust sind. In diesem Gehäuse, welches beispielsweise eine Ventilbox ist, herrschen für eine Auswertung ausreichend konstante Umweltbedingungen. Die Sensorsignale werden innerhalb des Gehäuses erfasst. Durch das Gehäuse wird sichergestellt, dass Veränderungen an den Sensorsignalen nur durch Veränderungen von innerhalb des Gehäuses vorhandenen Komponenten hervorgerufen werden können. Dies ist insbesondere das Ventil und/oder der Druckzylinder, welches gegenständlich überwacht werden soll.

Der Vergleich der ersten mit den zweiten Sensorsignalen soll in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich erfolgen. Daher wird vorgeschlagen, dass die zweiten Sensorsignale in Intervallen, insbesondere in regelmäßigen Intervallen, erfasst werden. Nach der Erfassung werden die zweiten Sensorsignale entweder unmittelbar vor Ort, in einem beispielsweise in der Ventilbox angeordneten Prozessor, mit den ersten Sensorsignalen verglichen. Auch ist es möglich, dass erste und zweite Sensorsignale über eine Kommunikationsstrecke, drahtlos oder drahtgebunden, insbesondere über Glasfaser, von dem Sensor an eine zentrale

Überwachungseinheit übermittelt werden. Dort können die erfassten Sensorsignale, wie beschrieben, ausgewertet werden.

Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, dass die Sensorsignale von dem Sensor an eine von dem Sensor entfernte, mit einer Vielzahl von Sensoren kommunizierende

Auswerteeinrichtung drahtgebunden, insbesondere per Glasfaser oder drahtlos,

insbesondere per LoRa oder Wlan, übermittelt werden. Eine zentrale Auswerteinstanz kann somit eine Auswertung über eine Vielzahl, bevorzugt alle Sensoren einer Anlage, insbesondere einer Brandbekämpfungsanlage durchführen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die ersten und zweiten Sensorsignale in einem Prozessor, der unmittelbar an dem Ventil und/oder in dem Gehäuse und/oder dem Druckzylinder angeordnet ist, miteinander verglichen werden und das Vergleichsergebnis an eine entfernte Auswerteeinrichtung drahtgebunden, insbesondere per Glasfaser oder drahtlos, insbesondere per LoRa oder Wlan, übermittelt wird. Hierdurch wird der Kommunikationsaufwand erheblich verringert. Ein Prozessor zum Vergleichen der Sensorsignale ist kostengünstig und kann an jedem Ventil / Druckzylinder angeordnet werden. Das Ventil / der Druckzylinder führt somit zusammen mit dem Sensor einen Selbsttest durch und liefert das Ergebnis des Selbsttestes an die Auswerteeinrichtung. Wie bereits beschrieben, sind die Ventile insbesondere Bereichsventile einer Brandbekämpfungsanlage. Auch können die Ventile Hauptventile oder Absperrventile insbesondere einer Brandbekämpfungsanlage sein

Ein weiterer Aspekt ist ein System nach Anspruch 11.

Das Ventil kann ein Ventil einer Brandbekämpfungsanlage sein. Insbesondere kann dies ein Bereichsventil oder ein Hauptventil sein. Auch andere, mit Wasser betriebene

Betriebsmittel einer Brandbekämpfungsanlage lassen sich gegenständlich überwachen. Insbesondere kann anstelle eines Ventils ein Druckzylinder (Wasserzylinder) überwacht werden. Dazu wird ein Verfahren zur Überwachung von Druckzylindern, insbesondere von Druckzylindem einer Brandbekämpfungsanlage vorgeschlagen, umfassend Erfassen von ersten Sensorsignalen an einem Druckzylinder in einem intakten Zustand mit einem Sensor, Anlernen der Überwachung mit den am Druckzylinder im intakten Zustand erfassten ersten Sensorsignalen, Erfassen von zweiten Sensorsignalen an dem Druckzylinder in einem unbekannten Zustand mit dem Sensor, Vergleichen der angelernten ersten Sensorsignale mit den zweiten Sensorsignalen und Ausgeben eines Signals bei einer Abweichung der zweiten Sensorsignale von den ersten

Sensorsignalen über einem Grenzwert.

