DE10225722C1 - Prüfsensor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor, der eine Flüssigkeitsströmung in einer Rohrleitung überwacht und dessen Funktion im eingebauten Zustand überprüfbar ist. Der Sensor wird in Leitungssystemen eingesetzt, die Löschmedien in Feuerlöschanlagen transportieren. Der Sensor besteht aus einem einen Messteil enthaltenden Messfühler und einem Sensorgehäuse, das eine Auswerteelektronik enthält. Die Prüfung des Sensors wird durch eine sekundäre Strömung ausgelöst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor, der eine Flüssigkeitströmung in einer Rohrleitung erfasst und dessen Funktion im eingebauten Zustand überprüfbar ist. Sensoren der eingangs genannten Art werden vorzugsweise in Leitungssystemen eingesetzt, die Löschmedien in Feuerlöschanlagen transportieren, wo Feuerdetektoren den Löschvorgang lokal auslösen, was zu einer Wasserströmung in dem Leitungssystem führt, und wo der so erzeugte Wasserstrom durch einen Strömungssensor erfasst, ein Schaltsignal auslöst.

Für die Betriebssicherheit ist es unabdingbar, dass der Strömungssensor bei Anforderung jederzeit anspricht. Es müssen daher Prüfmittel vorhanden sein, die den Sensor auf seine korrekte Funktion überprüfen.

In der EP 0907833 B1 ist einer solche Prüfvorrichtung beschrieben, wo eine Pumpe in einer parallel zur Löschwasserleitung verlaufenden zweiten Rohrleitung eingebaut ist, und wo die zweite Rohrleitung und die Löschwasserleitung so miteinander verbunden sind, dass bei Betrieb der Pumpe eine geschlossener Kreislauf vorliegt. In diesem Kreislauf ist innerhalb der Löschwasserleitung ein Sensor zur Erfassung der Strömung eingebaut.

Diese Technik ist konstruktiv aufwendig, benötigt ein Mindeseinbauvolumen und muss während des Prüfvorganges mit einem hohen elektrischen Strom betrieben werden, um insbesondere bei großen Rohrquerschnitten der Löschwasserleitung eine den Sensor ansprechende Mindesströmung zu erzeugen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strömungssensor zu entwerfen, dessen Funktion im eingebauten Zustand überprüfbar ist und der die oben genannten Nachteile vermeidet. Ein in dieser Weise ausgeführter Strömungssensor wird nachfolgend mit Prüfsensor bezeichnet.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 aufgezeigt. Der Prüfsensor wird im in die Löschmediumleitung eingebauten Zustand durch einen die Mediumströmung simulierenden Prüfvorgang betätigt, wobei die Mediumströmung die in einem definierten Zeitintervall durch die Löschmediumleitung fließende Mediummenge darstellt. Der Prüfsensor besteht aus einem den Messteil enthaltenden Messfühler, der in das Löschwasser, allgemein in das Löschmedium, eintaucht, wo mit dem Messfühler vorzugsweise eine an den Messfühler angeschlossene Auswertelektronik, die innerhalb dieses Sensorgehäuses angebracht ist, verbunden ist. Ändert sich die Mediumströmung, erzeugt die Auswertelektronik an ihrem Ausgang ein elektrisches Signal. Diese so beschriebene Betätigung des Prüfsensors wird primär durch den Messteil des Messfühlers ausgelöst, der in das Messmedium eingetaucht ist.

Bei einem Prüfsensor, der vorzugsweise auf einem thermischen Prinzip beruht, wird durch eine zusätzliche thermische Beeinflussung des Messteils auf Anforderung durch ein von der Auswerteelektronik abgegebenen elektrisches Signal der von dem Messteil des Prüfsensors erzeugte Wärmestrom in das Medium hinein verändert. Durch elektrische Auswertung wird auf diese Weise das Vorhandensein des Löschmediums in der Leitung identifiziert wie auch die Größe des Wärmeverlustes in dem Messteil, der durch eine Mediumströmung, vorzugsweise einer Mindestströmung in der Löschleitung auftreten würde, simuliert werden.

