Die vorliegende Erfindung ist als Teil einer Fördermaßnahme des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramm(LuFo)-Pro- jekts Retrofitable Sensor Network Architecture for Predictive Maintenance of Aircraft (ReSA) entstanden. Das entsprechende Förderkennzeichen lautet 20X1721 A.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems an Bord von Luftfahrzeugen, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist, sowie ein zugehöriges Sensormodul, ein Luftfahrzeug, ein Verfahren zum Nachrüsten einer Vorrichtung zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems sowie ein Verfahren zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems.

Unter einer Substanz, welche mittels Vakuum abgesaugt wird, kann insbesondere ein Fluid, ein Feststoff oder ein Gemisch aus einem Fluid und einem Feststoff verstanden wer- den. Noch weiter insbesondere kann eine Substanz ein Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch, ein Flüssigkeits-Gas-Gemisch, ein Feststoff-Gas-Gemisch und/oder ein Gemisch aus einem Feststoff, einer Flüssigkeit und einem Gas umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Substanz insbesondere Wasser mit darin befindlichen Materialien, wie Schmutz, umfassen. Derartige Vakuumabsaugsysteme sind beispielsweise aus Luftfahrzeugen bekannt. In diesen wird ein üblicherweise als Wasteline bezeichnetes Rohr verwendet, um Schmutzwasser aus den Toiletten mittels Vakuum in einen Abwassertank des Luftfahrzeuges zu transportieren. In solchen Fällen können sich im Inneren der zu diesem Zweck verwendeten Rohre Ablagerungen bilden, welche den verfügbaren Querschnitt der Rohre verringern und im schlimmsten Fall eine Verstopfung verursachen können.

Um dies zu verhindern, sehen die Vorschriften zur Wartung der Vakuumabsaugsysteme bestimmte Reinigungsintervalle vor, in denen die Rohre gereinigt werden sollen, um so Ablagerungen zu lösen und eventuelle Verstopfungen zu vermeiden. Diese Reinigungsintervalle bestimmen sich üblicherweise auf der Grundlage der Flugstunden des jeweiligen Luftfahrzeugs.

Eine solche Festlegung von Reinigungsintervallen auf der Grundlage von Flugstunden hat sich jedoch als ineffizient herausgestellt, da je nach Einsatzprofil des Luftfahrzeuges, beispielsweise Kurzstrecke oder Langstrecke, ein unterschiedliches Nutzungsverhalten der Toilettenräume vorliegt. Erkenntnisse zeigen hierbei, dass im Falle von Flügen auf der Kurzstrecke die Toilettenräume üblicherweise weniger genutzt werden als im Falle von Flügen auf der Langstrecke. Hierdurch kann es vorkommen, dass ein Luftfahrzeug, welches vornehmlich auf der Kurzstrecke eingesetzt wurde, zwar nominell die gleiche Anzahl von Flugstunden aufweist wie ein Luftfahrzeug, das auf der Langstrecke eingesetzt wurde, die Wasteline dieses Luftfahrzeugs, das auf der Kurzstrecke eingesetzt wurde, aber deutlich weniger beansprucht wurde als die Wasteline des Luftfahrzeugs auf der Langstrecke.

In beiden Fällen bedeutet die akkumulierte Anzahl von Flugstunden, dass eine Reinigung gemäß den Vorgaben getätigt werden muss, obschon eine solche Reinigung für das Luftfahrzeug, welches vornehmlich auf der Kurzstrecke eingesetzt wurde, aufgrund der geringeren Beanspruchung der Wasteline eigentlich noch nicht nötig ist. Diese unterschiedlichen Nutzungsverhalten können also dazu führen, dass eine kostenintensive Reinigung der Wasteline durchgeführt wird, obwohl das entsprechende Rohr nicht oder nur geringfügig verschmutzt ist.

Es existieren daher Bestrebungen, die Reinigungsintervalle für die Wastelines in Luftfahrzeugen zu optimieren und diese insbesondere nicht mehr (lediglich) von der Anzahl der Flugstunden abhängig zu machen. Zu diesem Zweck schlägt die DE 10 2017 223 551 A1 ein System vor, bei dem der Zustand der Wasteline, insbesondere die Anzahl von Ablagerungen in der Wasteline, über ihr Akustikprofil bestimmt wird. Das Prinzip der DE 10 2017 224 551 A1 basiert hierbei darauf, dass sich das Akustikprofil ändert, wenn sich Ablagerungen in den Rohren bilden.

Ein Nachteil dieser Lösung auf Basis des Akustikprofils besteht darin, dass derartige akustische Lösungen einer aufwändigen Inbetriebnahme und Kalibrierung der verwendeten Sensorik und Analytik auf das jeweilige Luftfahrzeug bedürfen. Daher bedeutet die Verwendung von Akustikprofilen, beispielsweise mittels Ultraschall, stets, dass eine individuelle Einstellung für jedes Luftfahrzeug vorgenommen werden muss. Dies bedingt einen hohen Zeitaufwand, erhöht die Komplexität und die damit verbundenen Kosten.

Erkenntnisse haben ferner gezeigt, dass solche akustikbasierten Lösungen insbesondere für Luftfahrzeuge ungeeignet sind. So sind diese akustikbasierten Lösungen anfällig für externe Einflüsse. Innerhalb eines Luftfahrzeugs existieren nun eine Vielzahl von Teilsystemen, die Schwingungen und andere Störeinflüsse erzeugen und das Akustikprofil damit verändern können, so dass keine zuverlässige Messung mehr möglich ist. Auch lose Schellen, an denen die Wasteline montiert ist, können Störfaktoren sein, die das Akustikprofil verfälschen und so die Überprüfung und/oder Diagnose des Zustands der Wasteline ungenau bis unbrauchbar machen.

Ein weiteres Problem kann ferner darin bestehen, dass die Messung eines Akustikprofils zur Detektion von Ablagerungen eine indirekte Messmethode darstellt, die schon aus diesem Grunde inhärent unpräziser ist als eine direkte Messmethode.

Ausgehend hiervon stellt sich vorliegend die Aufgabe, ein System bereitzustellen, welches eine zustandsbezogene Wartung von Vakuumabsaugsystemen, insbesondere von den als Wasteline bezeichneten Rohren, ermöglicht, um so Systemausfälle zu vermeiden und die Reinigungsintervalle der Vakuumabsaugsysteme zu optimieren. Insbesondere stellt sich die Aufgabe, ein System bereitzustellen, welches erlaubt, den Zustand eines Vakuumabsaugsystems kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich zu überwachen. Noch weiter insbesondere stellt sich die Aufgabe, ein System bereitzustellen, mittels dessen ein Grad, insbesondere die Dimension, der Ablagerungen in den als Wasteline bezeichneten Rohren von Vakuumabsaugsystemen untersucht und bevorzugt kontinuierlich und quasi-kontinuierlich überwacht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein System zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems an Bord von Luftfahrzeugen, bereitgestellt, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist. Das System weist ferner wenigstens zwei Kondensatorelektroden auf, die derart angeordnet sind, dass ein elektrisches Feld im Inneren des Rohrabschnittes in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden ausbildbar ist. Ferner weist das System eine Auswerteeinheit auf und/oder steht mit einer Auswerteinheit in kommunikativer Verbindung, wobei die Auswerteeinheit ausgebildet ist, einen für eine elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameter zu ermitteln, und basierend auf dem Ermitteln des fürdie elektrische Kapazität indikativen Parameters eine Ablagerung in dem Bereich zwischen den Kondensatorelektroden zu detektieren.

Erfindungsgemäß wird also der Zustand des Rohrabschnittes, beispielsweise eines Abschnittes des bei Luftfahrzeugen als Wasteline bezeichneten Rohres, ermittelt, indem die Ablagerungen innerhalb des Rohrabschnittes mittels eines kapazitiven Sensors bestimmt werden. Dieser kapazitive Sensor wird hierbei erfindungsgemäß durch wenigstens zwei Elektroden gebildet, die nachfolgend als Kondensatorelektroden bezeichnet werden. Hierzu kann der Rohrabschnitt also eine entsprechende Vielzahl von Elektroden umfassen oder diese aufweisen. In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehr Elektroden aus der Vielzahl von Elektroden ausgewählt werden, um als Kondensatorelektroden für den kapazitiven Sensor zu fungieren.

Der Rohrabschnitt kann aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Rohrabschnitt, dessen Zustand ermittelt wird, ein Metall umfassen oder aus einem Metall bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann der Rohrabschnitt einen Verbundstoff, insbesondere einen Faserverbundstoff, umfassen oder aus einem Verbundstoff, insbesondere einem Faserverbundstoff bestehen. Auch weitere Materialien für den Rohrabschnitt sind denkbar.

Die Kondensatorelektroden sind eingerichtet, ein elektrisches Feld in einem Inneren des Rohrabschnittes, welcher insbesondere als eine Wasteline oder als Teil einer Wasteline für ein Luftfahrzeug eingerichtet sein kann, zu erzeugen. Das elektrische Feld wird hierbei in einem Bereich zwischen den Kondensatorelektroden ausgebildet. ln einigen Ausführungsformen kann das System so eingerichtet sein, dass der Rohrabschnitt selbst als eine der Kondensatorelektroden fungiert und mit einer weiteren, an dem Rohrabschnitt angeordneten, Kondensatorelektrode gemeinsam das elektrische Feld erzeugt. In diesen Fällen ist der Rohrabschnitt bevorzugt aus einem Material ausgebildet oder umfasst ein Material, welches eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Insbesondere kann der Rohrabschnitt in diesen Fällen aus einem Metall ausgebildet sein oder ein Metall umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der Rohrabschnitt auch aus einem Verbundstoff, insbesondere einem Faserverbundstoff, mit entsprechender Leitfähigkeit ausgebildet sein oder einen solchen umfassen.

