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EP0975511B1 - Anker-/ankerketten-überwachungsvorrichtung - Google Patents

Anker-/ankerketten-überwachungsvorrichtung Download PDF

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Publication number
EP0975511B1
EP0975511B1 EP98928212A EP98928212A EP0975511B1 EP 0975511 B1 EP0975511 B1 EP 0975511B1 EP 98928212 A EP98928212 A EP 98928212A EP 98928212 A EP98928212 A EP 98928212A EP 0975511 B1 EP0975511 B1 EP 0975511B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
anchor
signal
monitoring device
anchor chain
alarm output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP98928212A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0975511A2 (de
Inventor
Fritz Grunder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deep Blue Technology AG
Original Assignee
Deep Blue Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deep Blue Technology AG filed Critical Deep Blue Technology AG
Publication of EP0975511A2 publication Critical patent/EP0975511A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0975511B1 publication Critical patent/EP0975511B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B21/00Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
    • B63B2021/003Mooring or anchoring equipment, not otherwise provided for
    • B63B2021/008Load monitors

Definitions

  • the present invention relates to an anchor and anchor chain monitoring device for anchored swimming facilities, especially ships.
  • Surveillance devices are commonly used in shipping used to attach to a fastener swimming facility in port or on a buoy to determine the applied force and, if necessary, if this Force exceeds a predetermined value, an appropriate one Trigger action to prevent the fastener tears and the relevant swimming device uncontrolled floating in the fairway.
  • DE-AS-21 34 104 describes a method and a device for monitoring the rope power in the mooring rope a single point mooring device for loading and unloading a Ship known. According to this known method it is Ship over the mooring rope with its bow so on the single point mooring device moored that it is unimpeded Can perform pivoting movements around the mooring device. In this state, the rope force in the mooring rope measured and converted into a signal that is a measure of this measured rope force is and which of the Single point mooring device communicated to land or ship becomes. The mooring line between the ship and the Single point mooring device is released as soon as the transmitted Signal indicates that the truss force is a predetermined Exceeds the maximum value.
  • DE-GM-73 16 102 discloses an anchoring device for a floating watercraft through several hawser anchored at the point. It is a monitoring device provided that has a monitoring station that Signals from several voltmeters to record the mechanical Receives and displays tension in the hawser. On Intermediate part between a rope fastening part and one For this purpose, the mounting base carries a voltmeter.
  • DE-OS-2 410 528 describes dynamic anchoring of Ships and similar floats known. In doing so, a equipped with propellants and on the water surface floating ship given vertically over a first Anchored at sea bottom point.
  • One with its own dynamic anchor means equipped buoy will be at a distance of anchored to the ship, the anchor means no longer through either on the ship or at the first seabed point existing machines and apparatus are disturbed and the buoy a fixed position in relation to one can occupy the second seabed point.
  • the surface of the measuring device with a Course determining device of the ship cooperates the relative position of the ship in relation to the buoy and determined in relation to the course.
  • the position deviations of the ship in relation to the first given seabed point are activated by actuating the anchor means Corrected error signals delivered measuring device.
  • DE-OS-2 410 528 describes a buoy to which dynamic anchor means as well as transmission and reflection means for electromagnetic signals.
  • DE-OS-25 02 020 describes a positioning method of a watercraft known.
  • the ship is always kept within a boundary circle, which is the largest permissible slope of a drilling mud return or corresponds to a standpipe.
  • a computer controlled drive devices with vertical Axles rotatable blades used. The drive devices are only put into operation by the computer if the resulting one affects the ship external forces or the angle of inclination of the riser exceeds a predetermined value.
  • the ship is only using the Anchoring arrangement held within a small circle, whose radius is smaller than the radius of the boundary circle.
  • DE-GM-77 15 093 describes a shear bolt for holder devices, especially in mooring facilities for ships, known, the cross-sectional reductions at a measuring point having.
  • Load sensors are in an axle bore of the Shear bolt arranged, the cavity with one after filled the grouting potting compound filled.
  • the load sensors consist of strain gauges, which on the measuring points are arranged in pairs and by means of lines are connected to an electrical circuit.
  • DE-OS-27 48 922 is a cordage with a soul, in particular known for mooring ships.
  • the soul is a cable that can be connected to a signaling system with at least two cable cores.
  • the cordage shows one at the same time mechanical connection as well as a contactless circuit of the cable serving coupling piece, the one Coupling half at the end of the rope and the other coupling half is attached at a distance from it.
  • Furthermore is a arcing and engaging in the two coupling halves Protection body provided.
  • the one attached to the end of the rope Coupling half has one under its face Reed contact to which the cable is connected with its end is, and the other coupling half has under their end face one interacting with the reed contact Permanent magnets.
  • EP-A-0 242 115 describes a method and a system for Determining a position on a moving platform, such as. a ship, using signals from GPS satellites known.
  • a moving platform such as. a ship
  • Signals received directly from satellites on the moving Platform with indirect interposition of base stations signals received from the satellites are compared and so the current position of the moving platform certainly.
  • a ship leaves you on an anchor chain or - hawse hanging anchor on the water floor, e.g. the seabed, sink so that both the anchor and a Most of the anchor chain / cable is lying on the water floor. It is crucial that the fixation of the ship in a certain area not by connecting the Anchor with the water bottom, but by the weight of the part of the anchor chain lying on the water floor / - hawser is effected.
  • the ship lying at anchor in this way can move within a certain area around the support point facing the ship move the anchor chain / cable on the seabed freely and thus against external forces acting on the ship act, such as Flow forces or wind forces give way. If now these outer, acting on the ship Forces can increase in magnitude at a particular, of depending on the weight and length of the anchor chain / cable Value can be reached in which the anchor chain / - hawser no longer lies on the water floor and over the anchor chain / cable from the ship directly onto the anchor one Force or movement is exercised. The ship then pulls the Anchor either unchecked or can, if the anchor is stuck in the water bottom, a demolition the anchor chain or break the anchor, so that the ship drifts uncontrollably in the waters and possibly running aground.
  • an anchor chain, anchor movement and anchor force monitoring device to create the security of a Floating anchor at anchor increased.
  • the device according to the invention has a measuring device on.
  • This measuring device has at least one sensor, the preferably at the connection between anchor and chain / hawser, but also on another part of the anchor chain / - hawser or integrated in the anchor itself or attached to the anchor can be.
  • the measuring device can be constructed so that part of the facility in the area of the anchor or the anchor chain / cable, that is, under water and another part of the measuring device in or on the swimming facility or the ship can be arranged. It is also possible to use part of the Monitoring device independent of the swimming facility and to arrange the anchor device, for example, from anchoring a ship or from land Floating device to be monitored.
  • the alarm device on the floating device yourself or elsewhere on another floating body or arranged on land and the like his.
  • Anchor and chain monitoring device At least partially is in the area that is constantly used for stable anchoring Seabed should lie and essentially no major one Condition changes should be delivered.
  • Anchor and chain monitoring device are several sensors distributed over the anchor chain / hawser so that the local states of the anchor device are determined can.
  • the sensor preferably has a piezoelectric, resistive, capacitive or inductive sensor element.
  • the transmission takes place between the measuring device or the part of the measuring device which in the area of the anchor chain / rope or in the area of Anchor is arranged and the parts of the monitoring device, that are above water in the swimming facility etc. wirelessly instead, by ultrasound, by Infrared radiation, by electromagnetic waves or others suitable wireless transmission methods.
  • This method has the main advantage that damage a cable connection when lowering the anchor and Rewind are excluded.
  • a corresponding one for wireless transmission Identification code to be transmitted with that of the transmitting Facility clearly identified.
  • a appropriately designed identification codes for example a digital number with a relatively high number of bits, it can be ensured that randomly received Signals cannot be identified as measurement results and then lead to a false alarm.
  • Transmission device on a control device which causes the signals to be transmitted at intervals, the transmission device has a signal generation device which generates an identification signal that characteristic of the individual transmission device and this is clearly identified, the control device effects that this identification signal at least once during each transmission interval the alarm output device has a memory in which a that assigned to the associated individual transmission device Identification comparison signal stored and the alarm output device has a comparison device which checks whether this is from the transmission device broadcast identification signal with the in identification comparison signal stored in the alarm output device matches, and is forwarded or further processing of the alarm output device recorded signals only if that of the Alarm output device received and that in the alarm output device stored identification comparison signal are identical.
  • the anchor or anchor chain monitoring device consists of a transmission device and a separate alarm output device.
  • This Design has the advantage that the alarm output device, which are usually connected directly to the actuator, e.g. a warning light or a siren, is combined in the Field of view or auditory field of the on board the ship or on Country located user can be arranged.
  • the alarm output device can also in any way be worn by the user.
  • the Alarm output device like a wristwatch immediately on Wrist of the user must be arranged.
  • the transmission takes place the data and the identification signal digitally.
  • the transmission takes place the data and the identification signal digitally.
  • each transmission part already at the Production of a specific alarm output part or vice versa is assigned.
  • this has the disadvantage that e.g. at a failure of the alarm output part, the associated transmission part also becomes unusable and vice versa.
  • the transmission part and the alarm output part to be used therewith brought into an identification signal change mode that enables the alarm output part to the identification signal of the transmission part assigned to it record and save.
  • the pairing mode has multiple security levels so that an unintended and incorrect assignment of transmission part and alarm output part is avoided.
  • variable assignment has the further advantage that two alarm output devices and vice versa can be assigned to a transmission device. It is then possible, for example, for a coastal station to use two alarm devices with which it monitors the anchor position of two ships.
  • the identification signal change mode is preferred triggered by the transmission device through a manual Activity is caused to give a certain signal to transmit the identification control signal that the Alarm output device indicates that an assignment process is taking place should.
  • the unwanted assignment of several alarm output devices to prevent a transmission device can take appropriate security measures on the part of the alarm output device be provided.
  • the actual assignment is done by using the identification control signal also the identification signal of the transmission part is broadcast. That in the identification signal change mode alarm device received this identification signal and stores it in a corresponding one Save until it becomes part of a new one Assignment receives another identification signal.
  • a computing device either in the transmission device or in Alarm output device installed. This allows the user to Anchor or anchor chain monitor is displayed the condition of the anchor and the anchor chain / cable and, for example, in terms of time or locally developed.
  • radio signals it is particularly preferred when using radio signals the use of signals in the long wave range, i.e. the Use of radio signals with a frequency of 5 Hertz up to 100 kilohertz.
  • Both the transmission and the alarm output part can can be provided with further functions.
  • the acquisition of the signals is another function other sensors.
  • a burglar alarm be that with mechanical sensors on doors, windows and hatches is provided, or a motion sensor has movements, especially inside the ship detects a heel sensor that has a greater inclination of the floating body and a water intrusion sensor, which indicates when the water level in the bilge has exceeded the predetermined limit.
  • one or more sensors can also be provided which measure the holding force of mooring lines with which the ship in port is moored.
  • the central alarm device summarizes these signals together and give an alarm if one of the measured quantities reaches a critical state. This is usually the case when a predetermined Limit of force or movement is exceeded.
  • the alarm signal can also be transmitted wirelessly to a receiving device, which from the User z. B. carried on land. The user will then automatically about the critical condition of his ship informed.
  • the wireless transmission can be on for these frequencies released radio areas with the known techniques for Radio transmission take place.