Bei einem Prüfsensor, der vorzugsweise ein in die Strömung eintauchendes Schaufel- oder Propellerrad aufweist, wird der die Löschwasserströmung simulierende Prüfvorgang dadurch ausgelöst, dass das Rad mit einem motorischen Antrieb versehen ist, der es während des Prüfvorganges antreibt. Vorteilhafter Weise wird bei diesem Vorschlag die Drehzahl des Schaufelrades erfasst und als Maß für die Medienströmung verwendet.

Eine Weiterbildung, die die Sicherheit des Systems erhöht, besteht in einer Kombination eines auf einem thermische Prinzip basierenden Messfühlers mit einem Schaufel- oder Propellerrad in der Weise, dass das Rad auf Anforderung eine der Mindesströmung des Löschwassers äquivalente Umströmung des Messfühlers erzeugt und auf diese Weise in dem Messfühler ein elektrisches Signal hervorruft, das einem gewünschten Strömungswert des Löschmediums äquivalent oder gleich ist.

In den nachfolgend aufgeführten Anwendungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Löschwasserleitung 1 in die der Prüfsensor 2 eingebracht ist. Sein Messfühler 3 taucht in das strömende Messmedium 6 ein. Das von dem Messfühler 3 gelieferte Signal wird einer Auswerteelektronik 4 die innerhalb des Prüfsensors eingebaut ist, zugeführt. Die Auswertelektronik 4 stellt an ihrem Ausgang 5 ein elektrisches Signal zur Verfügung. Der Messfühler 3 wird von einer Sekundärströmung 10 umströmt, die von einem Propellerrad 7; das in einem Tubus 8 eingebracht ist, erzeugt wird. Der Propeller wird durch das Teil 9 motorisch angetrieben. Die sekundäre Strömung 10 verläuft senkrecht zur Mediumströmung 6 und ist besonders dann wirksam, wenn diese sehr klein oder 0 ist. Durch Aktivierung des motorischen Antriebs 9 kann daher bei nicht strömendem Löschmedium 6 die Funktion des Prüfsensors 2 mit Hilfe der Sekundärströmung 10 in der Weise überprüft werden, dass dem Prüfsensor 2 eine Mindestströmung des Löschmediums vorgetäuscht wird. Bei unterschiedlichen Querschnitten der Löschleitung 1 wird durch Verstellung der Propellergeschwindigkeit 7 entsprechend jedem gewünschten Rohrquerschnitt eine Mindestströmung des Messmediums simuliert.

Fig. 2 zeigt eine Konstruktion, die derjenigen von Fig. 1 entspricht, jedoch ist der Propeller 11, der auch als Schaufelrad oder bürstenförmig ausgebildet sein kann, in direkter Umgebung des Messfühlers 3 angebracht, in der Weise, dass der Propeller 11, der Messfühler 3 und ein Teil des Prüfsensors 4 konstruktiv eine integrierte Einheit bilden. Auch bei dieser Konstruktion erzeugt der Propeller 11 eine sekundäre Strömung, die die Strömung des Messmediums simuliert.