In einigen Ausführungsformen kann das System auch so eingerichtet sein, dass der metallische Rohrabschnitt nicht als Kondensatorelektrode fungiert, sondern stattdessen zwei oder mehr von dem metallischen Rohrabschnitt separate Kondensatorelektroden zur Erzeugung des elektrischen Feldes verwendet werden. Auch in diesen Fällen kann der Rohrabschnitt aus einem Material ausgebildet sein oder ein Material umfassen, welches eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, so beispielsweise ein Metall und/oder einen Verbundstoff, insbesondere Faserverbundstoff, mit entsprechender Leitfähigkeit. Alternativ oder zusätzlich kann der Rohrabschnitt auch aus einem Material ausgebildet sein oder ein Material umfassen, welches keine oder nur eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit aufweist, da das Rohr in diesen Fällen nicht selbst als Kondensatorelektrode verwendet wird.

In einigen Ausführungsformen kann die eine oder die mehreren Kondensatorelektroden als Ringelektrode ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich kann die eine oder die mehreren Kondensatorelektroden auch als Streifenelektrode ausgeführt sein. Hierbei kann die Streifenelektrode bevorzugt ringförmig angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die eine oder die mehreren Kondensatorelektroden auch als netz- odergitterförmige Elektrode ausgeführt sein.

In einigen Ausführungsformen können die Kondensatorelektroden hierbei mittels einer Halterung an dem Rohrabschnitt angeordnet werden. Beispielsweise kann die Halterung zwischen zwei Rohrabschnittsteilen eingefügt werden. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass die Kondensatorelektroden und der Rohrabschnitt beziehungsweise die zwei Rohrabschnittsteile elektrisch voneinander isoliert werden. In einigen Ausführungsformen ist die Halterung daher so ausgeführt, dass sie eine entsprechende Isolierung bereitstellt.

In einigen Ausführungsformen kann die Halterung einen oder mehrere Isolationsabschnitte umfassen und/oder aus zumindest einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein. ln einigen Ausführungsformen können die Kondensatorelektroden auch derart ausgestaltet sein, dass sie an ihren Kontaktflächen mit der Halterung und/oder mit dem Rohrabschnitt eine Isolationsschicht und/oder einen oder mehrere Isolationsabschnitte aufweisen.

In einigen Ausführungsformen, insbesondere solchen, in denen die Halterung zwischen zwei Rohrabschnittsteilen angeordnet ist, kann insbesondere zumindest eine Isolationsschicht und/oder zumindest ein Isolationsabschnitt zwischen Halterung und Rohrabschnittsteilen angeordnet werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn Halterung und Isolationsschicht beziehungsweise Isolationsabschnitt sowie Rohrabschnittsteile so angeordnet sind, dass sie einen flächigen Verlauf fürdie innerhalb des Rohrabschnitts befindliche Substanz bilden.

In einigen Ausführungsformen können die Kondensatorelektroden alternativ oder zusätzlich auch in den Rohrabschnitt integriert sein. Auch bei diesem Integrieren ist es notwendig, die Kondensatorelektroden elektrisch von dem Rohrabschnitt zu isolieren. Hierzu können die Kondensatorelektroden in einigen Ausführungsformen insbesondere mit zumindest einer Isolationsschicht und/oder zumindest einem Isolationsabschnitt versehen werden, die so angeordnet sind, dass die Kondensatorelektroden und der Rohrabschnitt elektrisch voneinander isoliert sind.

Durch das Verbinden und/oder Integrieren wird erfindungsgemäß ermöglicht, dass sich das im Bereich zwischen den Kondensatorelektroden ausgebildete elektrische Feld derart im Inneren des Rohrabschnittes ausbreitet, dass das elektrische Feld eventuelle in dem Inneren des Rohrabschnittes vorhandene Ablagerungen durchdringt und demnach von diesen beeinflusst wird.

Diese Beeinflussung des elektrischen Feldes kann hierbei insbesondere bedeuten, dass die Ablagerungen als Dielektrikum zwischen den Kondensatorelektroden wirken und somit die elektrische Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden im Vergleich zu einem mit Luft gefüllten Raum - also einem sauberen Rohrabschnitt ohne Ablagerungen - verändern und insbesondere erhöhen. Der zur Ermittlung der Ablagerungen verwendete, durch die wenigstens zwei Kondensatorelektroden ausgebildete kapazitive Sensor basiert also auf einer Messung der Veränderung der Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden oder auf einer Messung der Veränderung einer durch die Kapazität beeinflussten Messgröße. Um diese Veränderung ermitteln zu können, ist erfindungsgemäß eine Auswerteeinheit vorgesehen, die eingerichtet ist, einen für die elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameter zu ermitteln und diesen auszuwerten, um so die Präsenz von Ablagerungen innerhalb des Rohrabschnittes, also insbesondere innerhalb des Bereichs zwischen den Kondensatorelektroden zu detektieren. Diese Auswerteeinheit kann hierbei als Teil des Systems ausgeführt sein, insbesondere in das System integriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswerteeinheit aber auch als externe, von dem System separate Auswerteeinheit ausgeführt sein, die mit dem System in kommunikativer Verbindung steht, um das Ergebnis der kapazitiven Messung durch die Kondensatorelektroden zu erhalten.

Die Auswerteeinheit kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Insbesondere kann die Auswerteeinheit so ausgeführt sein, dass die Funktionen des Ermittelns des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters und des Detektierens der Ablagerung in einer einzigen oder in mehreren Verarbeitungseinheiten implementiert sein können. So kann sich beispielsweise eine dedizierte Verarbeitungseinheit in Signalverbindung mit den wenigstens zwei Kondensatorelektroden befinden, um die elektrische Kapazität zu bestimmen. Der auf diese Weise ermittelte, für die elektrische Kapazität indikative Parameter kann hierbei vorzugsweise über eine Datenverbindung an eine weitere Verarbeitungseinheit übertragen werden. Die dedizierte Verarbeitungseinheit kann hierbei den Parameter empfangen und dazu verwenden, die Ablagerung basierend auf dem empfangenen Parameter zu ermitteln. Hierbei kann die dedizierte Verarbeitungseinheit physisch an einer anderen Stelle, das heißt entfernt von insbesondere dem Rohrabschnitt ausgebildet sein. In dem Fall, in dem das Vakuumabsaugsystem in einem Luftfahrzeug angeordnet ist, kann die dedizierte Verarbeitungseinheit daher räumlich getrennt von dem Luftfahrzeug ausgebildet sein, beispielsweise in einem Server und/oder als Teil einer Cloud.

Die Verteilung der Aufgaben zwischen den einzelnen Verarbeitungseinheiten, die die Auswertungseinheit ausformen, kann an die spezifischen Bedürfnisse der jeweiligen Situation angepasst sein. In einigen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit auch eine mit den wenigstens zwei Kondensatorelektroden in Signalverbindung stehende erste Verarbeitungseinheit umfassen, die eingerichtet ist, nur einen Strom- und/oder einen Spannungswert zu bestimmen, wobei die Auswerteeinheit eine zweite Verarbeitungseinheit umfasst, an die die Strom- und/oder Spannungswerte zur weiteren Verarbeitung und/oder Auswertung übertragen werden. Die eine oder jede der mehreren Verarbeitungseinheiten kann durch eine beliebige, dem Fachmann bekannte Art und Kombination geeigneter Verarbeitungseinheiten, beispielsweise von Elektronikbauteilen, einschließlich Prozessoren und dergleichen, und/oder als Software implementiert sein.

Das Ermitteln eines für die elektrische Kapazität indikativen Parameters kann nach einem bekannten Verfahren durchgeführt werden. So ist beispielsweise bekannt, die Kondensatorelektroden mit einem konstanten Strom zu laden und die Spannungsanstiegsgeschwindigkeit zu beobachten. Alternativ oder zusätzlich kann die Resonanzfrequenz eines mit den Kondensatorelektroden gebildeten LC-Schwingkreises gemessen werden, wobei auch andere Möglichkeiten bekannt sind.

Besonders bevorzugt erfolgt das Ermitteln des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters durch Anlegen einer Wechselspannung und Messen des Stromverlaufes. Hierbei kann neben der Größenordnung des Stromes auch seine Phasenlage relativ zur Spannung erfasst werden, so dass auch die Impedanz und der Verlustwinkel bzw. der Gütefaktor des Kondensators bestimmt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Ablagerung im Bereich zwischen den Kondensatorelektroden anhand der bestimmten elektrischen Kapazität sowie anhand der Impedanz und/oder des Gütefaktors bestimmt.

Der für die elektrische Kapazität indikative Parameter kann hierbei entsprechend vorzugsweise die elektrische Kapazität selbst umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann der für die elektrische Kapazität indikative Parameter jedoch auch einen Stromverlauf zwischen den Kondensatorelektroden, einen Spannungsverlauf zwischen den Kondensatorelektroden und/oder eine Resonanzfrequenz umfassen. Andere Messgrößen, die für die Kapazität indikativ sind und/oder von ihr beeinflusst werden, können ebenfalls verwendet werden.

Bevorzugt ist das System eingerichtet, basierend auf dem Ermitteln des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters eine Ablagerung zu detektieren. Dieses Detektieren kann hierbei insbesondere ein Feststellen, dass eine Ablagerung überhaupt vorliegt, umfassen. In einigen Ausführungsform kann das Detektieren ferner ein Ermitteln des Grads der Ablagerung oder Ablagerungen umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Detektieren insbesondere umfassen, die Dicke der Ablagerung - und damit die Auswirkung der Ablagerung auf den Durchmesser des Rohrabschnittes - zu ermitteln. Dies erlaubt eine quantitative Festlegung des noch vorhandenen Querschnitts des Rohrabschnittes und ermöglicht damit eine präzisere Planung und Festlegung der Wartungsintervalle. Erfindungsgemäß werden wenigstens zwei Kondensatorelektroden bereitgestellt, wobei eine der wenigstens zwei Kondensatorelektroden durch den Rohrabschnitt verwirklicht werden kann. Werden mehr als zwei Kondensatorelektroden verwendet, so können die für die elektrische Kapazität zwischen je zwei der mehr als zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameter bestimmt werden. Durch die Verfügbarkeit mehrerer für die elektrische Kapazität indikativer Parameter zwischen unterschiedlichen Paaren von Kondensatorelektroden ergibt sich eine Redundanz, so dass die Ablagerung mit höherer Zuverlässigkeit und Sicherheit bestimmbar ist.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt insbesondere darin, dass es ermöglicht, den Zustand des Vakuumabsaugsystems kontinuierlich zu überwachen und daher das Vakuumabsaugsystem zuverlässig zu diagnostizieren. Anders als aus den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen ist das erfindungsgemäße System hierbei ohne Kalibrierung, beispielsweise auf einzelnen Flugzeugen, einsatzfähig. Ferner ist das System, welches auf der Verwendung eines kapazitiven Sensors beruht, unabhängig von externen Einflüssen und Störgrößen. Hierdurch sind die Messungen sehr zuverlässig und langzeitstabil. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Detektion von Ablagerungen mittels eines kapazitiven Sensors ein direktes Messen der Zielgröße, hier der Menge an Ablagerungen innerhalb des Rohrabschnittes, ermöglicht. Diese direkte Messung erlaubt hierbei nicht nur ein Detektieren, dass eine Ablagerung vorliegt, sondern auch ein Quantifizieren derselben. Insbesondere ermöglicht die Messung, die Dicke und Ausbreitung der Ablagerung zu ermitteln und quantitativ die Entwicklung dieser Größen nachzuverfolgen.