Die Druckzylinder können dabei stationär im Bereich einer Brandbekämpfungsanlage installiert sein und Löschflüssigkeit, insbesondere Wasser Vorhalten, welches im Brandfall aus dem Druckzylinder ausgetrieben wird. Die Druckzylinder können aber auch mobil, insbesondere im Bereich eines Schienenfahrzeugs, z.B. auf dem Dach oder in einem Technikraum installiert sein und werden gegenständlich überwacht.

Alle Ausführungen in diesem Dokument, die sich auch die Überwachung von Ventilen beziehen, lassen sich auch auf Druckzylinder anwenden uns werden hiermit ebenfalls beansprucht. Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden

Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Brandbekämpfungssystems;

Fig. 2 einen schematischen Aufbau einer Ventilbox;

Fig. 3a eine Anordnung eines Sensors in einer Ventilbox;

Fig. 3b eine Anordnung eines Druckzylinders in einem Gehäuse;

Fig. 4 die Anordnung verschiedener Sensoren an einem Ventil;

Fig. 5a, b die Veränderung von Bildinformationen;

Fig. 6a, b die Veränderung von Thermoinformationen;

Fig. 7a-c der Vergleich von Zeitvarianten Sensorsignalen.

Fig. 1 zeigt ein Brandbekämpfungssystem 2 mit einem Hauptverteilstrang 4 sowie Bereichssträngen 6. An den Bereichssträngen 6 sind je nach Bedarf Löschdüsen/ Löschnebeldüsen 8 angeordnet. Die Bereichsstränge 6 sind über Bereichsventile 10 an dem Hauptstrang 4 angeschlossen. Die Bereichsventile 10 sowie die zur Überwachung und Steuerung der Bereichsventile 10 vorgesehenen Einrichtungen sind über einen Kommunikationsbus 12 mit einer Zentrale 14 verbunden. Ein Kommunikationsbus kann ein CAN-Bus sein.

Über den Kommunikationsbus 12 kann die Zentrale 14 die Ventile 10 bzw. die Ventilmotoren ansteuern und gegebenenfalls Sensorsignale empfangen. lm Ruhezustand sind die Bereichsventile 10 in einer Ruheposition, die entweder eine Öffnungsposition oder eine Geschlossenposition sein kann. ln Wartungsintervallen steuert die Zentrale 14 die Motoren der Bereichsventile 10 so an, dass dieses von der Ruheposition in eine Wartungsposition und/oder einer Aktivposition, die eine Öffnungsposition oder eine Geschlossenposition sein kann, verfahren, um die Funktion der Ventile 10 zu überprüfen lm Falle eines nassen Systems ist das Bereichsventil 10 in der Ruheposition geschlossen. Zur Wartung wird ein nachgelagertes Wartungsventil geschlossen, das Bereichsventil 10 geöffnet und wieder geschlossen und anschließend wird das Wartungsventil wieder geöffnet. ln einem Brandfall wird mittels einer Brandmeldezentrale, einer Videoüberwachung oder eines Operators ein Bereich detektiert, in dem ein Brand ist. Abhängig hiervon werden eines oder mehrere der Bereichsventile 10 geöffnet, so dass Löschfluid ggf. zunächst in den Hauptstrang und dann ggf. von dem Hauptstrang 4 in den jeweiligen Bereichsstrang 6 strömen kann und dort über die jeweiligen Löschdüsen 8

ausgebracht werden kann. Es versteht sich, dass die Funktion der Bereichsventile 10 wesentlich für die Funktion des Brandbekämpfungssystems 2 ist. Eine manuelle Überprüfung der Ventile ist jedoch aufwendig und zeitintensiv. ln der Fig. 2 ist ein Bereichsventil 10 in einer Ventilbox 16 gezeigt. Die Ventilbox 16 ist ein abschließbares Gehäuse, in das die Rohrleitung des Hauptstrangs 4 hineinführt und die Rohrleitung des Bereichsstrangs 6 herausführt ln der Ventilbox 16 ist das Ventil 10 angeordnet. An dem Ventil 10 ist ein Stellmotor 18 vorgesehen, mit dem das Ventil 10 motorisch geöffnet und geschlossen werden kann. Anstelle des Stellmotors 18 kann auch ein magnetischer Antrieb in einem magnetischen Ventil 10 vorgesehen sein. Die hier vorgestellten Beispiele gelten somit auch für Magnetventile.