  • the central alarm device has a suitable Modem a portable phone, e.g. B. a mobile phone after GSM standard, dials.
  • a central alarm device can send messages acoustically or as alphanumeric Signal are transmitted.
  • a connection such as one Telephone connection
  • stored in the alarm device Texts reproduced acoustically, e.g. B. a text "water in Ship "or appears on the display of the receiver.
  • the aforementioned central facility can operate even when there is no anchor chain monitoring device is active, e.g. B. if the boat only with Lines are moored in the port, or if only a line monitoring device is available.
  • the invention further provides a sensor for monitoring anchor chains available which are particularly suitable for use in the anchor chain monitoring device described here is suitable, but also in monitoring devices can be used, which have characteristics other than this is described in claim 1.
  • This anchor chain sensor consists of a substantially cylindrical ring from a Piezoelectric ceramic on both sides - Is connected to metal plates, the outer diameter of which Outer diameter corresponds to the piezoelectric ring.
  • the metal plates are mutually such with the anchor chain and / or the anchor connected to the one on the anchor chain and / or the anchor acting tensile force to a compression of the ring leads.
  • the senor is in a waterproof sealing compound cast from plastic or the like. Furthermore, the transmitter is preferably attached to one of the metallic disks and is therefore also within the protection this potting compound.
  • Such a device can produce a very strong signal generate when there is a corresponding load on the anchor chain or is applied to the sensor.
  • the transmitter is located during of normal operation in a stand-by mode, in which it uses very little electricity. Once a burden A signal from the piezo ring is activated on the sensor generated and sent to the transmitter. Because of this The transmitter is then a signal in the actual inventive Operating mode offset.
  • the first option is stand-by mode and operating mode so coordinated that a switchover to the operating mode only occurs when the signal is above a Tax value lies, which means a critical burden.
  • a warning signal output so immediately after Switch from stand-by mode to operating mode a warning signal output. In other words, as soon as a jerk is exerted on the anchor or the anchor chain, the one the transmitter is switched on and alarm triggered.
  • one with one Sensor provided monitoring device causes the exceeding a predetermined force on the sensor first only that the monitoring device from stand-by mode is switched to the operating mode. Then works the device in an operating mode in which, as described above, a force measurement is performed and as soon as the force exceeds a predetermined threshold the alarm triggered.
  • Anchor or anchor chain monitoring device are intended in connection with an anchor chain / hawser and an anchor to be used for a ship.
  • Figure 1 shows a schematic representation of the invention Anchor or anchor chain monitoring device.
  • reference numeral 1 designates a ship which is in a fairway 2 is located.
  • the ship 1 has an anchor chain or hawser 3 on the one hand by a not shown Anchor chain winch can be lowered from the ship, and on the on the other hand, an anchor 4 is attached.
  • the anchor chain / cable 3 is completely different from that not shown Windlass unwinds and lies together with the Anchor 4 partly on the bottom 5 of the water.
  • an anchor or anchor chain monitoring device provided which z. B. from an im Transition area between the anchor 4 and the anchor chain / hawser 3 located part 6 and one on board the ship located part 8, 9 there.
  • part 8, 9 is also in a coastal station could be.
  • the one in the transition area between the anchor 4 and the anchor chain / cable 3 located part 6 has a measuring device on the state changes between the armature 4 and the anchor chain / hawser 3 by means of one or more sensors grasped and a representative of the force or movement outputs electrical signal.
  • part 6 is in connection with the measuring device a transmission device is provided which the the measuring device outputs the signal, and this one corresponding transmission signal, e.g. a radio signal, which is denoted by 7 in FIG.
  • a transmission device is provided which the the measuring device outputs the signal, and this one corresponding transmission signal, e.g. a radio signal, which is denoted by 7 in FIG.
  • the part 8, 9 located on board the ship 1 includes a Alarm output device 9, which in the example shown with a Antenna 8 is provided, which from the transmission device broadcast transmission signal received.
  • Farther is an operating / display device, not shown, on board the ship provided with the alarm output device 9 is connected and data as numbers or Indicates symbols, at least in part, from that of the receiving device 9 received transmission signal 7 derived are, the data for example the temporal or State the location of the sensors or the sensor.
  • the transmission device has a control device, which causes the transmission signals to occur at intervals be transmitted. Furthermore is in the transmission facility provided in the signal generating device, which an identification signal is generated that for the individual Transmission device is characteristic and this clearly identified, the control device causing that this identification signal at least once within every transmission interval is transmitted.
  • the alarm output device 9 has a comparison device which checks whether the identification signal emitted by the transmission device with that stored in the alarm output device Identification comparison signal matches and initiates a forwarding or further processing of the signals recorded to the alarm output device only if the received from the alarm device and the identification comparison signal stored in the alarm output device are identical.
  • part 8 9 which is preferably on board the Ship is triggered, an alarm signal indicating that that the ship is about to go into an uncontrolled one Condition to get so that the crew appropriate Countermeasures can be initiated.
  • the alarm device is preferably set such that a signal is triggered when a predetermined force value or movement value is exceeded, this Threshold of the design of the anchor, the arrangement of the Measuring sensors or measuring sensors or on the anchor, in the area between Anchor and anchor chain or the anchor chain itself depends and other things like the size of the ship etc.
  • Transmission of an alarm signal will go unnoticed set up preferably at regular intervals checked and issued a warning signal when the connection between alarm device and measuring device or measuring sensors omitted.
  • This alarm signal can be an acoustic or visual alarm signal be and automatically take appropriate countermeasures, such as e.g. Starting the engines or automatic course recording, initiate.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the anchor / anchor chain monitoring device, the total designated 10 and which is a transmission part 12 which is the transmission device includes, and an alarm output part 13, which contains the alarm output device.
  • the transmission part 12 and one in the transition area between Anchor 4 and anchor chain / cable 3 are arranged sensor 17 arranged under water, the sensor 17 between the Anchor 4 and the anchor chain 3 acting force or movement measures.
  • the sensor can be any sensor, e.g. a piezoelectric, a resistive, a capacitive, an inductive etc. Sensor.
  • the alarm output part 13 is on board the ship in spatial Distance to the transmission part 12 is provided and is with coupled to a display device 14, which is usually immediate in the housing of the alarm output part 13 or control part is integrated.
  • Figure 3 shows a schematic representation of the transmission part of the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the transmission part 12 shown schematically in FIG. 3 has a non-magnetic material, preferably Plastic, existing housing 110 in which the electrical and electronic elements of the transmission part 12 are included.
  • the inside of the housing 110 of the transmission part 12 is complete with electrically non-conductive Filled with oil, silicone or the like.
  • the area of the housing 110a in which one or more sensors 17 are arranged, is designed so that when using the anchor 4 or anchor chain / cable 3 exposed force.
  • the rest Part of housing 110 is also sealed to a Avoid water ingress.
  • a battery 113 or another is also in the housing 110 Power supply housed the transmission part 12th supplied with electrical energy and thus also the Pressure in the housing 10 is exposed.
  • the structure of the electrical components of the transmission part 12 is detailed below with reference to FIG. 3 described.
  • the transmitter 26 consists, for. B. from a ferrite core with Copper wire is wrapped. Has proven to be particularly cheap an inductance of the transmission coil in the range of 10 and 50 mH proven.
  • the time interval between the condition measurement and the transfer of the signal is not constant, but is replaced by the Microprocessor based on a computing method within a predetermined time range varies.
  • the transmission of the signal but always takes place before the next measured value is recorded.
  • This time variation has the advantage that with two anchor or anchor chain monitoring devices operated at a short distance at the same time, the various anchors or Monitor anchor chains, a collision of transmitted Signal values can only happen randomly.
  • the signal transmission from the transmission device 12 to the alarm output device 13 takes place, for. B. by means of an electromagnetic radio frequency constant frequency.
  • the quartz-controlled timer 21 is used to control the transmission frequency. Since the frequency of the oscillating quartz is 32,768 Hz, the structure of the transmission part is simplified if a frequency is used which is derived from this frequency with the divider 2 n .
  • a known method that is also used for the anchor or anchor chain monitoring devices of the type shown could be the frequency change of the transmission signal with the so-called "frequency shift keying". at In this method, bit information contents 0 and 1 different frequencies assigned. With that, however two frequencies are transmitted, which is the transmission and effort on the receiver side increased.
  • phase shift keying PSK
  • DPSK differential phase shift keying
  • the transmission signal experiences one Phase jump if a 1 is determined; should transmit a 0 the transmission signal remains unchanged.
  • the first bit of the transmitted bit pattern contains an uncertainty, it must not be used as an information carrier serve.
  • FIG. 5 An example of this digital encryption is shown in FIG. 5 shown.
  • the diagram 60 is above a time axis 61 and a number axis 62 a bit pattern consisting of the Bits 011010011 ... shown.
  • a signal sequence is generated within each transmission interval transferred which, as shown in Figure 6, from a Preamble, the identification signal, a data block and one Postamble is set up.
  • the preamble serves the Alarm output device the synchronization to the transmitted Enable signal.
  • the identification code contains the transmitter-specific identification. On the identification codes is the actual data block to be transferred on.
  • the data block always contains the measured one Force value, but can in a preferred embodiment also receive further sensor values, which have corresponding further sensors (not shown) can be detected. Of course, other data can also be transmitted if this is of interest in the specific application is. This is followed by the postamble, which i.a. to Error detection and correction is used.
  • the synchronization interval includes 16 bit, the identification code 24 bit, the Data block 32 bit and the postamble 4 bit. Every signal is so 76 bits long.
  • the alarm output part 13 is separated from the transmission part 12, in a plastic housing 70 with a power supply and has no connection mechanical type or by means of electrical lines with the transmission part 12.
  • switches 73 in the housing which are operated by the user.
  • the alarm output part 13 has one or two ferrite antennas or other transceivers 80 as shown schematically in FIG Figure 8 is shown.
  • the received signal is initially fed to a signal processing and amplification stage 81, which is followed by a digitizing stage 82. Both components correspond to the usual design.
  • the digital signal is fed to a comparator 83.
  • This Comparator 83 determines whether the received and processed Signal the identification signal or the identification control signal contains. If so, the signal will a microprocessor 85 which, controlled by an in a program stored in memory 86 for further processing takes over.
  • the use of the upstream comparison stage 83 has the Advantage that the microprocessor 85 only with the signal is applied when it is established that the individual Alarm output device is addressed.
  • the time control of the alarm output part takes place via a Timer 84.
  • the display 87 is behind a transparent Area in the wall of the housing 70 of the alarm output part 12 arranged.
  • the display 87 is at anchor or between the anchor 4 and the anchor chain / cable 3 prevailing Force or movement and preferably the temporal and / or local development history of this state is displayed.
  • the respective data are shown in the display 87 as long as until after a new measurement and the transfer of the value new data are determined.
  • the alarm output device also has a schematic only Switching device 88 shown with those already mentioned Switches 73 on.
  • the switches 73 can also be larger Distance to each other or in different sides of the housing 70 may be arranged.
  • each transmission part is used in the Manufacturing an identification signal that is assigned is only awarded once.
  • a 24-bit signal is used, from which a total of 16.7 million different identification options result. This high number ensures that almost never have two transmission parts with same signal exist.