Hierdurch kann eine noch höhere Zuverlässigkeit sichergestellt und eine auch quantitativ auswertbare Detektion bereitgestellt werden.

In einigen Ausführungsformen kann das System ferner eine Kommunikationseinheit aufweisen, wobei die Kommunikationseinheit dazu ausgebildet sein kann, den für die elektrische Kapazität indikativen Parameter und/oder die Ablagerung an eine übergeordnete Infrastruktur, insbesondere eine Luftfahrzeuginfrastruktur, zu kommunizieren.

Es ist bevorzugt, dass das System ferner einer Kommunikationseinheit aufweist, die in der Lage ist, mit einer übergeordneten Infrastruktur, beispielsweise der Infrastruktur eines Luftfahrzeugs, zu kommunizieren.

In einigen Ausführungsformen können so insbesondere der durch die Auswerteeinheit ermittelte für die elektrische Kapazität indikative Parameter und/oder eine Indikation über die detektierte Ablagerung an die übergeordnete Infrastruktur übermittelt werden. In einigen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit auch als Teil der übergeordneten Infrastruktur ausgestaltet sein. In diesem Fall kann die Kommunikationseinheit eingerichtet sein, die Rohdaten der Kondensatormessung zu übermitteln, wobei die Auswerteeinheit innerhalb der übergeordneten Infrastruktur den für die elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameter ermitteln kann.

In einigen Ausführungsformen kann das System insbesondere so ausgestaltet werden, dass lediglich der für die elektrische Kapazität indikative Parameter durch die Kommunikationseinheit an die übergeordnete Infrastruktur kommuniziert wird und die Detektion der Ablagerung durch eine Auswertung innerhalb der übergeordneten Infrastruktur erfolgt. Hierzu ist die Auswerteeinheit bevorzugt mit zumindest zwei Verarbeitungseinheiten ausgestattet, wobei eine Verarbeitungseinheit, nämlich die Verarbeitungseinheit, die zur Detektion der Ablagerung ausgebildet ist, als Teil der übergeordneten Infrastruktur ausgeführt ist. In einigen Ausführungsformen ist die Verarbeitungseinheit, die als Teil der übergeordneten Infrastruktur ausgeführt ist, als Softwaremodul der übergeordneten Infrastruktur, insbesondere der Luftfahrzeuginfrastruktur, ausgeführt.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt darin, dass eine besonders einfache Umsetzung und Implementierung der Auswerteeinheit erreicht werden kann, da hier auf die bereits in der übergeordneten Infrastruktur vorhandene Rechenleistung zurückgegriffen werden kann. Ferner können bereits bestehenden Verarbeitungsmittel mittels eines Softwaremoduls um die Funktionen der Auswerteeinheit erweitert werden. Dieses Softwaremodul kann insbesondere ohne Neuprogrammierung und/oder Neuformatierung der Verarbeitungsmittel aktiviert und verwendet werden. Auch hierdurch wird eine vereinfachte Nachrüstung bereits vorhandener Systeme ermöglicht.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kommunikationseinheit zur direkten Kommunikation mit einem Server und/oder einer Cloud ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Auswerteeinheit insbesondere so ausgestaltet sein, dass sie den für die elektrische Kapazität indikativen Parameter nicht nur ermittelt, sondern auch verwendet, um eventuelle Ablagerungen in dem Rohrabschnitt, insbesondere der Wasteline, zu detektieren. In diesem Fall können sowohl der für die elektrische Kapazität indikative Parameter als auch eine Information über die Ablagerung, wie beispielsweise deren Dicke und/oder deren Ausmaße und/oder eine Indikation, dass eine Ablagerung detektiert wurde, mittels der Kommunikationseinheit direkt an den Server und/oder die Cloud übermittelt werden. Der Server und/oder die Cloud können bevorzugt eine Nutzerschnittstelle umfassen, mittels derer ein Nutzer, insbesondere entsprechendes Wartungspersonal oder, im Falle von Luftfahrzeugen, entsprechendes Bodenpersonal, die Informationen einsehen und mit diesen interagieren kann. Hierbei kann der Zugriff auf die Informationen und die Interaktion mit diesen geschützt sein, beispielsweise mittels einer Verschlüsselung, die durch ein Passwort und/oder eine Identitätskarte entschlüsselt werden kann. Auch alternative Maßnahmen zur Sicherung der Informationen sind denkbar.

In einigen Ausführungsformen können der Server und/oder die Cloud auch so eingerichtet sein, dass von mehreren Nutzerschnittstellen auf den Server und/oder die Cloud zugegriffen werden kann. So kann nicht nur das Wartungs- und/oder Bodenpersonal die Informationen einsehen, sondern auch weitere Nutzer, beispielsweise das Personal an Bord eines Luftfahrzeugs. Auch in diesem Fall kann der Zugriff wie vorstehend beschrieben geschützt sein.

In einigen Ausführungsformen kann die Ermittlung insbesondere in Echtzeit erfolgen, so dass das Wartungs- und/oder Bodenpersonal den Zustand in Echtzeit nachverfolgen kann. Im Falle von Luftfahrzeugen kann dies insbesondere dazu genutzt werden, schon während des Fluges festzustellen, dass eine Wartung notwendig ist und entsprechend Wartungsmaßnahmen vorzubereiten. Dies spart Zeit und ermöglicht eine effiziente Wartung.

Durch diese Art der Ausführung kann insbesondere die Datenintegrität verbessert werden, da die Daten beispielsweise direkt von einem Luftfahrzeug auf einen terrestrischen Server speicherbar und demnach weltweit abrufbar sind.

In einigen Ausführungsformen kann die Kommunikationseinheit zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikation mit der übergeordneten Infrastruktur ausgebildet sein.

Es ist bevorzugt, dass die Kommunikationseinheit eingerichtet ist, mit der übergeordneten Infrastruktur, so beispielsweise der Luftfahrzeuginfrastruktur und/oder einem Server, der Teil der übergeordneten Infrastruktur ist, zu kommunizieren. Diese Kommunikation kann hierbei drahtgebunden und/oder drahtlos erfolgen.

Eine drahtlose Kommunikation ist hierbei insoweit vorteilhaft, dass diese ermöglicht, die Integration in die bestehende Infrastruktur besonders einfach durchzuführen, da beispielsweise die Notwendigkeit von Kabelverbindungen entfällt. Dies erleichtert die Nachrüstung noch weiter. Wenn das System in so einem Fall weiterhin ausgestaltet ist, um durch eine externe Energieversorgung, beispielsweise eine Batterie, versorgt zu werden, erlaubt dies ferner, den Zertifizierungsaufwand niedrig zu halten und das System für zumindest eine Gruppe von Luftfahrzeugtypen gleichartig auszugestalten.

In einigen Ausführungsformen kann das System dazu ausgebildet sein, Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen des Vakuumabsaugsystems zu erstellen.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass das System eingerichtet ist, Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen auszugeben. Derartige Zustandsprognosen können hierbei insbesondere auf Basis einer kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen Überwachung und Diagnose der Rohrabschnitte, insbesondere in Bezug auf die Ablagerungen darin, entwickelt und ausgegeben werden. Hierbei können insbesondere Trends bezüglich eines Ablagerungsgrads und/oder Anzahl von Ablagerungen in den Rohrabschnitten in Betracht gezogen werden.

Diese Zustandsprognosen können hierbei insbesondere basierend auf der zeitlichen Entwicklung der Ablagerung und/oder Ablagerungen erstellt und ausgegeben werden. So erlaubt die Messung des für die elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameters nicht nur ein Vorhandensein einer Ablagerung als solches, sondern auch deren Größe/Dimensionierung, insbesondere deren Dicke, zu bestimmen. Diese Größe, insbesondere die Dicke, kann über einen längeren Zeitraum immer wieder betrachtet werden.

Eine derartige Betrachtung der Größen- beziehungsweise Dickenänderung, insbesondere Größen- beziehungsweise Dickenzunahme in Abhängigkeit von der Zeit kann erlauben, vorherzusagen, wie sich der Zustand des Rohrabschnittes im Laufe derzeit verändern wird und/oder wann ein Wartungsvorgang, insbesondere eine Reinigung des Rohrabschnittes, voraussichtlich durchgeführt werden sollte.

Hierbei kann derzeitliche Verlauf der Ablagerungsänderung insbesondere dazu verwendet werden, den Zeitraum abzuschätzen, nach dem der Wartungsvorgang durchgeführt werden sollte. Noch weiter insbesondere kann ermittelt werden, dass, wenn der zeitliche Verlauf der Ablagerungsänderung anzeigt, dass die Ablagerung schnell größer wird, ein Wartungsvorgang kurzfristiger anstehen wird als in dem Fall, in dem der zeitliche Verlauf der Ablagerungsänderung ein eher langsames Anwachsen der Ablagerung aufzeigt. Auf Basis der Zustandsprognosen können ferner entsprechende Wartungsempfehlungen ausgegeben werden. Solche Wartungsempfehlungen können insbesondere in der Ausgabe einer Indikation oder eines Hinweises ausgestaltet sein, der einem Nutzer ausgegeben wird.

