WO2003060454A1

WO2003060454A1 - Measuring device

Info

Publication number: WO2003060454A1
Application number: PCT/EP2003/000261
Authority: WO
Inventors: Roland Wolf
Original assignee: FIBRE OPTICS CT GmbH
Current assignee: FIBRE OPTICS CT GmbH
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2004-07-15
Also published as: DE10390147D2; EP1468261A1; AU2003215537A1

Abstract

The invention relates to a measuring device for determining leakage locations in district heating supply systems, pipelines or tanks or for detecting fires in tunnels by using a measuring sensor. A sensor cable comprising at least one sensor element which, while being provided in the form of a monomode glass fiber, is embedded in an embedding material inside the sensor cable, serves as the measuring sensor, whereby the sensor cable runs inside the insulation of the district heating pipe system or in the proximity of the pipelines, tanks or tunnels. Different cable structure elements are made of a material that, when brought into contact with water or with certain hydrocarbon compounds, oxidizes, swells or becomes brittle whereby leading to a deformation of the sensor element that causes the attenuation of the sensor element to increase. An attenuation measuring device, which determines the increase in attentuation of the sensor element, is connected to the end of the sensor cable.

Description

2020

25 Messvorrichtung25 measuring device

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1.

30 Der Einsatz von Sensorelementen in einem Kabel und/oder die Fehlerortung durch Erzeugen und Messen einer Dämpfungserhöhung einer Glasfaser bzw. Lichtwellenleiters ist aus den folgenden Schriften bekannt.30 The use of sensor elements in a cable and / or the fault location by generating and measuring an increase in attenuation of a glass fiber or optical fiber is known from the following documents.

Die EP-A2-0 245 753 beschreibt eine Messvorrichtung zur Feststellung von 35 Wassereintritt in ein Kabel. Der Sensor besteht hier aus einer bestimmten Glasfaser, die im Lichtwellenleiterkabel eingebunden ist und über ihre Gesamtlänge radial mit einem Quellkörper beschichtet ist. Bei Wassereintritt wird die Glasfaser seitlich verbogen. Das an der Glasfaser angeschlossene Messgerät wertet diese Verlegung durch Messung des dadurch entstehenden Übertra-gungsverlustes aus. Diese besondere Glasfaser wird nur zur Feststellung von Wassereintritt in das Kabel verwendet.EP-A2-0 245 753 describes a measuring device for determining 35 water ingress into a cable. The sensor here consists of a certain glass fiber, which is integrated in the optical fiber cable and is radially coated with a swelling body over its entire length. The glass fiber becomes laterally when water enters bent. The measuring device connected to the glass fiber evaluates this installation by measuring the transmission loss that arises as a result. This special glass fiber is only used to determine water ingress into the cable.

Aus der DE-A1 -43 09 41 1 ist ein Feuchtigkeitssensor bekannt, der Bestandteil eines elektrischen oder optischen Kabels ist und zur Feststellung von Feuchtig- keitseinbrüchen in kunststoffummantelten Kabeln dient. Als Feuchtigkeitssensor wird entweder ein Kupferdraht oder eine optische Ader eingesetzt, der bzw. die mit der Feuchtigkeit in Kontakt kommt, wenn diese das ihn bzw. sie umgebende Kabelmantelmaterial aufgelöst hat und dann aktiviert wird. Bei der Verwendung des Kupferdraht-Sensors ist der Eintritt von Feuchtigkeit durch eine Messung des Absinkens des Isolationswiderstands einer Meldeader und beim Einsatz eines optischen Sensors durch Messung der Dämpfungserhöhung oder der Reflexion in der Meldeader feststellbar.A moisture sensor is known from DE-A1 -43 09 41 1, which is part of an electrical or optical cable and is used to detect moisture ingress in plastic-coated cables. Either a copper wire or an optical wire is used as the moisture sensor, which comes into contact with the moisture when it has dissolved the cable sheath material surrounding it and is then activated. When using the copper wire sensor, the entry of moisture can be determined by measuring the decrease in the insulation resistance of a signaling wire and when using an optical sensor by measuring the increase in attenuation or the reflection in the signaling wire.