  • the identification signal of the transmission part 12 is in a read-only memory area of the memory 23 of the transmission part 12 filed. It is also possible for the identification signal in a RAM memory area, in this However, the signal must e.g. through simultaneous use otherwise fixed as manufacturer number in the device, so that the signal z. B. correct when changing the battery can be inserted.
  • the identification change mode is e.g. started when the transmission part 12 again after a battery change Is put into operation.
  • the transmission part 12 then goes in the identification change mode, and transmits as in FIG. 6 shows a signal which consists of a preamble, an identification control signal, the actual one Identification signal and a postamble exists.
  • the preamble is 16 bits
  • the identification control signal is sent from all alarm output parts of the corresponding series understood. Once a Alarm output part 13 receives this signal, it is over the Microprocessor switched over the identification change mode. The processor then queries via the display 87 whether heard the identification signal of the transmission part shall be. If this is done by the user via the switching device 88 confirmed by the switch 73, the identification signal the transmission part 12 taken over and in Memory 86 is stored as an identification comparison signal.
  • a first security level is provided by the alarm output part 13 the corresponding device an energy measurement of the identification change mode received signal performed.
  • the program of the received part is so designed that whenever the identification control signal is received an energy measurement of the overall signal is carried out becomes. Only if the transmission energy a certain An assignment is possible.
  • the transfer of energy from the transmission part to the alarm output part depends, as is known, on the distance and in considerable Dimensions also from the respective alignment of the two antennas or encoder and transducer from each other. Only if that Devices spatially and angularly to each other in a certain way are arranged, which is picked up by the alarm output part 13 Maximum energy.
  • the limit values for energy measurement is therefore chosen so that an assignment only can take place when transmission and alarm output part 12, 13 are assigned to each other at a predetermined distance and also a predetermined angular alignment to each other exhibit.
  • the antennas or transmitters and transducers 12 and alarm output part 13 preferably so on the respective Housing arranged that they have the maximum energy a parallel or T-shaped arrangement of the devices to each other results.
  • the transmission of the identification control signal is repeated repeated, and only then of sufficient signal energy assumed when the measured value at a certain percentage of transfers above Limit is.
  • the user still has to, and this represents the next Security level, operate the switching device 88, to confirm the identification change.
  • the three switches 73 used in a manner be that only two are operated in the identification change mode may be.
  • a sensor device for measuring that in the anchor chain acting force described such a sensor in other also in other places, e.g. B. in a mooring line or between a mooring line and the corresponding one Connection part, such as. B. a bollard, on Ship or the like. Can be arranged.
  • the total of 200 designated sensor device is between the first part of an anchor chain 201 and the second Part of an anchor chain 202 arranged, the second part the anchor chain 202 is connected to the anchor 203.
  • the sensor itself is a cylindrical ring 208 made of piezoelectric Material. There is one on each ring Metal existing cylindrical disc 210b and 210a.
  • the cylindrical disc 210b is over a weld seam 211b connected to the chain part 205b and is through a bore 212a guided in the cylindrical disc 210a.
  • the chain part 205a is over a weld seam 211a connected to the cylindrical ring 210a and by a Bore 212b led.
  • the entire sensor is cast in an elastic mass 215, made of an electrically non-conductive plastic an asphalt or asphalt-like material or the like.
  • the transmitting part 220 is arranged, which in the essentially the transmission part, as is the case with reference to FIG. 3 was explained corresponds.
  • the Switching from stand-by mode to operating mode an alarm signal triggered, or further measurements are made first made and an alarm signal is only issued if the measured force value exceeds a predetermined.

Landscapes

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Abstract

Anker-oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung für vor Anker liegende Schwimmeinrichtungen, insbesondere Schiffe, mit einem Überwachungsteil (6) mit Meßeinrichtung zum Messen des Zustandes, der an mindestens einem Ort der Ankerkette (3) oder des Ankers (4) zwischen der Ankerkette (3) und dem Schiff (1) oder dem Anker (4) und dem Schiff (1) auftritt, mittels mindestens eines Sensors (17) erfaßt und ein für die Kraft repräsentatives elektrisches Signal ausgibt und mit Übertragungseinrichtung (12), welche das von der Meßeinrichtung ausgegebene Signal aufnimmt und ein diesem entsprechendes Signal (7) überträgt sowie mit einer Alarmausgabeeinrichtung (9), welche das von der Übertragungseinrichtung (12) ausgegebene Signal (7) empfängt und einen Alarm ausgibt, wenn der gemessene Zustand einen vorbestimmten Wert überschreitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anker- und Ankerketten-Überwachungsvorrichtung für vor Anker liegende Schwimmeinrichtungen, insbesondere Schiffe.
überwachungsvorrichtungen werden in der Schiffahrt üblicherweise eingesetzt, um die an einer Befestigungseinrichtung einer im Hafen oder an einer Boje liegenden Schwimmeinrichtung anliegende Kraft zu bestimmen und gegebenenfalls, falls diese Kraft einen vorbestimmten Wert überschreitet, eine geeignete Maßnahme auszulösen, um zu verhindern, daß die Befestigungseinrichtung reißt und die betreffende Schwimmeinrichtung unkontrolliert im Fahrwasser treibt.
Aus der DE-AS-21 34 104 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Trossenkraft in der Festmachetrosse eine Einpunkt-Festmachevorrichtung zum Be- und Entladen eines Schiffes bekannt. Gemäß diesem bekannten Verfahren ist das Schiff über die Festmachetrosse mit seinem Bug so an der Einpunkt-Festmachevorrichtung festgemacht, daß es ungehindert Schwenkbewegungen um die Festmachevorrichtung ausführen kann. In diesem Zustand wird die Trossenkraft in der Festmachetrosse gemessen und in ein Signal umgewandelt, das ein Maß für diese gemessene Trossenkraft ist und welches dann von der Einpunkt-Festmachevorrichtung zum Land oder zum Schiff übermittelt wird. Die Festmachetrosse zwischen dem Schiff und dem Einpunkt-Festmachevorrichtung wird gelöst, sobald das übermittelte Signal anzeigt, daß die Trossenkraft einen vorbestimmten Höchstwert überschreitet.
Die DE-GM-73 16 102 offenbart eine Verankerungseinrichtung für ein schwimmendes Wasserfahrzeug, das durch mehrere Trossen punktverankert schwimmt. Es ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die eine Überwachungsstation aufweist, die Signale von mehreren Spannungsmessern zum Erfassen der mechanischen Spannung in den Trossen empfängt und anzeigt. Ein Zwischenteil zwischen einem Trossenbefestigungsteil und einem Befestigungsgrundkörper trägt zu diesem Zweck einen Spannungsmesser.
Aus der DE-OS-2 410 528 ist eine dynamische Verankerung von Schiffen und ähnlichen Schwimmkörpern bekannt. Dabei wird ein mit Antriebsmitteln ausgestattetes und auf der Wasseroberfläche schwimmendes Schiff senkrecht über einen ersten gegebenen Meeresbodenpunkt verankert. Eine mit eigenen dynamischen Ankermitteln ausgestattete Boje wird in einer Entfernung von dem Schiff verankert, wobei die Ankermittel nicht mehr durch entweder auf dem Schiff oder an dem ersten Meeresbodenpunkt befindliche Maschinen und Apparate gestört werden und die Boje auf diese Weise eine feste Position in Bezug auf einen zweiten Meeresbodenpunkt einnehmen kann. Mit Hilfe einer an der Oberfläche befindlichen Meßvorrichtung, die mit einer Kursfeststellungsvorrichtung des Schiffes zusammenwirkt, wird die relative Position des Schiffes in Bezug auf die Boje und in Bezug auf den Kurs festgestellt. Die Positionsabweichungen des Schiffs in Bezug auf den ersten gegebenen Meeresbodenpunkt werden durch Betätigen der Ankermittel durch von der Meßvorrichtung gelieferte Fehlersignale korrigiert.
Weiterhin beschreibt die DE-OS-2 410 528 eine Boje, zu der dynamische Ankermittel sowie Übertragungs- und Reflexionsmittel für elektromagnetische Signale gehören.
Aus der DE-OS-25 02 020 ist ein Verfahren zum Positionieren eines Wasserfahrzeugs bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird das Schiff stets innerhalb eines Begrenzungskreises gehalten, welcher der größten zulässigen Neigung einer Bohrschlammrückleitung bzw. eines Standrohrs entspricht. Zu diesem Zweck werden eine Verankerungsanordnung und mehrere durch einen Rechner gesteuerte Antriebseinrichtungen mit um senkrechte Achsen drehbare Schaufeln benutzt. Die Antriebseinrichtungen werden durch den Rechner nur dann in Betrieb gesetzt, wenn die resultierende der auf das Schiff wirkenden äußeren Kräfte oder der Neigungswinkel des Steigrohrs einen vorbestimmten Wert überschreitet. Bei Werten der äußeren Kräfte oder des Neigungswinkels des Standrohrs, die unter dem vorbestimmten Wert liegen, wird das Schiff nur mit Hilfe der Verankerungsanordnung innerhalb eines kleinen Kreises gehalten, dessen Radius kleiner ist als der Radius des Begrenzungskreises.
Aus der DE-GM-77 15 093 ist ein Scherbolzen für Haltereinrichtungen, insbesondere in Vertäueinrichtungen für Schiffe, bekannt, der an einer Meßstelle Querschnittsverringerungen aufweist. Belastungssensoren sind in einer Achsbohrung des Scherbolzens angeordnet, deren Hohlraum mit einer sich nach dem Einbringen verfestigenden Vergußmasse ausgefüllt. Die Belastungssensoren bestehen aus Dehnungsmeßstreifen, welche an den Meßstellen paarweise angeordnet sind und mittels Leitungen an einen elektrischen Schaltkreis angeschlossen sind.
Aus der DE-OS-27 48 922 ist ein Tauwerk mit einer Seele, insbesondere zum Vertäuen von Schiffen bekannt. Die Seele ist ein an eine Meldeanlage anschließbares Kabel mit mindestens zwei Kabeladern. Das Tauwerk weist ein gleichzeitig seiner mechanischen Verbindung wie auch einer berührungslosen Schaltung des Kabels dienendes Kupplungsstück auf, wobei die eine Kupplungshälfte am Ende des Tauwerks und die andere Kupplungshälfte im Abstand dazu angebracht ist. Weiterhin ist ein in die beiden Kupplungshälften eingreifendes Arettierungsund Sicherungsorgan vorgesehen. Die am Ende des Tauwerks angebrachte Kupplungshälfte besitzt unter ihrer Stirnfläche einen Reed-Kontakt, an den das Kabel mit seinem Ende angeschlossen ist, und die andere Kupplungshälfte besitzt unter ihrer Stirnfläche einen mit dem Reed-Kontakt zusammenwirkenden Dauermagneten.
Aus der EP-A-0 242 115 sind ein Verfahren und ein System zum Bestimmen einer Position auf einer sich bewegenden Plattform, wie z.B. einem Schiff, unter der Benutzung von Signalen von GPS-Satelliten bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren werden direkt von Satelliten empfangene Signale auf der sich bewegenden Plattform mit indirekt unter Zwischenschaltung von Basisstationen von den Satelliten empfangenen Signalen verglichen und so die momentane Position der sich bewegenden Plattform bestimmt.
Die Problematik der mit einem Anker von Schwimmeinrichtungen wird zunächst am Beispiel eines vor Anker liegenden Schiffes beschrieben.