In einigen Ausführungsformen kann insbesondere die Betrachtung der Dickenzunahme der Ablagerung innerhalb des Rohres in Abhängigkeit von der Zeit dazu verwendet werden, entsprechende Wartungsempfehlungen zu erstellen und auszugeben. Wird beispielsweise festgestellt, dass die Dicke der Ablagerung sich nicht ändert, kann eine Wartungsempfehlung dahingehend ausgegeben werden, dass zwar eine Ablagerung vorliegt, diese aber in absehbarer Zeit keine Wartung erfordert. Nimmt die Dicke jedoch zu, kann eine Wartungsempfehlung dahingehend ausgegeben werden, dass eine Wartung in naher Zukunft ansteht.

In einigen Ausführungsformen können die Wartungsempfehlungen über ein Anzeigemittel in der übergeordneten Infrastruktur ausgegeben werden. In einigen Ausführungsformen können die Wartungsempfehlungen hierzu insbesondere ebenfalls über die Kommunikationseinheit übermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die übergeordnete Infrastruktur auch eingerichtet sein, auf Basis der Detektion der Ablagerungen die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen zu erstellen und diese sodann über eine Nutzerschnittstelle, insbesondere ein Anzeigemittel, auszugeben.

In einigen Ausführungsformen können die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen durch die Auswerteeinheit erstellt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen auch durch eine dedizierte Verarbeitungseinheit erstellt werden. Die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen können sodann durch die Kommunikationseinheit an die übergeordnete Infrastruktur übermittelt werden, wobei die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen dann wie oben beschrieben ausgegeben werden können.

Die Zustandsprognosen und die Wartungsempfehlungen können hierbei auch miteinander assoziiert ausgegeben werden. So kann eine Zustandsprognose beispielsweise einen Verschmutzungsgrad zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft umfassen und die damit assoziierte Wartungsempfehlung kann angeben, wann das Durchführen einer Reinigung empfohlen wird. Vorzugsweise ist das System dazu eingerichtet, die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen zu protokollieren, anzuzeigen, beispielsweise auf einem Bildschirm, und/oder zu übertragen, beispielsweise auf einen Server wie einen zentralen Wartungsserver. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass eine frühzeitige Planung von Wartungsvorgängen durchgeführt werden kann. Ferner können die Wartungsvorgänge auf diese Weise auch frühzeitiger durchgeführt werden und so eventuelle Verstopfungen und/oder Verschmutzungen sowie entsprechende Ausfälle vermieden werden. Dies erlaubt, die entsprechenden Vorgänge effizienter zu gestalten.

In einigen Ausführungsformen kann das System ferner eine Halterungskomponente aufweisen, die in den Rohrabschnitt derart einsetzbar ist, dass zwei axial beabstandete Rohrabschnittteile mit der dazwischen angeordneten Halterungskomponente ausgebildet sind, wobei die Halterungskomponente (100) wenigstens einen Aufnahmebereich, insbesondere wenigstens zwei voneinander beabstandete Aufnahmebereiche, zur Aufnahme wenigstens einer Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden aufweisen kann, wobei die Halterungskomponente eingerichtet sein kann, die wenigstens eine Kondensatorelektrode derwenigstens zwei Kondensatorelektroden von dem Rohrabschnitt elektrisch zu isolieren.

In einigen Ausführungsformen kann eine Halterungskomponente für das System bereitgestellt werden. Eine solche Halterungskomponente ist zwischen zwei Rohrabschnitten einsetzbar oder kann einen Teil des Rohrabschnittes ersetzen.

Die Halterungskomponente kann wenigstens einen Aufnahmebereich umfassen, der zur Aufnahme der zumindest einen Kondensatorelektrode ausgestaltet ist. In einigen Ausführungsformen, in denen mehrere Kondensatorelektroden verwendet werden, kann die Halterungskomponente bevorzugt mehrere Aufnahmebereiche umfassen, die voneinander be- abstandet angeordnet sind. Die Anzahl der Aufnahmebereiche kann sich bevorzugt auf Basis der Anzahl der Kondensatorelektroden bestimmen: Bei zwei Kondensatorelektroden umfasst die Halterungskomponente bevorzugt zwei Aufnahmebereiche und bei drei Kondensatorelektroden drei Aufnahmebereiche.

In einigen Ausführungsformen können die mehreren Aufnahmebereiche bevorzugt in axialer Richtung voneinander beabstandet sein. In diesen Ausführungsformen können die mehreren Aufnahmebereiche insbesondere zur Aufnahme von Ringelektroden ausgestaltet sein. In einigen Ausführungsformen können die mehreren Aufnahmebereiche auch in radialer Richtung voneinander beabstandet sein. Bevorzugt dienen in diesen Ausführungsformen die mehreren Aufnahmebereiche insbesondere zur Aufnahme von Streifenelektroden. Auch andere Arten von Elektroden können durch die Aufnahmebereiche aufgenom- men werden, unabhängig davon, ob diese axial oder radial voneinander beabstandet ausgeführt wird. Die Aufnahmebereiche sind hierbei bevorzugt derart ausgestaltet, dass sie eine Form aufweisen, in die die jeweiligen Elektroden eingelassen werden können.

Die Halterungskomponente kann hierbei bevorzugt eingerichtet sein, eine elektrische Isolation zwischen der wenigstens einen Kondensatorelektrode und dem Rohrabschnitt bereitzustellen. Hierzu kann die Halterungskomponente insbesondere einen oder mehrere Isolationsabschnitte und/oder eine oder mehrere Isolationsschichten umfassen, die an den Kontaktflächen zwischen der Halterungskomponente und der zumindest einen Kondensatorelektrode angeordnet sind. In diesem Fall ist die zumindest eine Kondensatorelektrode elektrisch von der Halterungskomponente isoliert, so dass auch der Rohrabschnitt elektrisch von der zumindest einen Kondensatorelektrode isoliert ist, wenn die Halterungskomponente an dem Rohrabschnitt angeordnet wird.

Alternativ oder zusätzlich kann die Halterungskomponente eine oder mehrere Isolationsschichten und/oder einen oder mehrere Isolationsabschnitte aufweisen, die an den Kontaktflächen zwischen der Halterungskomponente und dem Rohrabschnitt angeordnet sind. Ist in diesem Fall die zumindest eine Kondensatorelektrode durch eine weitere Isolationsschicht und/oder einen weiteren Isolationsabschnitt von der Halterungskomponente elektrisch isoliert, besteht also eine doppelte elektrische Isolation. Ist die Kondensatorelektrode so in der Halterungskomponente angeordnet, dass keine elektrische Isolation besteht, bewirkt die Isolation zwischen Halterungskomponente und Rohrabschnitt die notwendige elektrische Isolation.

In einigen Ausführungsformen kann die Halterungskomponente auch aus zumindest einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet sein und/oder ein solches umfassen. In diesem Fall wird die elektrische Isolation zwischen zumindest einer Kondensatorelektrode und Rohrabschnitt durch die gesamte Halterungskomponente bewirkt.

Die Verwendung einer Halterungskomponente ermöglicht eine besonders einfache Integration des erfindungsgemäßen Systems in das Vakuumabsaugsystem, da zum Einbau die Halterungskomponente zu montieren ist, um das Vakuumabsaugsystem mit dem erfindungsgemäßen System nachzurüsten. In einigen Ausführungsformen kann die Halterungskomponente und die wenigstens eine Kondensatorelektrode in dem wenigstens einen Aufnahmebereich ausgestaltet sein, einen flächigen Verlauf mit dem Rohrabschnitt zu bilden. Vorzugsweise setzt die Halterungskomponente und damit auch die in den Aufnahmebereich aufgenommene Kondensatorelektrode den Verlauf des Rohrabschnittes frei von Änderungen des Durchmessers fort und bildet im Inneren des Rohrabschnittes keine Kanten. Hierdurch kann verhindert werden, dass die Halterungskomponente zu unnötigen Druckverlusten führt und/oder einen Widerstand für das Material im Inneren des Rohres ausbildet, der eine Anhäufung von Ablagerungen fördern könnte.

In den Ausführungsformen, in denen die Isolation zwischen zumindest einer Kondensatorelektrode und Rohrabschnitt durch eine oder mehrere Isolationsschichten und/oder einen oder mehrere Isolationsabschnitte zwischen der Halterungskomponente und dem Rohrabschnitt bereitgestellt wird, ist es vorteilhaft, wenn Halterungskomponente und Isolationsschicht und/oder Isolationsabschnitt sowie Rohrabschnitt so angeordnet sind, dass sie einen flächigen Verlauf für die innerhalb des Rohrabschnitts befindliche Substanz bilden.

In einigen Ausführungsformen kann die Halterungskomponente an beiden Seiten einen Verbindungsabschnitt aufweisen, der zur permanenten Verbindung, insbesondere durch Schweißen, und/oder nicht-permanenten Verbindung, insbesondere mittels Verbindungsschellen und/oder Schraubverbindungen und/oder Klebeverbindungen, mit dem Rohrabschnitt ausgebildet sein kann.

Es ist bevorzugt, dass die Verbindung zwischen Halterungskomponente und Rohrabschnitt derart ausgebildet ist, dass sie einem Differenzdruck zwischen Rohrabschnitt und Umgebung standhält und ferner Leckagen, also Austreten von Fluid aus dem Rohrabschnitt, verhindert. Hierzu umfasst die Halterungskomponente bevorzugt entsprechende Verbindungsabschnitte, die derart angeordnet sind, dass sie an den Seiten der Halterungskomponente eine Verbindung mit dem Rohrabschnitt ermöglichen. Die Verbindungsabschnitte sind also so ausgestaltet, dass sie eine flächige und fluiddichte Verbindung ermöglichen. Die konkrete Ausgestaltung der Verbindungsabschnitte ist hierbei davon abhängig, wie die Verbindung zwischen der Halterungskomponente und dem Rohrabschnitt hergestellt wird.