Bei Ausführung des Propellers in Bürstenform ergibt sich zudem der Vorteil, dass während des Prüfvorganges, der den Propeller in Rotation versetzt, gleichzeitig eine Reinigung des Messfühlers 3 erfolgt. Fig. 3 zeigt eine Konstruktion, die einen Messfühler aufweist, der ein Schaufelrad 12 enthält. Dieses Schaufelrad wird von dem Löschmedium 6 angetrieben. Das Schaufelrad ist in einem zum Löschmedium hin offenen Tubus 3 angeordnet. Einzelne Teile des Schaufelrades 12 tauchen in das Messmedium 6 ein. Ferner dargestellt ist ein Sensor 15, der hermetisch von dem Löschmedium 6 getrennt innerhalb des Sensorgehäuses 4 angebracht ist. Durch Auswertung der einzelnen Impulse des Sensors 15 in der Auswerteelektronik des Prüfsensors wird die Umdrehungsgeschwindigkeit des Schaufelrades 12 bestimmt. Fig. 4 zeigt den Prüfsensor 2 in der seitlichen Ansicht. Das Schaufel­ rad 12 ist von einer Antriebseinheit 16 elektrisch angetrieben, wobei die elektrischen Anschlüsse dieser Einheit der Auswerteelektronik 4 des Prüfsensors zugeführt sind. Während des Prüfvorganges ist die Einheit 16 von der Auswerteelektronik 4 angesteuert und treibt das Propellerrad 12 an. Über die Stromaufnahme der Antriebseinheit 16 wird einerseits eine Strömung des Löschmediums 6 dem aufnehmenden Sensor 15 simuliert, wobei über die Auswertung der Stromaufnahme gleichzeitig festgestellt werden kann, ob die Leichtgängigkeit des Schaufelrades 12 gewährleistet ist, oder ob Alterungs- und/oder Verschleißvorgänge die Funktion des Schaufelrades beeinträchtigt haben.

Fig. 5 zeigt die Ansteuerung eines auf einem thermischen Prinzip beruhenden Prüfsensors. Innerhalb des Messfühlers 3 sind Sensorelemente 17-20 eingebracht. Alle Messelemente stehen über die metallische Wandung des Messfühlers mit dem Löschmedium in wärmeleitenden Kontakt. Ein erstes Heizelement 17 ist mit einem Temperaturmesselement 18 thermisch gekoppelt. Ein zweites Heizelement 20 ist mit einem zweiten Temperaturmesselement 19 thermisch gekoppelt. Das erste Heizelement 17 ist über einen ersten Schalter 21 mit der Auswerteelektronik 4 elektrisch verbunden. Das zweite Heizelement ist über einen Schalter 22 mit der Auswertelektronik 4 elektrisch verbunden. Beide Schalter sind von einer Steuerung 23, die an seinem Ausgang ein Auswertesignal 24 zur Verfügung stellt, angesteuert.

Die Temperaturmesselemente 18, 19 sind direkt mit der Auswerteelektronik 4 elektrisch verbunden. Während das zweite Heizelement vermittels periodischer Betätigung durch den zweiten Schalter 22 den Strömungszustand des Messmediums erfasst, erzeugt das erste Heizelement einen Wärmestrom, der den Strömungszustand des Löschmediums simuliert. Diese Simulation wird durch Betätigung des ersten Schalters 21 ausgelöst, der über die Steuerung 23 mit der Auswerteelektronik 4 verbunden ist.

Claims (4)

1. Prüfsensor zur Überwachung von in Rohrleitungssystemen fließenden Löschmedien, mit einer Vorrichtung, die seine Funktionstüchtigkeit in einem Prüfvorgang überwacht, bestehend aus einem einen Messteil enthaltenden Messfühler und einem vorzugsweise angeschlossene Auswertelektronik enthaltendes Sensorgehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfsensor von einer Sekundärströmung angesprochen ist, die von der zu erfassenden Mindestströmung des Löschmediums abweicht, dieser jedoch im Hinblick auf das von dem Messteil abgegebenen elektrischen Signal äquivalent oder gleich ist.

2. Prüfsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Prüfvorganges der Messteil des Prüfsensors durch elektrische Beeinflussung ein elektrisches Signal abgibt, das einer Betätigung durch das Löschwasser äquivalent ist.

3. Prüfsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfsensor ein in die Strömung eintauchendes Propeller- oder Schaufelrad aufweist.

4. Prüfsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfsensor von einer Sekundärströmung angeströmt ist, die senkrecht zur Strömungsrichtung des Löschwasserstromes verläuft.