Zum Ankern läßt ein Schiff einen an einer Ankerkette oder - trosse hängenden Anker auf den Gewässerboden, z.B. den Meeresboden, absinken, so daß sowohl der Anker, als auch ein Großteil der Ankerkette/-trosse auf dem Gewässerboden aufliegt. Entscheidend dabei ist, daß die Fixierung des Schiffes in einem bestimmten Bereich nicht durch die Verbindung des Ankers mit dem Gewässerboden, sondern durch das Gewicht des auf dem Gewässerboden aufliegenden Teils der Ankerkette/- trosse bewirkt wird.
Das so vor Anker liegende Schiff kann sich innerhalb eines bestimmten Bereichs um den dem Schiff zugewandten Auflagepunkt der Ankerkette/-trosse auf dem Meeresboden frei bewegen und somit gegenüber externen Kräften, die auf das Schiff einwirken, wie z.B. Strömungskräfte oder Windkräfte, nachgeben. Wenn nun diese äußeren, auf das Schiff einwirkenden Kräfte betragsmäßig zunehmen, kann bei einem bestimmten, von dem Gewicht und der Länge der Ankerkette/-trosse abhängigen Wert ein Zustand erreichtr werden, in den die Ankerkette/- trosse nicht mehr auf dem Gewässerboden aufliegt und über die Ankerkette/-trosse vom Schiff direkt auf den Anker eine Kraft oder Bewegung ausgeübt wird. Das Schiff zieht dann den Anker entweder unkontrolliert hinter sich her oder kann, falls der Anker fest im Gewässerboden verhakt ist, einen Abriß der Ankerkette oder einen Bruch des Ankers bewirken, so daß das Schiff unkontrolliert im Fahrgewässer umhertreibt und möglicherweise auf Grund läuft.
Ein derartiger Zustand ist insbesondere bei auflandigem Wind oder in der Nähe von Riffen, anderer Schiffe oder anderen möglichen Kollisionsstellen im Fahrwasser äußerordentlich gefährlich.
Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ankerketten-, Ankerbewegungs- und Ankerkraft-Überwachungsvorrichtung zu schaffen, welche die Sicherheit einer vor Anker liegenden Schwimmeinrichtung erhöht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
Zu bevorzugende Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Meßeinrichtung auf. Diese Meßeinrichtung hat wenigstens einen Sensor, der vorzugsweise an der Verbindung zwischen Anker und Kette/Trosse, aber auch an einem sonstigen Teil der Ankerkette/- trosse oder im Anker selbst integriert oder am Anker angebracht sein kann. Es wird darauf hingewiesen, daß die Meßeinrichtung derart aufgebaut sein kann, daß ein Teil der Einrichtung im Bereich des Ankers oder der Ankerkette/-trosse, das heißt unter Wasser und ein anderer Teil der Meßeinrichtung in oder an der Schwimmeinrichtung, respektive dem Schiff angeordnet sein kann. Es ist auch möglich einen Teil der Überwachungseinrichtung unabhängig von der Schwimmeinrichtung und der Ankervorrichtung anzuordnen, wenn beispielsweise von einem Schiff oder vom Land aus die Verankerung einer Schwimmeinrichtung überwacht werden soll.
Entsprechend kann die Alarmeinrichtung auf der Schwimmeinrichtung selbst oder an einer sonstigen Stelle auf einem anderen schwimmenden Körper oder an Land und dergleichen angeordnet sein.
Unter dem Übergangsbereich wird dabei nicht nur die Verbindungsstelle zwischen dem Anker und der Ankerkette/-trosse verstanden, sondern ebenfalls der daran angrenzende Bereich von Anker und Ankerkette/-trosse. Wichtig ist nur, daß die Anker- und Ketten-Überwachungsvorrichtung zumindest teilweise in dem Bereich liegt, der zur stabilen Verankerung ständig am Meeresboden liegen sollte und im wesentlichen keinen größeren Zustandsänderungen ausgeliefert sein sollte.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anker- und Ketten-Überwachungsvorrichtung sind mehrere Sensoren über die Ankerkette/trosse verteilt angeordnet, so daß die lokalen Zustände der Ankervorrichtung bestimmt werden können.
Vorzugsweise ist auch mindestens ein Sensor im Anker selbst integriert oder am Anker angeordnet.
Dabei weist der Sensor vorzugsweise ein piezoelektrisches, resistives, kapazitives oder induktives Sensorelement auf.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung findet die Übertragung zwischen der Meßeinrichtung, bzw. dem Teil der Meßeinrichtung welches im Bereich der Ankerkette/-trosse oder im Bereich des Ankers angeordnet ist und den Teilen der Überwachungsvorrichtung, die über Wasser in der Schwimmeinrichtung etc. sind, auf drahtlosem Wege statt, und zwar durch Ultraschall, durch Infrarotstrahlung, durch elektromagnetische Wellen oder andere geeignete drahtlose Übertragungsverfahren.
Dieses Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, daß Beschädigungen einer Kabelverbindung beim Herablassen des Ankers und Wiederheraufziehen ausgeschlossen sind.
Der Nachteil bei dieser Gestaltung ist jedoch, daß bei mehreren nebeneinander vor Anker liegenden Schwimmeinrichtungen Störungen auftreten können, indem nämlich ein Schiff entsprechende Signale einer nicht zu ihm gehörenden Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung erhält.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, bei der drahtlosen Übertragung einen entsprechenden Identifizierungscode mit zu übertragen, der die übertragende Einrichtung eindeutig identifiziert. Durch die Verwendung eines entsprechend ausgestalteten Identifizierungscodes, beispielsweise einer digitalen Zahl mit einer relativ hohen Anzahl von bits, kann sichergestellt werden, daß zufällig empfangene Signale nicht als Meßergebnisse identifiziert werden und dann zu einer falschen Alarmauslösung führen.
Statt einer Identifizierung durch einen Identifizierungscode oder ein besonderes Identifizierungsmuster ist es auch möglich, den Geräten entsprechende Frequenzen zuzuordnen, damit die Gefahr gegenseitiger Störungen vermindert wird.
Erfindungsgemaß weist die Übertragungseinrichtung eine Steuereinrichtung auf, welche bewirkt, daß die Signale in Intervallen übertragen werden, weist die Übertragungseinrichtung eine Signalgenerierungseinrichtung auf, welche ein Identifikationssignal generiert, das für die individuelle Übertragungseinrichtung charakteristisch ist und diese eindeutig identifiziert, bewirkt die Steuereinrichtung, daß dieses Identifikationssignal zumindest einmal während jedes Übertragungsintervalls übertragen wird, weist die Alarmausgabeeinrichtung einen Speicher auf, in dem ein dem der zugehörigen individuellen Übertragungseinrichtung zugeordnetes Identifikations-Vergleichssignal abgespeichert ist, und weist die Alarmausgabeeinrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, welche prüft, ob das von der Übertragungseinrichtung ausgestrahlte Identifiktationssignal mit dem in der Alarmausgabeeinrichtung gespeicherten Identifikations-Vergleichssignal übereinstimmt, und erfolgt eine Weiterleitung bzw. eine Weiterverarbeitung der von der Alarmausgabeeinrichtung aufgenommenen Signale nur, wenn das von der Alarmausgabeeinrichtung empfangene und das in der Alarmausgabeeinrichtung gespeicherte Identifikations-Vergleichssignal identisch sind.
Die erfindungsgemäße Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung besteht aus einer Übertragungseinrichtung und von einer von dieser getrennten Alarmausgabeeinrichtung. Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß die Alarmausgabeeinrichtung, die in der Regel unmittelbar mit der Betätigungseinrichtung, z.B. einem Warnlicht oder einer Sirene, kombiniert ist, im Blickfeld bzw. Hörfeld des sich an Bord des Schiffes oder an Land befindlichen Benutzers angeordnet werden kann.
Die Alarmausgabeeinrichtung kann aber auch in beliebiger Weise vom Benutzer getragen werden. Beispielsweise kann die Alarmausgabeeinrichtung wie eine Armbanduhr unmittelbar am Handgelenk des Benutzers angeordnet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform geschieht die Übertragung der Daten und des Identifkationssignals digital. Dadurch wird eine größere Zuverlässigkeit der Datenübertragung erreicht, und es ist außerdem möglich, eine hohe Zahl von Identifikationsmustern zu wählen, indem dieses Signal aus einer entsprechend hohen Anzahl einzelner Bits zusammengesetzt wird.
Es ist möglich, daß jedem Übertragungsteil bereits bei der Produktion ein bestimmtes Alarmausgabeteil bzw. umgekehrt zugeordnet wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß, z.B. bei einem Ausfall des Alarmausgabeteils, das zugehörige Übertragungsteil ebenfalls unbrauchbar wird und umgekehrt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, die Zuordnung zwischen dem Übertragungsteil und dem Alarmausgabeteil veränderbar zu gestalten.
In diesem Falle wird vorzugsweise vorgesehen, daß das Übertragungsteil und das jeweils damit zu verwendende Alarmausgabeteil in einen Identifikationssignal-Änderungsmodus gebracht werden können, der es dem Alarmausgabeteil ermöglicht, das Identifkationssignal des ihm zugeordneten Übertragungsteils aufzunehmen und abzuspeichern. Dieser Zuordnungs- oder Paarungsmodus hat, gemäß einer bevorzugten Weiterbildung, mehrere Sicherheitsstufen, so daß eine unbeabsichtigte und fehlerhafte Zuordnung von übertragungsteil und Alarmausgabeteil vermieden wird.
Die Möglichkeit der freien Zuordnung von Übertragungsteil und Alarmausgabeteil hat im praktischen Gebrauch erhebliche Vorteile. Fällt der Alarmausgabeteil oder der Übertragungsteil aus, so braucht nur das defekte Gerät, nicht aber beide Geräte ausgetauscht zu werden, und das verbleibende Gerät kann weiterhin verwendet werden.
Die variable Zuordnung hat weiter den Vorteil, daß einem Übertragungsgerät auch zwei Alarmausgabegeräte und umgekehrt zugeordnet werden können. Es ist dann z.B. möglich, daß eine Küstenstation zwei Alarmausgabegeräte verwendet, mit denen sie die Ankerposition zweier Schiffe überwacht.
Schließlich ist es auch denkbar, daß insbesondere für die Alarmausgabeeinrichtung, die mit anderen Funktionen korreliert werden kann, unterschiedliche Gerätemodelle angeboten werden, die der Benutzer verwenden können soll, ohne sich jeweils ein neues Übertragungsteil beschaffen zu müssen.
Ferner wird die Fabrikation der Überwachungsvorrichtung durch die veränderbare Zuordnung wesentlich vereinfacht.
Der Identifkationssignal-Änderungsmodus wird vorzugsweise ausgelöst, indem die Übertragungseinrichtung durch eine manuelle Tätigkeit dazu veranlaßt wird, ein bestimmtes Signal, das Identifikations-Steuersignal, zu übertragen, das dem Alarmausgabegerät anzeigt, daß ein Zuordnungsvorgang stattfinden soll. Um die ungewollte Zuordnung von mehreren Alarmausgabegeräten zu einem Übertragungsgerät zu verhindern, können seitens des Alarmausgabegeräts entsprechende Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen werden.