In einigen Ausführungsformen kann die Verbindung hierbei insbesondere als permanente Verbindung hergestellt werden. Eine solche permanente Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen hergestellt werden. In diesem Fall können die Verbindungsabschnitte der Halterungskomponente derart ausgestaltet sein, dass sie eine Fläche anbieten, die mit dem Rohrabschnitt verschweißt werden kann. Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt insbesondere darin, dass das Verschweißen der Halterungskomponente zu einer besonders zuverlässigen Befestigung des Systems führt. In einigen Ausführungsformen kann die Verbindung auch als nicht-permanente Verbindung hergestellt werden. Eine derartige nicht-permanente Verbindung kann beispielsweise mittels entsprechender Verbindungsschellen hergestellt werden. In diesem Fall können die Verbindungsabschnitte der Halterungskomponente so ausgestaltet sein, dass sie eine Annahmefläche für eine Verbindungsstelle bereitstellen, die dazu verwendet wird, die Halterungskomponente am Rohrabschnitt zu befestigen.

Alternativ oder zusätzlich kann die nicht-permanente Verbindung auch durch eine Schraubverbindung hergestellt werden. In diesem Fall können die Verbindungsabschnitte der Halterungskomponente so ausgestaltet sein, dass sie entsprechende Aufnahmen für die Schrauben umfassen, die dazu verwendet werden können, mit entsprechenden Schraubaufnahmen des Rohrabschnitts mittels Schrauben verbunden zu werden.

Alternativ oder zusätzlich kann die nicht-permanente Verbindung auch durch eine Klebeverbindung hergestellt werden. Hierzu können die Verbindungsabschnitte entsprechende Flächen aufweisen, die als Klebeflächen zum Verkleben mit dem Rohrabschnitt dienen können.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform liegt insbesondere darin, dass diese Art der Verbindung es ermöglicht, das durch die Halterungskomponente befestigte System, insbesondere im Fall von Mängeln, schnell und ohne großen Aufwand auszutauschen.

In einigen Ausführungsformen kann die Halterungskomponente wenigstens einen nach außen geführte Messkontakt aufweisen, der in elektrischem Kontakt mit wenigstens einer Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden stehen kann.

Es ist bevorzugt, dass die Halterungskomponente ferner wenigstens einen Messkontakt aufweist, der aus dem Inneren des Rohrabschnittes nach außen reicht. Der Messkontakt ist also so angeordnet, dass er von außerhalb des Rohrabschnittes abgegriffen werden kann und steht dabei in elektrischem Kontakt mit zumindest einer Kondensatorelektrode.

Der wenigstens eine Messkontakt wird insbesondere bereitgestellt, um einen Anschluss für die Auswerteeinheit des Systems bereitzustellen. Die Auswerteeinheit ist hierbei insbesondere eingerichtet, über den wenigstens einen Messkontakt den für die elektrische Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden indikativen Parameter abzugreifen und diesen dann zur Auswertung zu bringen, um so Ablagerungen in dem Rohrabschnitt zu de- tektieren. In einigen Ausführungsformen kann der Rohrabschnitt als eine Kondensatorelektrode verwendet werden, wobei eine weitere Kondensatorelektrode mittels der Halterungskomponente an dem Rohrabschnitt - jedoch elektrisch isoliert von diesem - angeordnet wird. In diesem Fall kann die Halterungskomponente einen entsprechenden Mess kontakt aufweisen, der es erlaubt, die eine Kondensatorelektrode abzugreifen. Es wird also nur ein Messwert nur einer Kondensatorelektrode mittels eines Messkontakts abgegriffen.

Hier nutzt die Erfindung eine Messmethode, wie sie beispielsweise von kapazitiven Schaltern oder Näherungssensoren eingesetzt wird. In diesem Fall existiert insbesondere eine physisch angeschlossene Kondensatorelektrode, wobei der Rohrabschnitt die entsprechende zweite Kondensatorelektrode bildet. Der durch die eine physisch angeschlossene Kondensatorelektrode gebildete Sensor umfasst jedoch mehrere - beispielsweise zwei - Kapazitäten. Über ein gemeinsames Nullpotenzial der Elektronik und dem Rohrabschnitt, insbesondere der Wasteline, kann in diesem Fall eine Referenz bereitgestellt werden, die eine entsprechende kapazitive Messung ermöglicht. In diesem Fall entspricht der für die elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikative Parameter insbesondere einem für die elektrische Kapazität der einen, durch die Halterungskomponente gehaltenen, Kondensatorelektrode indikativen Parameter.

Alternativ oder zusätzlich kann die Halterungskomponente auch dazu dienen, mehrere Kondensatorelektroden an dem Rohrabschnitt anzuordnen. In diesem Fall kann die Halterungskomponente einen oder mehrere Messkontakte aufweisen, die mit den mehreren Kondensatorelektroden in elektrischem Kontakt stehen. Es kann also ein Messkontakt für mehrere Kondensatorelektroden bereitgestellt werden oder mehrere Messkontakte.

In einigen Ausführungsformen können die mehreren Kondensatorelektroden in der Halterungskomponente in Kombination mit dem Rohrabschnitt verwendet werden, um für jede der mehreren Kondensatorelektroden in der Halterungskomponente die vorstehend beschriebene Messung, bei der nur von einer Kondensatorelektrode abgegriffen wird, durchzuführen. Hier wird also mit jeder Kondensatorelektrode eine eigenständige Messung durchgeführt, wobei der Rohrabschnitt jeweils das Gegenstück für die Messung bildet. Die individuellen Messungen können dann zusammengeführt werden, um so eine präzisere Ermittlung durchzuführen.

In einigen Ausführungsformen können die mehreren Kondensatorelektroden in der Halterungskomponente auch in Kombination miteinander verwendet werden, wobei die Mes- sung über das Abgreifen von zumindest zwei Mess kontakten, die mit zumindest zwei Kondensatorelektroden in elektrischem Kontakt stehen, erfolgt. Hierbei weist jede Kondensatorelektrode bevorzugt zumindest einen mit ihr assoziierten Messkontakt auf. In diesem Fall wird der für die elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikative Parameter ermittelt, indem von beiden Kondensatorelektroden abgegriffen wird.

In einigen Ausführungsformen kann wenigstens eine Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden in den Verlauf des Rohrabschnittes integriert sein, wobei die wenigstens eine Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden zumindest einen Isolationsabschnitt umfassen kann, der eingerichtet ist, eine elektrische Isolierung zwischen derwenigstens einen derwenigstens zwei Kondensatorelektroden und dem Rohrabschnitt bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen kann die wenigstens eine Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden umfassend den zumindest einen Isolationsabschnitt flächig in den Verlauf des Rohrabschnittes integriert sein.

In einigen Ausführungsformen kann das System auch so eingerichtet sein, dass wenigstens eine Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden in den Verlauf des Rohrabschnittes integriert ist, wobei diese Integration derart ausgestaltet ist, dass die wenigstens eine Kondensatorelektrode und der Rohrabschnitt elektrisch voneinander isoliert sind. Hierzu kann bevorzugt ein Isolationsabschnitt bereitgestellt werden, der zwischen Kondensatorelektrode und Rohrabschnitt angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich können in weiteren Ausführungsformen auch zwei oder mehr Kondensatorelektroden in den Verlauf des Rohrabschnittes integriert sein, insbesondere flächig integriert sein, so dass mehrere Kondensatorelektroden in dem Rohrabschnitt bereitgestellt werden. Hierbei kann jede der Kondensatorelektroden einen Isolationsabschnitt aufweisen, der zwischen Kondensatorelektrode und Rohrabschnitt angeordnet ist und dafür sorgt, dass die Kondensate re lektrode und der Rohrabschnitt nicht in elektrischem Kontakt stehen.

Bei dieser Anordnung ist besonders bevorzugt, dass bei einem Einbau der Kondensatorelektrode oder der mehreren Kondensatorelektroden ein Teil des Rohrabschnittes durch die Kondensatorelektrode oder Kondensatorelektroden, jeweils umfassend den Isolationsabschnitt, ersetzt wird, in diesem Fall also die Kondensatorelektrode als Teil des Rohrabschnittes ausgeführt ist. Der Isolationsabschnitt ist hierbei bevorzugt so eingerichtet, dass er flächig, das bedeutet flächig abschließend, in eine Wand des Rohrabschnittes integriert ist, so dass keine Störkante entsteht, die einen Widerstand im Inneren des Rohres bewirken und so die Bildung von Ablagerungen verstärken kann. Bevorzugt wird also eine Integration bereitgestellt, in der Kondensatorelektrode, Isolationsabschnitt und Rohrabschnitt flächig zueinander verlaufen.

In einer Modifikation der vorstehenden Ausführungsform kann die wenigstens eine Kondensatorelektrode der wenigstens zwei Kondensatorelektroden, welche flächig in den Verlauf des Rohrabschnittes integriert ist, als Ringelektrode oder ringförmig angeordnete Elektrode ausgebildet sein.

Es ist besonders bevorzugt, dass die Kondensatorelektrode und oder die mehreren Kondensatorelektroden als Ringelektroden, insbesondere als geschlossene, den Rohrabschnitt vollständig wenigstens einmal umgebende Ringe, oder als ringförmig angeordnete Elektroden, die innerhalb des Rohrabschnitts radial voneinander beabstandet angeordnet sind, ausgeführt sind.

Eine Ausgestaltung und Anordnung der Kondensatorelektrode oder Kondensatorelektroden als Ringelektrode oder Ringelektroden ermöglicht es, die Sensitivität für das Dielektrikum zwischen der Ringelektrode oder den Ringelektroden und einer oder mehreren weiteren Kondensatorelektroden des kapazitiven Sensors möglichst zu erhöhen, um so auch kleine Ablagerungen mit hoher Sensitivität detektieren zu können.