Der Stellmotor 18 wird über einen Prozessor 20 angesteuert. Über eine

Kommunikationseinrichtung 22 ist das Ventil 10, der Stellmotor 18 und der Prozessor 20 mit dem Kommunikationsbus 12 verbunden. Zu lnspektionszwecken kann in der Ventilbox 16 neben den genannten Komponenten, wie in der Fig. 3a gezeigt, beispielsweise ein Bildsensor 24 vorgesehen sein. Der Bildsensor 24 kann dabei beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein CMOS Sensor sein. Der Bildsensor 24 kann so ausgerichtet sein, dass sein Blickfeld 24a das Ventil 10 samt Motor 18 sowie gegebenenfalls Teile der Rohrleitung vom Hauptstrang 4 und Bereichsstrang 6 erfasst. Der Sensor 24 ist an den Prozessor 20 angeschlossen. Neben dem Bildsensor 24 kann eine Lichtquelle in der Ventilbox 16 vorgesehen sein, die im Moment des Erfassens des Bildes die Ventilbox 16 zumindest teilweise ausleuchtet.

Zu lnspektionszwecken kann in dem Gehäuse 16a neben den genannten

Komponenten, wie in der Fig. 3b gezeigt, beispielsweise ein Bildsensor 24 vorgesehen sein. Der Bildsensor 24 kann dabei beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein CMOS Sensor sein. Der Bildsensor 24 kann so ausgerichtet sein, dass sein Blickfeld 24a den Druckzylinder 10a samt Ventil 10 sowie gegebenenfalls Teile der Rohrleitung vom Hauptstrang 4 und Bereichsstrang 6 erfasst. Der Sensor 24 ist an den Prozessor 20 angeschlossen. Neben dem Bildsensor 24 kann eine Lichtquelle in dem Gehäuse 16 vorgesehen sein, die im Moment des Erfassens des Bildes das Gehäuse 16 zumindest teilweise ausleuchtet lnsbesondere kann am Boden des Gehäuses 10a ein

Feuchtigkeitssensor angeordnet sein, mit dem eine Feuchtigkeit im Bereich des Druckzylinders 10a erfasst werden kann. Ein gegenständliches Ventil 10 kann an einem Druckzylinder 10a angeordnet sein und überwacht werden.

An dem Ventil 10 sowie dem Motor 18 als auch den an das Ventil 10 angeschlossenen Leitungen sowie dem Druckzylinder können verschiedenartigste Sensoren kumulativ oder alternativ zueinander angeordnet werden. Fig. 4 zeigt beispielhaft eine Anzahl verschiedener Sensoren.

So kann beispielsweise ein Körperschallsensor 26 an dem Ventil 10 angeordnet werden. Auch kann ein Bewegungssensor 28 an dem Ventil 10 angeordnet sein.

Ferner kann ein Feuchtesensor 30 in der Ventilbox 16 vorgesehen sein. Darüber hinaus kann auch ein Temperatursensor oder Wärmebildsensor 32 in dem Gehäuse 16 angeordnet sein. An dem Motor 18 können Lagesensoren 34 (oder Lageschalter) vorgesehen sein, die eine Lage/Position einer Ventilstellung erfassen können. Auch ein Stromsensor 36 kann an der Zuleitung zu dem Motor 18 vorgesehen sein. Darüber hinaus können Drucksensoren 38 und/oder Feuchtesensoren in den Rohrleitungen 4, 6 vorgesehen sein. Durch die verschiedensten Sensoren 24-38 lassen sich

Sensorsignale an dem Ventil 10 und dem Stellmotor 18 erfassen. ln einem intakten Zustand des Ventils 10 können die Sensoren erste Sensorsignale erfassen. Solche Sensorsignale sind beispielhaft in den Fig. 5a, 6a, 7a dargestellt. Diese Sensorsignale können zum Anlernen der Überwachung verwendet werden ln einem Betrieb können dann erneut mit demselben Sensor zweite Sensorsignale erfasst werden, wie sie in den Fig. 5b, 6b, 7b dargestellt sind. Diese zweiten Sensorsignale können mit den ersten Sensorsignalen verglichen werden und eine Abweichung kann detektiert werden. Eine solche Abweichung kann ein Hinweis auf einen Defekt des Ventils 10 sein.