Die eigentliche Zuordnung geschieht, indem mit dem Identifkations-Steuersignal auch das Identifikationssignal des Übertragungsteils ausgestrahlt wird. Das in den Identifikationssignal-Änderungsmodus gebrachte Alarmausgabegerät empfängt dieses Identifikationssignal und speichert es in einem entsprechenden Speicher so lange ab, bis es im Rahmen einer neuen Zuordnung ein anderes Identifikationssignal erhält.
Gemäß einer zu bevorzugenden Weiterbildung der Erfindung ist eine Recheneinrichtung entweder im Übertragungsgerät oder im Alarmausgabegerät installiert. Dadurch kann dem Benutzer der Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung angezeigt werden, in welchem Zustand jeweils der Anker und die Ankerkette/-trosse ist und darüber hinaus beipielsweise zeitlich oder örtlich entwickelt.
Besonders bevorzugt ist bei einer Verwendung von Funksignalen die Verwendung von Signalen im Langwellenbereich, d.h. die Verwendung von Funksignalen mit einer Frequenz von 5 Hertz bis 100 Kilohertz.
Untersuchungen haben gezeigt, daß zur elektromagnetischen übertragung des Signals im Wasser ein Frequenzbereich zwischen 5 Hertz und 50 Kilohertz besonders geeignet ist, um die gewünschten Signale zu übertragen.
Sowohl das Übertragungs- als auch das Alarmausgabeteil kann mit weiteren Funktionen versehen werden.
Als weitere Funktionen bietet sich die Erfassung der Signale weiterer Sensoren an. Dies kann z. B. eine Einbruch-Meldeeinrichtung sein, die mit mechanischen Sensoren an Türen, Fenstern und Luken versehen ist, oder die einen Bewegungssensor aufweist, der Bewegungen, insbesondere im Inneren des Schiffes erfaßt, einen Krängungssensor, der eine stärkere Neigung des schwimmenden Körpers erfaßt sowie einen Wasser-Einbruchsensor, der anzeigt, wenn der Wasserstand in der Bilge einen vorbestimmten Grenzwert überschritten hat. Weiterhin kann auch ein oder mehr Sensoren vorgesehen sein, die die Haltekraft von Festmacheleinen, mit denen das Schiff im Hafen festgemacht ist, erfassen. Die zentrale Alarmeinrichtung faßt diese Signale zusammen und gibt einen Alarm aus, wenn eine der erfaßten Größen einen kritischen Zustand erreicht. Dies ist normalerweise dann der Fall, wenn ein vorbestimmter Grenzwert der Kraft oder der Bewegung überschritten wird.
Bei der Verwendung von Sensoren für Festmacheleinen kann ein kritischer Zustand auch dann erreicht werden, wenn mehrere Festmacheleinen verwendet werden und keine dieser Leinen ein Kraftsignal aufweist.
Sowohl im Falle einer Alarmeinrichtung, die nur Sensorsignale im Zusammenhang mit dem Anker umfaßt, also auch bei einer zentralen Signaleinrichtung, welche mehrere Sensoren in der vorgenannten Art und Weise erfaßt, kann das Alarmsignal auch drahtlos an ein Empfangsgerät übertragen werden, welches vom Benutzer z. B. an Land mitgeführt wird. Der Benutzer wird dann automatisch über den kritischen Zustand seines Schiffes informiert.
Die drahtlose Übertragung kann auf den für diese Frequenzen freigegebenen Funkbereichen mit den bekannten Techniken zur Funkübertragung stattfinden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die zentrale Alarmeinrichtung über ein geeignetes Modem ein tragbares Telefon, z. B. ein Mobiltelefon nach dem GSM-Standard, anwählt.
Bei allen vorstehend genannten drahtlosen Übertragungsverfahren von einer zentralen Alarmeinrichtung zum entfernten Benutzer können Nachrichten auf akustischem Wege oder als alphanumerisches Signal übertragen werden. Im ersten Fall wird beispielsweise nach Zustandekommen einer Verbindung, wie einer Telefonverbindung, in der Alarmeinrichtung gespeicherte Texte akustisch wiedergegeben, z. B. ein Text "Wasser im Schiff" oder auf dem Display des Empfängers angezeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die vorgenannte Zentraleinrichtung auch dann tätig sein kann, wenn keine Ankerketten-Überwachungsvorrichtung aktiv ist, z. B., wenn das Boot nur mit Leinen im Hafen festgemacht ist, oder wenn nur eine Leinen-Überwachungsvorrichtung vorhanden ist.
Die Erfindung stellt weiterhin einen Sensor zur Ankerketten-Überwachung zur Verfügung, welche sich besonders zur Verwendung in der hier beschriebenen Ankerketten-Überwachungsvorrichtung eignet, welche aber auch in Überwachungsvorrichtungen eingesetzt werden kann, welche andere Merkmale haben, als dies im Anspruch 1 beschrieben ist. Dieser Ankerketten-Sensor besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Ring aus einer piezoelektrisch wirkenden Keramik die an beiden Seiten - mit Metallplatten verbunden ist, deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser dem piezoelektrischen Rings entspricht.
Die Metallplatten sind wechselseitig derart mit der Ankerkette und/oder dem Anker verbunden, daß eine auf den die Ankerkette und/oder den Anker wirkenden Zugkraft zu einer Zusammendrückung des Ringes führt.
Der Sensor ist insgesamt in einer wasserdichten Vergußmasse aus Kunststoff oder dgl. eingegossen. Ferner ist der Sender ist vorzugsweise an einem der metallischen Scheiben befestigt und befindet sich somit ebenfalls innerhalb des Schutzes dieser Vergußmasse.
Durch eine solche Vorrichtung läßt sich ein sehr starkes Signal erzeugen, wenn eine entsprechende Belastung an der Ankerkette bzw. am Sensor anliegt.
Bei dieser Gestaltung befindet sich die Sendeeinrichtung während des übliche Betriebes in einem Stand-By-Modus, in dem sie nur sehr wenig Strom verbraucht. Sobald eine Belastung auf den Sensor wirksam wird, wird ein Signal vom Piezoring erzeugt und der Sendeeinrichtung zugeleitet. Durch dieses Signal wird die Sendeeinrichtung dann in den eigentlichen erfindungsgemaßen Betriebsmodus versetzt.
Für den Betriebsmodus gibt es bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Möglichkeiten.
Bei einer ersten Möglichkeit wird Stand-By-Modus und Betriebsmodus so abgestimmt, daß eine Umschaltung in den Betriebsmodus erst dann erfolgt, wenn das Signal oberhalb eines Steuerwertes liegt, der eine kritische Belastung bedeutet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird also unmittelbar nach dem Umschalten vom Stand-By-Modus in den Betriebsmodus ein Warnsignal ausgegeben. Oder anders ausgedrückt, sobald ein Ruck auf den Anker bzw. die Ankerkette ausgeübt wird, der ein vorbestimmtes Maß übersteigt, wird der Sender eingeschaltet und Alarm ausgelöst.
Bei einer zweiten Ausführungsform einer mit einem solchen Sensor versehenen Überwachungsvorrichtung bewirkt das Überschreiten einer vorbestimmten Kraft auf den Sensor zunächst lediglich, daß die Überwachungsvorrichtung vom Stand-By-Modus in den Betriebsmodus umgeschaltet wird. Anschließend arbeitet das Gerät in einem Betriebsmodus, in dem, wie vorstehend beschrieben, eine Kraftmessung durchgeführt wird und, sobald die Kraft einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, wird der Alarm ausgelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben.
In den Figuren zeigen:
Figur 1
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung;
Figur 2
eine schematisierte Funktions-Darstellung einer Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
eine schematisierte Darstellung der Kodierung des Übertragungssignals des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2;
Figur 4
eine schematisierte Darstellung des Aufbaus des Übertragungssignals im Normalbetrieb des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2;
Figur 5
eine schematisierte Darstellung des Aufbaus des Übertragungssignals im Identifikationsänderung-Modus des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2; und
Figur 6
eine schematisierte Darstellung des Alarmausgabeteils des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2
Figur 7
Schaltplan einer erfindungsgemäßen Anker- und Ankerketten-Überwachungsvorrichtung.
Figur 8
eine teilweise geschnittene Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Sensors für die Erfassung der im Anker bzw. der Ankerkette wirkenden Kraft.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Bestandteile.
Die im folgenden erläuterten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung sind dafür vorgesehen, in Verbindung mit einer Ankerkette/trosse und einem Anker für ein Schiff verwendet zu werden.
Sie können jedoch gegebenenfalls mit entsprechenden Modifikationen ebenfalls für Ankerketten von Bohrinseln, Schwimmdocks usw. Verwendung finden.
Figur 1 zeigt eine schematisierte Darstellung der erfindungsgemäßen Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung.
In Figur 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Schiff, das sich in einem Fahrwasser 2 befindet. Das Schiff 1 weist eine Ankerkette oder -trosse 3 auf, die einerseits von einer nicht gezeigten Ankerkettenwinde vom Schiff ablaßbar ist, und an der andererseits ein Anker 4 befestigt ist. Im gezeigten Zustand ist die Ankerkette/-trosse 3 vollständig von der nicht gezeigten Ankerwinde abgewickelt und liegt zusammen mit dem Anker 4 teilweise auf dem Gewässergrund 5 auf.
Erfindungsgemäß ist nun eine Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung vorgesehen, welche z. B. aus einem im Übergangsbereich zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/trosse 3 befindlichen Teil 6 und einem an Bord des Schiffes befindlichen Teil 8, 9 besteht.
Es sei bemerkt, daß sich der Teil 8, 9 auch in einer Küstenstation befinden könnte.
Der im Übergangsbereich zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/-trosse 3 befindliche Teil 6 weist eine Meßeinrichtung auf, welche die Zustandsänderungen zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/-trosse 3 mittels eines oder mehrerer Sensoren erfaßt und ein für die Kraft oder Bewegung repräsentatives elektrisches Signal ausgibt.
Weiterhin ist in dem Teil 6 in Verbindung mit der Meßeinrichtung eine Übertragungseinrichtung vorgesehen, welche das von der Meßeinrichtung ausgegebene Signal aufnimmt, und ein diesem entsprechendes Übertragungssignal, z.B. ein Funksignal, das in Figur 1 mit 7 bezeichnet ist, überträgt.
Das an Bord des Schiffes 1 befindliche Teil 8, 9 umfaßt eine Alarmausgabeeinrichtung 9, die im gezeigten Beispiel mit einer Antenne 8 versehen ist, welche das von der Übertragungseinrichtung ausgestrahlte Übertragungssignal empfängt. Weiterhin ist an Bord des Schiffes eine nicht gezeigte Bedienungs-/Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die mit der Alarmausgabeeinrichtung 9 verbunden ist und Daten als Zahlen oder Symbole anzeigt, die zumindest zum Teil von dem von der Empfangeinrichtung 9 empfangenen Übertragungssignal 7 abgeleitet sind, wobei die Daten beispielsweise den zeitlichen oder örtlichen Zusand der Sensoren oder des Sensors angeben.
Im weiteren wird der Betrieb der so aufgebauten erfindungsgemäßen Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung näher erläutert.
Die Übertragungseinrichtung weist eine Steuereinrichtung auf, welche bewirkt, daß die Übertragungssignale in Intervallen übertragen werden. Weiterhin ist in der Übertragungseinrichtung in der Signalgenerierungseinrichtung vorgesehen, welche ein Identifikationssignal generiert, das für die individuelle Übertragungseinrichtung charakteristisch ist und diese eindeutig identifiziert, wobei die Steuereinrichtung bewirkt, daß dieses Identifkationssignal zumindest einmal innerhalb jedes Übertragungsintervalls übertragen wird.