Ebenso ermöglicht eine Ausgestaltung und Anordnung der Kondensatorelektrode oder Kondensatorelektroden als ringförmig angeordnete Elektroden, insbesondere ringförmig angeordnete Streifenelektroden, die Sensitivität für das Dielektrikum zu erhöhen. Hierbei ist insbesondere bevorzugt, dass mehrere Elektroden derart radial beabstandet voneinander angeordnet werden, dass sie den Rohrabschnitt einmal umschließen, also einmal um den vollständigen Umfang des Rohrabschnitts herum voneinander beabstandet angeordnet sind. Alternativ können jedoch auch nur wenige, beispielsweise zwei, Elektroden ringförmig angeordnet werden. In anderen Ausführungsformen können drei, vier oder noch mehr Elektroden ringförmig um den Durchmesser des Rohrabschnitts herum angeordnet werden, wobei die Elektroden bevorzugt jeweils um den gleichen Abstand in radialer Richtung voneinander beabstandet sind. In einigen Ausführungsformen kann eine der Kondensatorelektroden durch den Rohrabschnitt ausgebildet sein.

Es ist bevorzugt, dass der Rohrabschnitt selbst eine der beiden Kondensatorelektroden bildet. An dieser Stelle wird dem bereits vorhandenen Rohrabschnitt eine sekundäre Funktion zugewiesen, die zusätzlich zu der primären Funktion des Rohrabschnittes als Teil der Vakuumabsaugung bereitgestellt wird. Durch diese Ausgestaltung, in welcher eine der Kondensatorelektroden durch den Rohrabschnitt selbst gebildet wird, kann die Komplexität des Aufbaus und die vorzusehenden Bauteile reduziert werden.

In einigen Ausführungsformen können die Kondensatorelektroden derart ausgebildet sein, dass sich der Bereich zwischen den Kondensatorelektroden, in dem sich das elektrische Feld ausbildet, im Wesentlichen in Axialrichtung oder Radialrichtung des Rohrabschnittes erstreckt.

Es ist ferner bevorzugt, dass der Bereich, in dem sich das elektrische Feld innerhalb des Rohrabschnittes ausbildet, im Wesentlichen entlang einer Axialrichtung oder einer Radialrichtung des Rohrabschnittes verläuft.

Im Wesentlichen in Axialrichtung bedeutet hierbei insbesondere, dass die Verbindungslinie zwischen einem Mittelpunkt beider Kondensatorelektroden einen Winkel kleiner 45°, besonders bevorzugt kleiner 10° mit der Fluidleitungsrichtung des Rohrabschnittes einspannt.

Im Wesentlichen in Radialrichtung bedeutet hierbei, dass die Kondensatorelektroden sich entlang der Innenfläche, also des Innendurchmessers des Rohres, erstrecken.

Durch diese Art der geometrischen Anordnung ist eine besonders präzise Detektion von Ablagerungen durch Änderung der elektrischen Kapazität möglich.

In einigen Ausführungsformen kann das System ferner eine autarke Energieversorgungskomponente, insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder eine zum Energy Harvesting ausgebildete Energieversorgungskomponente aufweisen, wobei die Energieversorgungskomponente zur Energieversorgung derwenigstens zwei Kondensatorelektroden ausgebildet ist. Es ist ferner bevorzugt, dass das System durch eine eigenständige - autarke - Energieversorgungskomponente mit Energie versorgt werden kann. Die Energieversorgungskomponente kann hierbei insbesondere eine Batterie umfassen oder als solche ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Energieversorgungskomponente einen Akkumulator umfassen oder als solcher ausgebildet sein.

In einigen Ausführungen kann die Energieversorgungskomponente auch eine zum Energy Harvesting ausgebildete Energieversorgungskomponente umfassen oder als solche ausgebildet sein. In diesem Fall können die Schwingungen in der Umgebung dazu genutzt werden, selbst Energie für das System zu erzeugen.

In dieser Ausführung ist das System unabhängig von einem Anschluss an ein Stromversorgungsnetz, beispielsweise ein Bordnetz eines Luftfahrzeuges. Dies erhöht die Ausfallsicherheit des erfindungsgemäßen Systems und reduziert gleichzeitig den Aufwand für die Zertifizierung, da keine elektrische Verbindung zu den weiteren Komponenten des Einsatzbereichs, beispielsweise des Luftfahrzeuges, existiert.

In einigen Ausführungsformen kann das System derart eingerichtet sein, dass das elektrische Feld zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden eine statische und/oder eine dynamische Komponente enthält.

Das elektrische Feld, welches im Bereich zwischen den beiden Kondensatorelektroden ausgebildet ist, kann bevorzugt eine statische Komponente enthalten, also eine Komponente, die unabhängig von dem Zeitverlauf ist. Alternativ oder zusätzlich kann das elektrische Feld auch eine dynamische Komponente, also eine Komponente, die zeitabhängig ist, und sich insbesondere im Laufe der zeit ändert, enthalten.

In einigen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit ferner dazu ausgebildet sein, die Ablagerung basierend auf einem im Vergleich zu einem Referenzwert erhöhten Wert des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters zu detektieren.

In einigen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit eingerichtet sein, die Ablagerungen im Inneren des Rohrabschnitts durch einen Vergleich eines Messwerts des Parameters, der indikativ für die elektrische Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden ist, mit einem Referenzwert zu detektieren. Hierbei kann der Referenzwert vorzugsweise einen allgemeinen Referenzwert umfassen und/oder diesem entsprechen, also einem Referenzwert, der unabhängig von dem individuellen Vakuumabsaugsystem, gewählt wurde. Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzwert auch einen für das jeweilige Vakuumabsaugsystem individuell bestimmten Referenzwert umfassen und/oder diesem entsprechen. In diesem Fall kann der Referenzwert insbesondere durch eine entsprechende Messung des Vakuumabsaugsystems ermittelt werden. Hierbei sollte die Messung insbesondere dann durchgeführt werden, wenn davon ausgegangen werden kann, dass sich keine Ablagerungen im Inneren des Rohres, welches den Rohrabschnitt umfasst, befinden. So kann diese Messung beispielsweise im Anschluss an eine Wartung des Vakuumabsaugsystems durchgeführt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann der Referenzwert auch einen Referenzwert umfassen und/oder einem Referenzwert entsprechen, der abhängig vom Typ des Rohrabschnitts, also insbesondere von der Länge, dem Durchmesser, dem Material, der Dicke und ähnlichem, ermittelt worden ist. Hierdurch können für bestimmte Typen von Rohrabschnitten, die die gleichen Eigenschaften aufweisen, jeweils entsprechende Referenzwerte gewählt werden. Auch hier kann der Referenzwert wieder durch eine Messung ermittelt werden, die zu einem Zeitpunkt erfolgt, an dem davon ausgegangen werden kann, dass keine Ablagerungen im Rohrabschnitt vorliegen.

Durch die Wahl des Referenzwerts basierend auf dem Typ des Rohrabschnitts ist es insbesondere möglich, die Effizienz, die aus der Verwendung eines allgemein gültigen Referenzwertes resultiert, mit der Genauigkeit, die aus der Verwendung eines individuell ermittelten Referenzwertes resultiert, zu kombinieren.

Das Vergleichen des Messwertes mit dem Referenzwert und das entsprechende Detektie- ren von Ablagerungen basiert hierbei auf der Erkenntnis, dass Ablagerungen innerhalb eines Rohrabschnittes als Dielektrikum für die Kondensatorelektroden wirken. Durch die Ablagerungen steigt daher die Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden an. Dieser Kapazitätsanstieg ist abhängig von der Menge an Ablagerungen, so dass durch Messung eines Parameters, der indikativ für die elektrische Kapazität zwischen den Kondensatorplatten ist, die Menge an Ablagerungen ermittelt werden kann.

In einigen Ausführungsformen kann die Auswerteeinheit insbesondere ausgebildet sein, einen Grad der Ablagerung als Funktion des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters zu detektieren.

In einigen Ausführungsformen ist die Auswerteinheit eingerichtet, den für die elektrische Kapazität indikativen Parameter, beispielsweise die ermittelte Kapazität, so auszuwerten, dass die Auswerteeinheit einen Grad für die Ablagerungen in dem Rohrabschnitt ermitteln kann. Diese Ausführung basiert auf der Erkenntnis, dass sich die elektrische Kapazität erhöht, je mehr Ablagerungen sich gebildet haben. Der Grad der Ablagerung ist hierbei abhängig von der Kapazität: Je höher diese ansteigt, desto mehr Ablagerungen scheinen vorzuliegen.

Der auf diese Weise ermittelte Grad der Ablagerung sowie, optional, der Wert des Parameters, der indikativ für die Kapazität zwischen den Kondensatorelektroden ist, können sodann ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann die auf diese Weise ermittelte Ablagerung zur Erstellung von Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen herangezogen werden.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Sensormodul zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems an Bord von Luftfahrzeugen, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist, wobei das Sensormodul wenigstens zwei Kondensatorelektroden aufweist, die ausgebildet sind, ein elektrisches Feld in einem Innern des Rohrabschnittes in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden auszubilden, wobei das Sensormodul ferner eine Halterungskomponente aufweist, wobei die Halterungskomponente in den Rohrabschnitt derart einsetzbar ist, dass zwei axial beabstandete Rohrabschnittteile mit der dazwischen angeordneten Halterungskomponente ausgebildet sind, und wobei die Halterungskomponente wenigstens zwei voneinander beabstandete Aufnahmebereiche zur Aufnahme der wenigstens zwei Kondensatorelektroden aufweist, wobei die Halterungskomponente eingerichtet ist, die wenigstens zwei Kondensatorelektroden von dem Rohrabschnitt elektrisch zu isolieren. Das Sensormodul kann wenigstens eine nach außen geführte Messelektrode aufweisen, die in elektrischem Kontakt mit wenigstens einer der wenigstens zwei Kondensatorelektroden steht, so dass mittels der Messelektrode ein für eine elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativer Parameter ermittelbar ist, wobei basierend auf einem Ermitteln des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters eine Ablagerung im Bereich zwischen den Kondensatorelektroden detektierbar ist.

Hierzu kann die Halterungskomponente insbesondere wie im Zusammenhang mit den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben ausgebildet sein. Es ist bevorzugt, dass die Halterungskomponente, die Isolation und die wenigstens zwei Kondensatorelektroden in den wenigstens zwei voneinander axial oder radial beabstandeten Aufnahmebereichen flächig mit dem Verlauf des Rohrabschnittes abschließen.