Fig. 5a zeigt beispielsweise ein Bild des Bildsensors 24 von dem Ventil 10. An dem Ventil 10 sind keine Verkrustungen oder sonstige Anlagerungen zu erkennen. Nach einer gewissen Zeit, beispielsweise nach einigen Jahren, kann beispielsweise mit demselben Bildsensor 24 das Bild gemäß Fig. 5b aufgenommen werden. Zu erkennen sind an der Unterseite des Ventils 10 Ablagerungen, die beispielsweise durch

Leckagen oder Kondenswasser entstehen können.

Durch einen Pixelvergleich der Pixel des Bildes gemäß Fig. 5a mit den Pixeln des Bildes gemäß der Fig. 5b lässt sich feststellen, dass eine Anzahl an Pixeln verschiedene Chroma- und/oder Luma-Werte haben lst die Anzahl der sich unterscheidenden Pixel größer als ein Grenzwert, kann ein Signal ausgegeben werden.

Fig. 6a und b zeigen beispielhaft Bilder eines Temperatursensors 32. Zu

Wartungszwecken wird der Stellmotor 18 angetrieben, um das Ventil 10 beispielsweise in eine Wartungsposition zu verfahren. Hierbei entsteht Reibungswärme die, wie in der Fig. 6a zu erkennen ist, auf dem Temperaturbild zu erkennen ist. Das Bild 6b des Temperatursensors 32 zeigt das Ventil 10 in einem unbekannten Zustand. Dieses Bild ist ebenfalls während eines Verfahrens des

Stellmotors 18 in eine Wartungsstellung aufgenommen worden. Zu erkennen ist ein verändertes Thermoprofil. Durch ein Vergleich der Thermobilder gemäß Fig. 6a und b lässt sich feststellen, dass die Temperaturverteilung an dem Ventil 10 verschieden ist, was ebenfalls auf einen Wartungsbedarf hinweisen kann. Die Fig. 7a und b zeigen den Verlauf beispielsweise des Körperschalls an dem Ventil 10, wenn der Motor 18 das Ventil 10 von einer geschlossenen Position in eine

Wartungsposition verfährt. Fig. 7a zeigt das Schallprofil in einem intakten Zustand und Fig. 7b zeigt das Schallprofil am selben Ventil 10 in einem unbekannten Zustand. Durch eine Kreuzkorrelation der Verläufe gemäß Fig. 7a und b lässt sich, wie in der Fig. 7c dargestellt ist, feststellen, dass der zeitliche Verlauf des Schallsignals in bestimmten Zeiten nicht mehr korreliert ln diesem Fall sinkt der Wert der

Korrelation unter einen Grenzwert. Auf ein solches Unterschreiten kann auf einen Wartungsbedarf hinweisen. Das Erfassen der Sensorsignale erfolgt mit den Sensoren, wie oben beschrieben, in der Ventilbox 16. Der Prozessor 20 kann diese Sensorsignale an die Zentrale 14 übermitteln oder die ersten und zweiten Sensorsignale selbststätig auswerten und nur bei einem detektierten Wartungsbedarf ein Signal an die Zentrale 14 übermitteln. Mit Hilfe des gezeigten Verfahrens ist es in besonders einfacher Weise möglich,

Ventile 10, die über einen großen Bereich räumlich verteilt sind, automatisiert zu inspizieren. Bezugszeichenliste

2 Brandbekämpfungssystem

4 Hauptleitungsstrang

6 Bereichsleitungsstrang

8 Löschdüse

10 Ventil

10a Druckzylinder

12 Kommunikationsbus

14 Zentrale

16 Ventilbox

16a Gehäuse

18 Stellmotor

20 Prozessor

22 Kommunikationseinrichtung 24 Bildsensor

26 Schallsensor

28 Bewegungssensor

30 Feuchtigkeitssensor

32 Temperatursensor

34 Lagesensor

36 Stromsensor

38 Drucksensor




 
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