Entsprechend ist in der Alarmausgabeeinrichtung 9 ein Speicher vorgesehen in dem ein dem der zugehörigen individuellen Übertragungseinrichtung zugeordnetes Identifikations-Vergleichssignal abgespeichert ist. Die Alarmausgabeeinrichtung weist eine Vergleichseinrichtung auf, welche prüft, ob das von der Übertragungseinrichtung ausgestrahlte Identifikationssignal mit dem in der Alarmausgabeeinrichtung gespeicherte Identifikations-Vergleichssignal übereinstimmt und veranlaßt eine Weiterleitung bzw. eine Weiterverarbeitung der zur Alarmausgabeeinrichtung aufgenommenen Signale nur dann, wenn das von der Alarmausgabeeinrichtung empfangene und das in der Alarmausgabeeinrichtung gespeicherte Identifikations-Vergleichssignal identisch sind.
Somit kann eine eindeutige Zuordnung der an Bord des Schiffes 1 oder anhand empfangenen Signale zur im Übergangsbereich zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/-trosse 3 befindlichen Übertragungseinrichtung vorgenommen werden.
Steigt nun die im Bereich des Teils 6 herrschende Kraft oder Bewegung zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/-trosse 3, so wird im Teil 8, 9, der sich vorzugsweise an Bord des Schiffes befindet, ein Alarmsignal ausgelöst, welches anzeigt, daß das Schiff in Begriff ist, in einen unkontrollierten Zustand zu geraten, so daß von der Besatzung entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
Vorzugsweise wird die Alarmeinrichtung so eingestellt, daß ein Signal dann ausgelöst wird, wenn ein vorbestimmter Kraftwert oder Bewegungswert überschritten wird, wobei dieser Schwellwert von der Gestaltung des Ankers, der Anordnung des Meßsensors oder Meßsensoren oder am Anker, im Bereich zwischen Anker und Ankerkette oder der Ankerkette selbst abhängt und von weiteren Dingen, wie der Größe des Schiffes etc..
Um zu vermeiden, daß bei einem Ausfall der Einrichtung die Übertragung eines Alarmsignales unbemerkt unterbleibt, wird die Einrichtung vorzugsweise in regelmäßigen Intervallen überprüft und ein Warnsignal ausgegeben, wenn die Verbindung zwischen Alarmeinrichtung und Meßeinrichtung bzw. Meßsensoren unterbleibt.
Dieses Alarmsignal kann ein akustisches oder optisches Alarmsignal sein und automatisch entsprechende Gegenmaßnahmen, wie z.B. Starten der Motoren oder automatische Kursaufnahme, einleiten.
Es sei bemerkt, daß die örtliche Lage des zwischen Anker 4 oder am Anker und Ankerkette/-trosse 3 befindlichen Teils 6 der erfindungsgemäßen Anker-/Ankerketten-Überwachungsvorrichtung mit der Meßeinrichtung nicht auf den genauen Übergangspunkt zwischen Anker 4 und Ankerkette/-trosse festgelegt ist. Vielmehr kann die Lage des Teils an einem vorbestimmten Ort sein, an dem eine vorbestimmte Kraft oder Bewegung nicht überschritten werden soll, oder es können sogar mehrere, über die Lage der Ankerkette/-trosse 3 verteilte entsprechende Teile 6 vorgesehen sein, um zu ermöglichen, die auf die Ankerkette/-trosse 3 und den Anker 4 wirkenden Kräfte/Bewegungen ortsaufgelöst an den Teil 8, 9 zu übertragen.
Figur 2 zeigt eine schematisierte Darstellung der Anker-/Ankerketten-Überwachungsvorrichtung, die insgesamt mit 10 bezeichnet ist und die ein Übertragungsteil 12, das die Übertragungseinrichtung beinhaltet, und ein Alarmausgabeteil 13, das die Alarmausgabeeinrichtung beinhaltet, aufweist.
Das Übertragungsteil 12 und ein im Übergangsbereich zwischen Anker 4 und Ankerkette/-trosse 3 angeordneter Sensor 17 sind unter Wasser angeordnet, wobei der Sensor 17 die zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette 3 wirkende Kraft oder Bewegung mißt.
Der Sensor kann ein beliebiger Sensor sein, wie z.B. ein piezoelektrischer, ein resistiver, ein kapazitiver, ein induktiver o.ä. Sensor.
Das Alarmausgabeteil 13 wird an Bord des Schiffes in räumlichem Abstand zum Übertragungsteil 12 vorgesehen und ist mit einer Anzeigeeinrichtung 14 gekoppelt, die üblicherweise unmittelbar in das Gehäuse des Alarmausgabeteils 13 oder Bedienungsteil integriert ist.
Figur 3 zeigt eine schematisierte Darstellung des Übertragungsteils des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2.
Das in Figur 3 schematisch dargestellte Übertragungsteil 12 weist ein aus nicht magnetischem Material, vorzugsweise Kunststoff, bestehendes Gehäuse 110 auf, in dem die elektrischen und elektronischen Elemente des Übertragungsteils 12 aufgenommen sind. Das Innere des Gehäuses 110 des Übertragungsteils 12 ist vollständig mit elektrisch nicht leitendem Öl, Silikon oder dergleichen gefüllt. Der Bereich des Gehäuses 110a in dem ein Sensor 17 oder mehrere angeordnet sind, ist so gestaltet, daß er bei Gebrauch der am Anker 4 oder Ankerkette/-trosse 3 wirkenden Kraft ausgesetzt ist. Der übrige Teil des Gehäuses 110 ist ebenfalls abgedichtet, um ein Eindringen von Wasser zu vermeiden.
Im Gehäuse 110 ist ferner eine Batterie 113 oder eine andere Energieversorgung untergebracht, die das Übertragungsteil 12 mit elektrischer Energie versorgt und somit ebenfalls den Druck im Gehäuse 10 ausgesetzt ist.
Der Aufbau der elektrischen Komponenten des Übertragungsteils 12 wird nachstehend detailliert unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben.
Der Sender 26 besteht z. B. aus einem Ferritkern, der mit Kupferdraht umwickelt ist. Als besonders günstig hat sich eine Induktivität des Übertragungsspule im Bereich von 10 und 50 mH erwiesen.
Der Zeitabstand zwischen der Zustandsmessung und dem Übertragen des Signals ist nicht konstant, sondern wird durch den Mikroprozessor nach einem Rechenverfahren innerhalb eines vorgegebenen Zeitbereichs variiert. Die Übertragung des Signals erfolgt aber immer vor der Aufnahme des nächsten Meßwerts. Diese Zeitvariation bringt den Vorteil, daß bei zwei gleichzeitig in geringem Abstand betriebenem Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtungen, die verschiedene Ankeroder Ankerketten überwachen, eine Kollision von übertragenen Signalwerten nur zufällig erfolgen kann. Wäre der Zeitabstand zwischen Meßirtervall und Übertragungsintervall immer gleich, könnte die ungünstige Konstellation entstehen, daß die von zwei Übertragungsteilen ausgestrahlten Werte längere Zeit miteinander kollidieren.
Die Signalübertragung von der Übertragungseinrichtung 12 zur Alarmausgabeeinrichtung 13 erfolgt z. B. mittels einer elektromagnetischen Funkwellc konstanter Frequenz. Zur Steuerung der Übertragungsfrequenz dient der quartzgesteuerte Zeitgeber 21. Da die Frequenz des Schwingquartzes 32.768 Hz beträgt, wird der Aufbau des Übertragungsteils vereinfacht, wenn eine Frequenz verwendet wird, die aus dieser Frequenz mit dem Teiler 2n abgeleitet wird. Damit sind die Frequenzen 32.768 (n=0), 16.384 (n=1), 8.192 (n=2) und 4.096 (n=3) besonders bevorzugt. Versuche haben ergeben, daß eine besonders gute Datenübertragung unter Wasser durch die Verwendung einer Trägerfrequenz von 8.192 Hz erzielt wird.
Im Interesse einer störunanfälligen Datenübertragung werden die zu übertragenden Datensignale im Übertragungsteils 12 digital kodiert. Um die digitalen Werte zu übertragen, gibt es im Stand der Technik verschiedene Verfahren, bei denen die Frequenz, die Amplitude oder die Phasenlage des Trägersignals verändert werden.
Ein bekanntes Verfahren, das auch für die Anker- oder Ankerketten-Oberwachungsvorrichtungen der gezeigten Art angewendet werden könnte, ist die Frequenzänderung des Übertragungssignals mit dem sogenannten "frequency shift keying". Bei diesem Verfahren werden den Bitinformationsinhalten 0 und 1 unterschiedliche Frequenzen zugeordnet. Damit müssen jedoch zwei Frequenzen übertragen werden, was den übertragungs- und empfängerseitigen Aufwand erhöht.
Als beste Möglichkeit der Übertragung hat sich die Beeinflussung der Phasenlage mit dem sogenannten "phase shift keying" (PSK) erwiesen, wobei beim vorliegenden Ausführungsbeispiel noch eine besondere Variante des PSK-Verfahrens verwendet wird, nämlich das "differential phase shift keying" (DPSK).
Bei diesem Verfahren erfährt das Übertragungssignal einen Phasensprung, wenn eine 1 ermittelt wird; soll eine 0 übertragen werden, bleibt das Übertragungssignal unverändert. Da bei dieser Methode das erste Bit des übermittelten Bitmusters eine Unsicherheit enthält, darf es nicht als Informationsträger dienen.
Ein Beispiel dieser digitalen Verschlüsselung ist in Figur 5 dargestellt. Dabei ist im Diagramm 60 über einer Zeitachse 61 und einer Zahlenachse 62 ein Bitmuster, bestehend aus den Bits 011010011..., dargestellt.
Im Diagramm 64 ist über der gleich skalierten Zeitachse 65 und der Spannungsachse 66 ein Spannungssignal 67 aufgetragen, welches eine gleichbleibende Frequenz aufweist, dem aber durch die vorgeschriebene DPSK-Modulation das Bitmuster als Phasenänderung aufgeprägt ist.
Innerhalb jedes Übertragungsintervalls wird eine Signalfolge übertragen, die, wie es in Figur 6 gezeigt ist, aus einer Präambel, dem Identifikationssignal, einem Datenblock und einer Postambel aufgebaut ist. Die Präambel dient dazu, der Alarmausgabeeinrichtung die Synchronisation auf das übertragene Signal zu ermöglichen. Der Identifikationskode enthält die übertragerspezifische Identifizierung. An den Identifkationskodes ist sich der eigentliche zu übertragende Datenblock an. Der Datenblock enthält in jedem Fall den gemessenen Kraftwert, kann aber bei einer bevorzugten Ausführungsform auch noch weitere Sensorwerte erhalten, die über entsprechende weitere (nicht gezeigte Sensoren) erfaßt werden. Selbstverständlich können auch noch weitere Daten übertragen werden, wenn dies im spezifischen Anwendungsfall von Interesse ist. Daran schließt sich die Postambel an, die u.a. zur Fehlererkennung und -korrektur dient.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt das Synchronisationsintervall 16 Bit, der Identifikationskode 24 Bit, der Datenblock 32 Bit und die Postambel 4 Bit. Jedes Signal ist also 76 Bit lang.