In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Vakuumabsaugsystem mit einem Rohrabschnitt und einem System nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und/oder ein Sensormodul gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Luftfahrzeug mit einem Vakuumabsaugsystem wie vorstehend beschrieben.

Das Sensormodul, das Vakuumabsaugsystem und das Luftfahrzeug gemäß diesen Aspekten erreichen alle Vorteile, die mit Verweis auf das erfindungsgemäße System beschrieben sind und sind besonders dafür geeignet, mit den als bevorzugt beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kombiniert zu werden.

Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachrüsten einer Vorrichtung zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems an Bord von Luftfahrzeugen, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bereitstellen einer Lücke mit einer vorgegebenen Breite im Verlauf des Rohrabschnittes,

Einsetzen und Abdichten, insbesondere mittels Schweißen und/oder mittels Schellen und/oder mittels einer Schraubverbindung und/oder einer Klebeverbindung, eines Sensormoduls wie vorstehend beschrieben in der bereitgestellten Lücke.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Nachrüsten ermöglicht, eine erfindungsgemäße aufwandsarme Diagnose von Vakuumabsaugsystemen nachzurüsten, ohne dass komplizierte Zertifizierungsprozesse zu erfüllen sind.

Ein noch weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems an Bord von Luftfahrzeugen, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Bereitstellen von wenigstens zwei Kondensatorelektroden, wobei die wenigstens zwei Kondensatorelektroden derart angeordnet sind, dass ein elektrisches Feld im Inneren des Rohrabschnittes in einem Bereich zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden ausbildbar ist,

Ermitteln eines für eine elektrische Kapazität zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden indikativen Parameters,

Detektieren, basierend auf dem Ermitteln des für die elektrische Kapazität indikativen Parameters, einer Ablagerung im Bereich zwischen den wenigstens zwei Kondensatorelektroden.

In einer Modifikation dieses Verfahrens umfasst das Verfahren ferner ein Erstellen, basierend auf dem Detektieren der Ablagerung, von Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen des Vakuumabsaugsystems. In einer noch weiteren Modifikation umfasst das Verfahren ferner ein Übertragen, insbesondere drahtloses Übertragen, der Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen an eine übergeordnete Infrastruktur, insbesondere eine Luftfahrzeuginfrastruktur.

Das Verfahren gemäß diesem Aspekt erreicht alle Vorteile, die mit Verweis auf das erfindungsgemäße System beschrieben sind und ist besonders dafür geeignet, mit den als bevorzugt beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems kombiniert zu werden.

Vorzugsweise weist das Verfahren in Abhängigkeit der Detektion einer Ablagerung den folgenden Schritt auf: Erstellen von Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen des Vakuumabsaugsystems.

Vorzugsweise weist das Verfahren in Abhängigkeit der Detektion einer Ablagerung den folgenden Schritt auf: Erstellen von Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen des Vakuumabsaugsystems. Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den folgenden Schritt auf: Übertragen, insbesondere drahtloses Übertragen, der Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen an eine übergeordnete Infrastruktur, insbesondere eine Luftfahrzeuginfrastruktur.

In einem noch weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ferner ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die eingerichtet sind, eine Prozessoreinheit zu veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems auszuführen, wenn die Programmcodemittel durch die Prozessoreinheit ausgeführt werden.

Hierbei kann die die Programmcodemittel ausführende Prozessoreinheit insbesondere als Teil der Auswerteeinheit und/oder der übergeordneten Infrastruktur ausgeführt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Prozessoreinheit alternativ oder zusätzlich als Teil des Sensormoduls ausgeführt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Prozessoreinheit auch als separate Prozessoreinheit und/oder als Teil eines Servers und/oder einer Cloud ausgeführt sein. Weitere Ausführungsformen für die Prozessoreinheit sind ebenfalls denkbar.

Das Computerprogramprodukt gemäß diesem Aspekt erreicht alle Vorteile, die mit Verweis auf das erfindungsgemäße System beschrieben sind.

Weitere Vorteile und bevorzugte Ausgestaltungen werden nachfolgend mit Verweis auf die beigefügten Figuren erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 schematisch und exemplarisch ein erfindungsgemäßes System.

Fig. 2 schematisch und exemplarisch ein erfindungsgemäßes System.

Fig. 3 schematisch und exemplarisch eine erfindungsgemäße Halterungskomponente.

Fig. 4 schematisch und exemplarisch unterschiedliche Elektrodenanordnungen.

Fig. 5 schematisch und exemplarisch ein erfindungsgemäßes System.

Fig. 6 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 7 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 1 zeigt schematisch und exemplarisch ein erfindungsgemäßes System 1 zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems 50. Das Vakuumabsaugsystem 50 ist zur Vakuumabsaugung einer Substanz, insbesondere eines Fluids oder eines Fluid-Feststoff-Gemisches, ausgebildet und umfasst einen Rohrabschnitt 52, durch den beispielsweise Toilettenabwasser mittels Vakuum in einen Sammelbehälter (nicht dargestellt) abgesaugt werden. Derartige Vakuumabsaugsysteme 50 finden beispielsweise an Bord von Luftfahrzeugen Anwendung. In diesem Fall wird der Rohrabschnitt 52 als Wasteline bezeichnet. Eine Axialrichtung 54 des Rohrabschnittes 52 ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.

Das System 1 umfasst wenigstens zwei Elektroden 2, 4 und eine Auswerteeinheit 10. Die Elektroden 2, 4 sind derart angeordnet, dass ein elektrisches Feld im Inneren des Rohrabschnittes 52 zwischen den Elektroden 2, 4 ausbildbar ist. Die zwei Elektroden 2, 4, zwischen denen das elektrische Feld ausbildbar ist, werden nachfolgend als Kondensatorelektroden bezeichnet, da sie ein Verhalten eines Bauteils mit Kapazität wie ein elektrischer Kondensator zeigen.

Das elektrische Feld zwischen den Kondensatorelektroden 2, 4 ist beispielsweise durch das Anlegen eines konstanten oder variierenden Stroms bzw. einer konstanten oder variierenden Spannung ausbildbar. Das elektrische Feld zwischen den Elektroden 2, 4 kann demnach sowohl statisch als auch dynamisch gestaltet sein.

Positive und negative bzw. sendende und empfangende Kondensatorelektroden 2, 4 sind elektrisch isoliert und haben vorzugsweise sowohl zueinander als auch zu anderen Medien keinen direkten Kontakt. Die Kondensatorelektroden 2, 4 bzw. deren Isolierung ist vorzugsweise derart gestaltet, dass sie den chemischen Belastungen durch Ablagerungen und Reinigungsmittel standhalten. Das gesamte System 1 ist derart ausgelegt, dass es dem Differenzdruck zwischen Rohrabschnitt 52 und Umgebung standhält und keine Leckagen erzeugt.

Die Kondensatorelektroden 2, 4 stehen in Signalverbindung mit der Auswerteeinheit 10. Die Auswerteeinheit 10 kann in beliebiger Kombination aus Hard- und Software gebildet werden, wobei die Hard- und Software an einem einzigen oder mehreren verteilten Orten bereitgestellt werden kann. Die Auswerteeinheit ist dazu ausgebildet, einen Wert des für eine elektrische Kapazität indikativen Parameters zwischen den Kondensatorelektroden 2, 4 zu ermitteln. Dieser Wert kann die elektrische Kapazität selbst, einen Stromverlauf zwi- schen den Kondensatorelektroden, einen Spannungsverlauf zwischen den Kondensatorelektroden und/oder eine Resonanzfrequenz umfassen. Weitere Werte sind ebenfalls denkbar.

Die Auswerteeinheit 10 ist weiter ausgebildet, aus diesem für die elektrische Kapazität indikativen Parameter eine Ablagerung 6 zu detektieren. Die elektrische Kapazität ändert, insbesondere erhöht, sich, je größer die Ablagerung 6 als Dielektrikum in den Raum zwischen den Kondensatorelektroden 2, 4 ausfüllt.

Das System 1 enthält wenigstens eine Kondensatorelektrode 2. In diesem Fall kann der Rohrabschnitt 52 als zweite Kondensatorelektrode 4 dienen. Der Sensor des Systems 1 kann jedoch auch derart ausgestaltet werden, dass dieser aus mehreren Kondensatorelektroden besteht. Auch in diesem Fall kann der Rohrabschnitt 52 als eine von mehreren Kondensatorelektroden dienen. Hierdurch kann ein für die elektrische Kapazität indikativer Parameter für mehrere Paare von Elektroden bestimmt werden, so dass eine Genauigkeit und Ausfallsicherheit erhöht wird.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems 1 . Zusätzlich zu den in Fig. 1 gezeigten Komponenten umfasst das System 1 der Fig. 2 eine Kommunikationseinheit 20, eine Energieversorgungskomponente 30 und eine übergeordnete Infrastruktur 40.

Die Kommunikationseinheit 20 kann auf an den Einsatzzweck angepasster Kommunikationstechnologie basieren und drahtlose sowie drahtgebundene Kommunikationstechnologien umfassen. Der Signalpfad zwischen Kommunikationseinheit 20 und übergeordneter Infrastruktur 40 ist mit gestrichelter Linie gezeichnet, um die bevorzugte drahtlose Ausgestaltung zu illustrieren.

Die übergeordnete Infrastruktur 40 kann beispielsweise eine Luftfahrzeuginfrastruktur an Bord eines Luftfahrzeuges oder ein Server im Internet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kommunikationseinheit 20 einen Kommunikationsstandard implementiert, der bereits von der übergeordneten Infrastruktur 40 verstanden wird. In diesem Fall ist keine hardwareseitige Anpassung der übergeordneten Infrastruktur 40 nötig und die Kompatibilität mit dem erfindungsgemäßen System 1 kann beispielsweise unmittelbar über ergänzende Softwarekomponenten hergestellt werden. Die Energieversorgungskomponente 30 umfasst insbesondere eine Batterie, einen Akkumulator und/oder ist zum Energy Harvesting ausgebildet. Damit kann das erfindungsgemäße System 1 autark und ohne Verbindung mit einem Energieversorgungsnetz operieren. Hierdurch werden die Inbetriebnahme sowie der Betrieb des Systems 1 vereinfacht. Bei einer Energieversorgungskomponente 30, die zum Energy Harvesting ausgebildet ist, kann das System zudem durch Energie versorgt werden, die durch Schwingungen in der Umgebung erzeugt wurde.

Das gesamte System 1 kann derart ausgestaltet sein, dass es über wenigstens zwei Kondensatorelektroden 2, 4, eine Messelektronik und eine Datenverarbeitung sowie Speicher als Teil der Auswerteeinheit 10 und eine drahtlose Schnittstelle als Teil der Kommunikationseinheit 20 verfügt. Die Datenverarbeitung kann hierbei den aktuellen Zustand der Verschmutzung erkennen und über analytische Verfahren eine Prognose sowie Wartungsempfehlungen erstellen.

Das System 1 kann jedoch auch simpler ausgestaltet sein und lediglich über Kondensatorelektroden 2, 4 verfügen, welche über eine Schnittstelle an eine externe Mess- und Auswerteeinheit 10 angeschlossen werden können. In diesem Fall übernimmt die externe Mess- und Auswerteeinheit 10 die Zustandsbestimmung.

Fig. 3 zeigt schematisch und exemplarisch einen Querschnitt einer Halterungskomponente 100 zum Einsatz in einem erfindungsgemäßen System 1 in perspektivischer Ansicht. Die Halterungskomponente 100 ist in den Rohrabschnitt 52 eingesetzt und bildet eine kontinuierliche Fortsetzung der inneren Oberfläche des Rohrabschnittes 52.

In der Halterungskomponente 100 sind auf der Innenseite zwei ringförmige Kondensatorelektroden 2, 4 eingesetzt. Die Kondensatorelektroden 2, 4 werden über entsprechende Isolationsabschnitte (nicht dargestellt) in der Halterungskomponente 100 elektrisch isoliert, so dass sie nicht in elektrischen Kontakt mit dem Rohrabschnitt 52 geraten. Die ringförmigen Kondensatorelektroden 2, 4 und die Isolationsabschnitte sind hierbei so angeordnet, dass sie ebenfalls flächig mit der Innenwand der Halterungskomponente 100 und dem Rohrabschnitt 52 abschließen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Kondensatorelektroden 2, 4 und die Isolationsabschnitte keine die Vakuumabsaugung störenden Kanten oder Hindernisse erzeugen, die möglicherweise Ablagerungen fördern könnten. Zwischen dem Rohrabschnitt 52 und den Elektroden 2, 4 ist jeweils ein Isolationsabschnitt 102, der Teil der Halterungskomponente 100 ist, angeordnet. In der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 3 ist die Halterungskomponente 100 aus zwei Bauteilen ausgebildet, die zu der Halterungskomponente 100 zusammengefügt werden. Der Isolationsabschnitt wird hierbei durch ein isolierendes Material, beispielsweise ein Kunststoffmaterial, gebildet, dass entweder als Teil der Halterungskomponente 100 eingefügt wurde und/oder mit welchem die Halterungskomponente 100 beschichtet wurde. Alternativ oder zusätzlich kann der Isolationsabschnitt auch als Isolationshülse im Inneren der Halterungskomponente 100 ausgeführt sein. Durch die Isolierung der Kondensatorelektroden 2, 4 mittels der Halterungskomponente 100 wird eine Verfälschung der Messergebnisse vermieden und eine zuverlässige Bestimmung von Ablagerungen ermöglicht.

In der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 3 weist die Halterungskomponente 100 zwei Aufnahmebereiche 112, 114 zur Aufnahme der Kondensatorelektroden 2, 4 auf. Die Aufnahmebereiche 112, 114 können, in der beispielhaften Ausführungsform der Fig. 3, gegenüber den Isolationsabschnitten 102 als Aussparung ausgebildet sein. Die Aufnahmebereiche 1 12, 114 weisen jeweils eine radiale Durchgangsöffnung zur Durchführung von Messelektroden 102, 104 auf, die zur Ausbildung der elektrischen Verbindung mit der Auswerteeinheit 10 ausgebildet sind. Die Messelektroden 102, 104 können daher als Schnittstelle für eine (externe) Auswerteeinheit 10 verstanden werden.

Die Halterungskomponente 100 weist an beiden Seiten einen Verbindungsabschnitt 120 zur Verbindung mit dem Rohrabschnitt 52 auf. In diesem Beispiel ist der Verbindungsabschnitt 120 zur nicht-permanenten Verbindung, beispielsweise mittels Verbindungsschellen und/oder mittels Schrauben und/oder mittels Kleben, ausgebildet, wie im Zusammenhang mit der Fig. 5 noch einmal gezeigt, und weist dafür entsprechende Vertiefungen auf. Alternativ sind auch permanente Verbindungen beispielsweise durch Schweißen möglich.

Fig. 4 veranschaulicht schematisch und exemplarisch den Querschnitt eines Rohrabschnittes 52 entlang der Längsachse in Kombination mit verschiedenen Ausführungen 62, 64, 66, 68 von ringförmigen Kondensatorelektroden 2, 4 auf der Innenseite des Rohrabschnittes 52. Die Pfeile stellen hierbei symbolische Verläufe des elektrischen Feldes dar. Die Isolierung, die Durchführung der Elektroden auf die Außenseite sowie Mess- und Auswerteelektronik sind aus Gründen der Anschaulichkeit nicht dargestellt.

In der Ausführung 62 wird eine ringförmige Elektrode 2, 4 als erste Kondensatorelektrode und der Rohrabschnitt 52 als zweite Kondensatorelektrode verwendet, wobei die Messung über das zwischen den beiden Kondensatorelektroden ausgebildete elektrische Feld erfolgt. Hierbei kann die Messung auf Basis einer bekannten kapazitiven Messmethode durchgeführt werden.

In der Ausführung 64 werden zwei ringförmige Kondensatorelektroden 2, 4 verwendet, zwischen denen ein elektrisches Feld aufgebaut wird. In der Ausführung 66 werden zwei ringförmige Kondensatorelektroden 2, 4 und jeweils das Feld zu dem Rohrabschnitt 52 als weitere Kondensatorelektrode berücksichtigt. Die Ausführung 68 zeigt zwei ringförmige Kondensatorelektroden 2, 4 mit dazwischenliegender Verschmutzung 6.

Obschon in den obigen Ausführungsformen die Kondensatorelektroden als Ringelektroden, beziehungsweise ringförmige Elektroden ausgeführt sind, können die Kondensatorelektroden alternativ oder zusätzlich auch als Streifenelektroden und/oder als netz- und/oder als gitterförmige Elektroden, die entlang einer radialen Richtung des Rohrabschnitts 52 angeordnet sind, ausgeführt werden. Auch eine derartige Anordnung erlaubt es, den für die Kapazität indikativen Parameter zu ermitteln.

Fig. 5 zeigt schematisch und exemplarisch ein erfindungsgemäßes System 1 , bei dem eine exemplarisch als Multimeter gezeigte Auswerteeinheit 10 an nach außen geführte Messelektroden 102, 104 auf der Außenseite der Halterungskomponente 100 angeschlossen ist. Die Halterungskomponente 100 ist mittels Schellen 122 mit dem Rohrabschnitt 52 verbunden. Die den Sensor bildenden Kondensatorelektroden (nicht gezeigt) sind auf der Innenseite der Halterungskomponente 100 im Inneren des Rohres ausgebildet und stehen in Kontakt mit den Messelektroden 102, 104. Mittels dieses Aufbaus können verschiedene Dielektrika - und daher auch Ablagerungen - im Bereich des Sensors erkannt werden.

Fig. 6 zeigt schematisch und exemplarisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Nachrüsten einer Vorrichtung zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems 50, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems 50 an Bord von Luftfahrzeugen.

Das Verfahren 200 umfasst einen Schritt 210 des Bereitstellens einer Lücke mit einer vorgegebenen Breite im Verlauf des Rohrabschnittes 52 des Vakuumabsaugsystems 50 und einen Schritt 220 des Einsetzens und Abdichtens, insbesondere mittels Schweißen und/oder mittels Schellen 122, eines erfindungsgemäßen Sensormoduls, insbesondere der Halterungskomponente 100, in der bereitgestellten Lücke. Fig. 7 zeigt schematisch und exemplarisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 zur Diagnose eines Vakuumabsaugsystems 50, insbesondere eines Vakuumabsaugsystems 50 an Bord von Luftfahrzeugen, wobei das Vakuumabsaugsystem wenigstens einen Rohrabschnitt aufweist, wobei der Rohrabschnitt zur Vakuumabsaugung einer Substanz in seinem Inneren entlang einer Axialrichtung des Rohrabschnittes ausgebildet ist.

Das Verfahren 300 umfasst einen Schritt 310 des Ermittelns eines Wertes eines für eine elektrische Kapazität zwischen wenigstens zwei Elektroden 2, 4, 52 indikativen Parameters, wobei die Kondensatorelektroden 2, 4, 52 derart angeordnet sind, dass ein elektrisches Feld im Inneren des Rohrabschnittes 52 zwischen wenigstens zwei der wenigstens zwei Elektroden 2, 4, 52 ausbildbar ist.

Das Verfahren 300 umfasst ferner einen Schritt 320 des Detektierens einer Ablagerung 6 im Bereich zwischen den Kondensatorelektroden anhand des bestimmten, für die elektrische Kapazität indikativen Wertes.

In einem optionalen Schritt 330 werden Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen des Vakuumabsaugsystems 50 erstellt.

In einem weiteren optionalen Schritt 340 werden die Zustandsprognosen und/oder Wartungsempfehlungen an die übergeordnete Infrastruktur 40, insbesondere Luftfahrzeuginfrastruktur, übertragen, vorzugsweise drahtlos übertragen.

Die vorstehende Beschreibung der Erfindung, insbesondere anhand der Figuren, ist exemplarisch und nicht einschränkend zu verstehen. Weitere mögliche Ausführungsformen der Erfindung sind dem Fachmann auf Basis der vorstehenden Ausführungen unmittelbar gewahr.