Versuche haben gezeigt, daß es für die verwendete DPSK günstig ist, pro Bit insgesamt 8 Perioden der Trägerfrequenz mit 8.196 Hz auszustrahlen. Dadurch ergibt sich eine Zeitdauer der Ausstrahlung von insgesamt 0,976 ms/Bit oder eine gesamte Signaldauer von ca. 74 ms.
Mit Bezug auf Figur 7 wird nun der Aufbau des Alarmausgabeteils 13 beschrieben. Das Alarmausgabeteil 13 ist, getrennt vom Obertragungsteil 12, in einem Kunststoffgehäuse 70 mit einer Stromversorgung untergebracht und weist keine Verbindung mechanischer Art oder mittels elektrischer Leitungen mit dem Übertragungsteil 12 auf.
Um das Gerät in Betrieb setzen zu können und um im Paarungsmodus die Zuordnung zu bestätigen, sind Schalter 73 im Gehäuse eingelassen, die vom Benutzer betätigt werden.
Das Alarmausgabeteil 13 weist eine oder zwei Ferritantennen oder andere Senderempfänger 80 auf, wie schematisch in der Figur 8 dargestellt ist. Das empfangene Signal wird zunächst einer Signalverarbeitungs- und Verstärkungsstufe 81 zugeführt, an die sich eine Digitalisierstufe 82 anschließt. Beide Bauteile entsprechen üblicher Bauart.
Das digitale Signal wird einem Vergleicher 83 zugeführt. Dieser Vergleicher 83 stellt fest, ob das empfangene und aufbereitete Signal das Identifikationssignal oder das Identifkationssteuersignal enthält. Ist dies der Fall, wird das Signal einem Mikroprozessor 85 zugeführt, der, gesteuert über ein in einem Speicher 86 abgelegtes Programm die weitere Verarbeitung übernimmt.
Die Verwendung der vorgeschalteten Vergleichsstufe 83 hat den Vorteil, daß der Mikroprozessor 85 nur dann mit dem Signal beaufschlagt wird, wenn feststeht, daß die individuelle Alarmausgabeeinrichtung angesprochen ist.
Die Zeitsteuerung des Alarmausgabeteils erfolgt über einen Zeitgeber 84.
Die aus dem empfangenen Signal ausgewerteten Daten sowie gegebenenfalls weitere Daten werden im Display 87 dem Benutzer angezeigt. Das Display 87 ist dazu hinter einem durchsichtigen Bereich in der Wand des Gehäuses 70 des Alarmausgabeteils 12 angeordnet. Auf dem Display 87 ist die am Anker oder zwischen dem Anker 4 und der Ankerkette/-trosse 3 herrschende Kraft oder Bewegung sowie vorzugsweise der zeitliche und/oder örtliche Entwicklungsverlauf dieses Zustandes angezeigt.
Die jeweiligen Daten werden im Display 87 solange angezeigt, bis nach einer erneuten Messung und der Übertragung der Wert neuer Daten ermittelt sind.
Die Alarmausgabeeinrichtung weist ferner eine nur schematisch dargestellte Schalteinrichtung 88 mit den bereits erwähnten Schaltern 73 auf. Die Schalter 73 können auch in größerem Abstand zueinander oder auch in verschiedenen Seiten des Gehäuses 70 angeordnet sein.
Nachfolgend wird nun beschrieben, wie die Zuordnung oder die Paarung von Übertragungsteil 12 und Alarmausgabeteil 13 innerhalb des Identifkationsänderungs-Modus vorgenommen wird.
Wie bereits dargelegt, wird jedem Übertragungsteil bei der Herstellung ein Identifikationssignal fest zugeordnet, das immer nur einmal vergeben wird. Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel wird dabei ein 24-Bit-Signal- vewendet, woraus sich insgesamt 16,7 Millionen verschiedene Identifikationsmöglichkeiten ergeben. Durch diese hohe Zahl ist sichergestellt, daß so gut wie niemals zwei Übertragungsteile mit gleichem Signal existieren.
Das Identifikationssignal des Übertragungsteils 12 wird in einem Festwertspeicherbereich des Speichers 23 des Übertragungsteils 12 abgelegt. Es ist auch möglich, daß Identifikationssignal in einem RAM-Speicherbereich abzulegen, in diesem Fall muß aber das Signal z.B. durch die gleichzeitige Verwendung als Herstellernummer im Gerät anderweitig fixiert sein, damit das Signal z. B. beim Batteriewechsel wieder korrekt eingelegt werden kann.
Der Identifikationsänderungs-Modus wird z.B. gestartet, wenn das Übertragungsteil 12 nach einem Batteriewechsel erneut in Betrieb genommen wird. Das Übertragungsteil 12 geht dann in den Identifkationsänderungs-Modus über, und überträgt, wie in Figur 6 dargestellt, ein Signal, welches aus einer Präambel, einem Identifikationssteuersignal, dem eigentlichen Identifikationssignal und einer Postambel besteht. Bei dem Ausführungsbeispiel betragen die Präambel 16 Bit, die Postambel 4 Bit und das Identifikationssteuersignal und das Identifikationssignal jeweils 24 Bit.
Das Identifikationssteuersignal wird von allen Alarmausgabeteilen der entsprechenden Baureihen verstanden. Sobald ein Alarmausgabeteil 13 dieses Signal empfängt, wird es über den Mikroprozessor über den Identifikationsänderungs-Modus umgeschaltet. Der Prozessor fragt dann über das Display 87 an, ob das Identifikationssignal des Übertragungsteils vernommen werden soll. Wird dies vom Benutzer über die Schalteinrichtung 88 mittels der Schalter 73 bestätigt, wird das Identifikationssignal des Übertragungsteils 12 übernommen und im Speicher 86 als Identifikations-Vergleichssignal abgespeichert.
Um eine versehentliche Zuordnung von Geräten zu vermeiden, weist der Identifikationsänderung-Modus beim Ausführungsbeispiel mehrere Sicherheitsstufen auf.
Eine erste Sicherheitsstufe wird vom Alarmausgabeteil 13 mit der entsprechenden Einrichtung eine Energiemessung des Identifikationsänderung-Modus empfangenen Signals durchgeführt. Das Programm des empfangenen Teils ist also so gestaltet, daß immer dann, wenn das Identifikations-Steuersignal empfangen wird, eine Energiemessung des Gesamtsignals durchgeführt wird. Nur wenn die Übertragungsenergie einen bestimmten Grenzwert überschreitet, ist eine Zuordnung möglich.
Die Übertragung der Energie vom Übertragungsteil zum Alarmausgabeteil hängt, wie bekannt, vom Abstand und in erheblichem Maße auch von der jeweiligen Ausrichtung der beiden Antennen oder Geber und Aufnehmer zuneinander ab. Nur wenn die Geräte räumlich und winkelmäßig in bestimmter Weise zueinander angeordnet sind, wird die vom Alarmausgabeteil 13 aufgenomene Energie maximal hoch. Der Grenzwerte für die Energiemessung wird deshalb so gewählt, daß eine Zuordnung nur stattfinden kann, wenn Übertragungs- und Alarmausgabeteil 12, 13 in einem vorgegebenen Abstand einander zugeordnet sind und zudem eine vorgegebene winkelmäßige Ausrichtung zueinander aufweisen. Um die winkelmäßige Zuordnung zu erleichtern, wählen die Antennen oder Geber und Aufnehmer von Übertragungsteil 12 umd Alarmausgabeteil 13 vorzugsweise so am jeweiligen Gehäuse angeordnet, daß sie die maximale Energie bei einer parallelen oder T-förmigen Anordnung der Geräte zueinander ergibt. Um auch hier Zufälligkeiten auszuschließen, wird das Übertragen des Identifikations-Steuersignals mehrfach wiederholt, und nur dann von einer ausreichenden Signalenergie ausgegangen, wenn der gemessene Wert bei einem bestimmten prozentualen Anteil der Übertragungen über dem Grenzwert liegt.
Schließlich muß der Benutzer noch, und dies stellt die nächste Sicherheitstufe dar, die Schalteinrichtung 88 betätigen, um die Identifikationsänderung zu bestätigen. Dazu müssen beispielsweise die drei Schalter 73 in einer Weise verwendet werden, daß beim Identifikationsänderungs-Modus nur zwei betätigt sein dürfen.
Eine Zuordnung findet nur dann statt, wenn alle Sicherheitsstufen eingehalten werden.
Mit Bezug auf die Fig. 8 wird nun ein Ausführungsbeispiel einer Sensoreinrichtung zur Messung der in der Ankerkette wirkenden Kraft beschrieben, wobei ein solcher Sensor im übrigen auch an anderen Stellen, also z. B. in einer Festmacheleine oder zwischen einer Festmacheleine und dem entsprechenden Verbindungsteil, wie z. B. einem Poller, am Schiff oder dgl. angeordnet sein kann.
Die insgesamt mit 200 bezeichnete Sensoreinrichtung ist zwischen dem ersten Teil einer Ankerkette 201 und dem zweiten Teil einer Ankerkette 202 angeordnet, wobei der zweite Teil der Ankerkette 202 mit dem Anker 203 verbunden ist.
An beiden Kettenteilen 201, 202 ist jeweils ein zylindrischer Schaft 205a, 205b vorgesehen, der ein Teil der Sensoreinrichtung ist.
Der Sensor selbst ist ein zylindrischer Ring 208 aus piezoelektrischem Material. Auf diesem Ring liegt jeweils eine aus Metall bestehende zylindrische Scheibe 210b und 210a auf.
Die zylindrische Scheibe 210b ist über eine Schweißnaht 211b mit dem Kettenteil 205b verbunden und ist durch eine Bohrung 212a in der zylindrischen Scheibe 210a geführt.
Entsprechend ist das Kettenteil 205a über eine Schweißnaht 211a mit dem zylindrischen Ring 210a verbunden und durch eine Bohrung 212b geführt.
Der gesamte Sensor ist in eine elastische Masse 215 eingegossen, die aus einem elektrisch nicht leitenden Kuststoff, aus einem teer- oder asphaltartigen Material oder dgl. besteht.
An dem Ring 210a ist das Sendeteil 220 angeordnet, welches im wesentlichen den Sendeteil, wie es in bezug auf die Fig. 3 erläutert wurde, entspricht.
Die Funktion dieser Sensoreinrichtung ist wie folgt:
Wenn eine Zugkraft auf die zylindrischen Schäfte 205a, 205b wirkt, wird zwischen den Metallplatten 210a und 210b eine Druckbelastung wirksam, die den Sensor 208 komprimiert. Aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften des Sensors 208 wird dadurch ein elektrisches Signal ausgegeben, das von der Sendeeinrichtung 220 aufgenommen wird. Das Signal wird in der Sendeeinrichtung 220 verarbeitet und führt dazu, daß dieses vom Stand-By-Modus in den Betriebsmodus umgeschaltet wird.
Je nach Gestaltung der Sendeeinrichtung wird unmittelbar beim Umschalten vom Stand-By-Modus in den Betriebsmodus ein Alarmsignal ausgelöst, oder es werden zunächst weitere Messungen vorgenommen und nur dann ein Alarmsignal ausgegeben, wenn der gemessene Kraftwert einen vorbestimmten übersteigt.

Claims (31)

  1. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung für vor Anker liegende Schwimmeinrichtungen, insbesondere Schiffe, mit:
    einer Meßeinrichtung zum Messen der Zustände (Kraft und/oder Bewegung), die an mindestens einem Ort der Ankerkette/trosse (3) oder des Ankers (4) zwischen der Ankerkette /-trosse (3) und dem Schiff (1) oder dem Anker (4) und dem Schiff (1) auftritt, und welche den Zustand bzw. die Zustände (Kraft und/oder Bewegung) mit mindestens einem Sensor (17) erfaßt und ein den Zustand bzw. die Zustände kennzeichnendes elektrisches Signal ausgibt;
    einer Übertragungseinrichtung (12), welche das von der Meßeinrichtung ausgegebene Kraftsignal aufnimmt und ein diesem entsprechendes Signal überträgt; und
    einer Alarmausgabe- und Bedienungs-Einrichtung (13) ,
       dadurch gekennzeichnet, daß
    die Übertragungseinrichtung (12) eine Steuereinrichtung aufweist, welche bewirkt, daß die Signale in Intervallen übertragen werden,
    die Übertragungseinrichtung (12) eine Signalgenerierungseinrichtung (22) aufweist, welche ein Identifikationssignal generiert, das für die individuelle Übertragungseinrichtung (12) charakteristisch ist und diese eindeutig identifiziert,
    die Steuereinrichtung (21) bewirkt, daß dieses Identifikationssignal zumindest einmal in jedem Übertragungsintervall übertragen wird,
    die Alarmausgabeeinrichtung (13) einen Speicher (86) aufweist, in dem ein der dazugehörigen individuellen Übertragungseinrichtung zugeordnetes Identifikationsvergleichssignal abgespeichert ist,
    die Alarmausgabeeinrichtung (13) eine Vergleichseinrichtung (83) aufweist, welche prüft, ob das von der Übertragungseinrichtung (12) ausgestrahlte Identifikationssignal mit dem in der Alarmausgabeeinrichtung (13) gespeicherten Identifikations-Vergleichssignal übereinstimmt,
    eine Weiterleitung bzw. eine Weiterverarbeitung der von der Alarmausgabeeinrichtung aufgenommenen Signale nur dann erfolgt, wenn das von der Alarmausgabeeinrichtung (13) empfangene und das von der Alarmausgabeeinrichtung (13) gespeicherte Identifikations-Vergleichssignal identisch sind,
    die Alarmausgabe- und Bedienungs-Einrichtung (13) das von der Übertragungseinrichtung (12) ausgegebene Signal empfängt und einen Alarm ausgibt, wenn der (die) gemessene(n) Zustände einen vorbestimmten Grenzwert übersteigen, und
    der Zeitabstand zwischen der Zustandsmessung und dem Übertragen des Signals nicht konstant ist.
  2. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung (13) eine Anzeigeeinrichtung (14) zum Anzeigen des oder der gemessenen Kraftwerte aufweist.
  3. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) im Übergangsbereich zwischen Anker (4).und Ankerkette/-trosse (3) angeordnet ist.
  4. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoren (17) über die Kette oder Trosse verteilt angeordnet sind.
  5. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (17) im Anker integriert ist.
  6. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein piezoelektrisches Sensorelement aufweist.
  7. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein resistives Sensorelement aufweist.
  8. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein, kapazitives Sensorelement äufweist.
  9. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein induktives Sensorelement aufweist.
  10. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei wenigstens einem der Übertragungswege zwischen Sensor (17), Meßeinrichtung und Alarmmeßeinrichtung (13) eine drahtlose Datenübertragung verwendet wird.
  11. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß eine Umwandlungseinrichtung (20) vorgesehen ist, die die von der Übertragungseinrichtung (12) zu übertragenden Signale digital kodiert.
  12. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Steuereinrichtung (21) und die Signalgenerierungseinrichtung der Übertragungseinrichtung in einer ersten Mikroprozessor-Einrichtung (22) zusammengefaßt sind, welche durch ein in einem Speicher (23) gespeichertes Programm gesteuert ist.
  13. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung eine Mikroprozessor-Einheit (85) aufweist, welche_ durch ein Programm gesteuert ist, welches in dem in der Alarmausgabeeinrichtung (13) angeordneten Speicher (86) abgespeichert ist.
  14. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Identifikationssignal in der Übertragungseinrichtung (12) als digitale Zahlenfolge mit n-Bits abgespeichert ist, und daß das Identifikations-Vergleichssignal im Empfänger ebenfalls als digitale Zahlenfolge mit n-Bits abgespeichert ist.
  15. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß das in der Übertragungseinrichtung (12) abgespeicherte Identifikationssignal und/oder das in der Alarmausgabeeinrichtung (13) abgespeicherte Identifikations-Vergleichssignal veränderbar ist bzw. sind, und das Identifikationssignal und/oder das Identifikations-Vergleichssignal von übertragungs- und/oder Alarmausgabeeinrichtung (13) einander anzupassen.
  16. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß durch die Signalgenerierungseinrichtung der Übertragungseinrichtung (12) ein Identifikations-Steuersignal generiert wird, das im Speicher (86) der Alarmausgabeeinrichtung (13) ein Identifikations-Steuervergleichssignal abgespeichert ist, und daß die Vergleichseinrichtung (83) die Alarmausgabeeinrichtung in einen Identifikationssignal-Änderungsmodus umschaltet, sobald die Vergleichseinrichtung erkennt, daß ein von der Übertragungseinrichtung ausgestrahltes Identifikations-Steuersignal mit dem in der Alarmausgabeeinrichtung (13) gespeicherten Identifikations-Steuervergleichssignal identisch ist.
  17. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (12) eine erste Detektoreinrichtung aufweist, welche das Auftreten einer vorgegebenen Bedingung kennt und eine Umschaltung der Übertragungseinrichtung (12) nach einem Übertragungsmodus, in dem zumindest Zustands- und Identifikationssignal ausgestrahlt werden, in einen Identifikationssignal-Änderungsmodus, in dem ein Identifikations-steuersignal und das Identifikationssignal ausgestrahlt werden, bewirkt.
  18. Anker- oder Ankerketten-Überw achungsvorrichtung nach einem Ansprüche 15 oder 16,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung (13) eine Empfangsenergie-Meßeinrichtung aufweist, mit welcher die Energie des von der Übertragungseinrichtung (12) empfangenen Signals zumindest dann gemessen wird, wenn die Vergleichseinrichtung (83) feststellt, daß ein. von der Übertragungseinrichtung übertragenes Identifikations-steuersignal mit dem in der Alarmausgabeeinrichtung abgespeicherten Identifikations-Steuervergleichssignal identisch ist.
  19. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Ansprüche 15 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung eine manuell.betätigbare Schalteinrichtung (88) aufweist, und daß ein während des Identifikations-Änderungsmodus empfangenes Identifikationssignal von der Alarmausgabeeinrichtung nur dann abgespeichert wird, wenn diese manuelle Schalteinrichtung betätigt wird.
  20. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Ansprüche 15 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Alarmausgabeeinrichtung (13) ein während des Identifikations-Änderungsmodus empfangendes Identifikationssignal nur abspeichert, wenn die Energie des empfangenden Signals über einem bestimmten; vorgegebenen Wert liegt, und wenn die Schalteinrichtung (88) betätigt wird.
  21. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvörrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des Signals von der Übertragungseinrichtung (12) zur Alarmausgabeeinrichtung (13) mittels Ultraschalls erfolgt.
  22. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 8 und 10 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Signale von der Übertragungseinrichtung (12) zur Alarmausgabeeinrichtung (13) mittels elektromagnetischer Wellen, beispielsweise Rundfunkwellen, erfolgt.
  23. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Anspruch 22,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der elektromagnetischen Wellen im Langwellenbereich,
    bevorzugt zwischen 5 und 100 Kilohertz; besonders bevorzugt zwischen 5 und 50 Kilohertz und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 und 15 Kilohertz liegt.
  24. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 21 oder 22.
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Daten über eine Veränderung der Phasenlage eines sinusförmigen Signals (phase shift keying) und bevorzugt über eine differentielle Veränderung der Phasenlage (differential phase shift keying) erfolgt.
  25. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24.
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung (12) eine Zeitgebereinheit (21) aufweist und derart gesteuert ist, daß die Meßeinrichtung den Zustand in vorgegebenen, festen Zeitintervallen mißt.
  26. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 25,
    dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Messung ermittelte Zustand in ein Signal umgewandelt und übertragen wird, bevor die nächste Messung erfolgt, und daß eine programmierte, intelligente Folge vorgesehen ist, welche bewirkt, daß der zeitliche Abstand zwischen der Messung und der Ausstrahlung des gemessenen Signals nicht konstant ist.
  27. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrichtung in einem druckdichten, vorzugsweise ölgefüllten Gehäuse angeordnet ist.
  28. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine zentrale Alarmeinrichtung aufweist, welche Signale von Sensoren aufnimmt und verarbeitet, die aus einer Gruppe von Sensoren stammen, die einen Einbruchsensor umfaßt, der auf mechanische Weise oder durch Erfassung der Änderung eines elektrischen, magnetischen oder optischen Feldes einen Einbruch in ein Schiff erfaßt, einen Wassereinbruchsensor, der feststellt, wenn der Wasserstand im Schiff einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt, einen Windsensor, der die herrschende Windstärke erfaßt, einen Krängungssensor, der die Krängung des Schiffs erfaßt, einen Halteleinensensor, der die von den Halteleinen auf das Schiff ausgeübte Kraft erfaßt, wenn das Schiff mit einer Halteleine befestigt ist, wobei diese Alarmeinrichtung einen Alarm ausgibt, wenn einer dieser Sensoren anzeigt, daß ein unerwünschter Zustand aufgetreten ist, und daß diese Alarmeinri chtung weiterhin vorzugsweise so gestaltet ist, daß sie die Abweichung dieses Zustandes auf drahtlose Weise an ein Empfangsgerät übermittelt, welches derart beschaffen ist, daß es diese Signale auch in einem größeren Abstand vom Schiff erfassen kann.
  29. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Anspruch 1 bis 28,
    dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Ankerkette (3) oder den Anker (4) wirkende Kraft durch einen piezoelektrischen Kraftsensor (200) gemessen wird, der zwischen zwei Druckplatten (210a, 210b) angeordnet ist, wobei jede dieser Druckplatten mit einem zugkrafteinleitenden Teil (205a, 205b) verbunden ist, welche mit der Ankerkette (202) oder einem Ankerteil (203) verbunden ist, welches auf der von dieser Druckplatte (210a, 210b) abgewandten Seite dieses piezoelektrischen Sensors (208) angeordnet ist.
  30. Anker- oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 29,
    dadurch gekennzeichnet, daß dieser piezoelektrische Sensor (208) im wesentlichen die Gestalt eines zylindrischen Ringes aufweist, und daß diese Druckplatten (210a, 210b) im wesentlichen als flache zylindris che Ringe ausgeführt sind.
  31. Anker-, oder Ankerketten-Überwachungsvorrichtung nach einem Anspruch 28,
    dadurch gekennzeichnet, daß diese zugkraft-einleitenden Elemente innerhalb der Ihnenbohrung dieser zylindrischen Ringe (210a; 210b) angeordnet sind.
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