Ferner ist aus der PCT/EP 99 105 998 ein Messfühler zur Feststellung von Was- sereintritt in Muffen von Fernmeldeanlagen bekannt, die zur Verbindung von Glasfaserkabeln dienen. Der Messfühler umfasst u.a. einen Wassersensor, der in einer Muffe montiert ist. Auch dieser Wassersensor zeichnet sich dadurch aus, dass ein Viskose-Pressschwamm durch Quellen eine zur Überwachung in den Messfühler eingelegte Einmodenfaser des Glasfaserkabels bei Wassereintritt in die Glasfaserverbindungsmuffe verformt und dass somit eine Dämpfungserhöhung bei der biegeempfindlichen Messwellenlänge von 1625nm am fernen, überwachenden Messende signalsiert wird. Mit einem solchen Messfühler ist eine genaue Fehlerstellenortung mit sofortiger Alarmmeldung über große Entfernung an alle für Reparaturmaßnahmen nötigen Stellen möglich. Die ortsgenaue Feststellung der Art des Wassereintritts in die Muffen ist in der genannten Schrift offenbart und wird seit 1999 durch die Deutsche Telekom AG praktiziert. Durch die Schrift IEC EN 60793-1 -22, Verfahren B, ist die Messung der Dämpfungserhöhung und die Feststellung von Leckstellen über eine Entfernung von über 80 km bei der Messwellenlänge 1625nm an Einmodenfasern des Typs B1.1 an sich bekannt.Furthermore, PCT / EP 99 105 998 discloses a measuring sensor for determining water ingress in sleeves of telecommunication systems, which are used to connect glass fiber cables. The sensor includes, among other things, a water sensor that is mounted in a sleeve. This water sensor is also characterized by the fact that a viscose sponge deforms a single-mode fiber of the fiber optic cable inserted into the sensor for monitoring when water enters the fiber optic connection sleeve, and that an increase in attenuation at the bending-sensitive measuring wavelength of 1625nm is signaled at the distant, monitoring measuring end. With such a sensor, a precise location of the fault is possible with an immediate alarm message over a great distance to all locations required for repair measures. The location-specific determination of the type of water entry into the sleeves is disclosed in the document mentioned and has been practiced by Deutsche Telekom AG since 1999. From the document IEC EN 60793-1-22, method B, the measurement of the increase in attenuation and the detection of leaks over a distance of more than 80 km at the measuring wavelength 1625 nm on single-mode fibers of type B1.1 is known per se.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Messvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die einen Messaufbau, einen Kabel- aufbau und Materialien für einen universellen Einsatz aufweist und eine schnelle, zuverlässige und eindeutig identifizierbare Ortung von Leckstellen in Tanks, Rohranlagen und Pipelines oder Bränden in Tunneln ermöglicht.The object of the invention is to provide a measuring device of the type mentioned in the preamble of claim 1, which has a measuring structure, a cable structure and materials for universal use and a fast, reliable and clearly identifiable location of leaks in tanks, pipe systems and pipelines or fires in tunnels.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Als Sensorelement werden im Sensorkabel, das als querdruckstabiles Außenkabel oder Kabelschutzrohr zur Erdverlegung, Verlegung auf Pritschen oder in der Isolationsschicht von Rohranlagen ausgebildet sein kann, eine oder mehrere Einmodenfasern verwendet. Es genügt, im Sensorkabel ein einziges Sensorelement ein- zusetzen, das die Überwachungsfunktion übernimmt.One or more single-mode fibers are used as the sensor element in the sensor cable, which can be designed as a cross-pressure-stable outer cable or cable protection tube for laying in the ground, laying on platforms or in the insulation layer of pipe systems. It is sufficient to use a single sensor element in the sensor cable, which takes over the monitoring function.

Das optische Sensorkabel gemäß der Erfindung als Wasserdampf-, Heißwasser, Kohlenwasserstoff- oder Brandmeldesensor weist Werkstoffe auf, die sich beim Auftreten von bestimmter Wasserdampf-, Heißwasser- oder Kohlenwasserstoff- Verbindungen auflösen, aufquellen oder bei Hitze stark schrumpfen und dadurch imThe optical sensor cable according to the invention as a water vapor, hot water, hydrocarbon or fire alarm sensor has materials that dissolve when certain water vapor, hot water or hydrocarbon compounds occur, swell or shrink strongly when heated and thereby in

Störungsfall das im Kabel eingesetzte, mit einer sehr geringen Faserdämpfung arbeitende Sensorelement, nämlich die Einmodenfaser, im biegeempfindlichen Messwellenbereich verformen bzw. einem Querdruck aussetzen, wodurch eine deutlich merkbare Dämpfungserhöhung erzeugt wird. Die Wahl der das Sensor- element umgebenden Materialien schützen einerseits das Sensorelement vor Beschädigung durch äußere Einflüsse bei der Verlegung oder im Betrieb und ermöglichen andererseits die Aktivierung des Sensorelements beim Auftreten von bestimmten Wasserdampf-, Heißwasser- oder Kohlenwasserstoffverbindungen oder Hitze.In the event of a malfunction, the sensor element used in the cable, which works with very low fiber attenuation, namely the single-mode fiber, deform in the bend-sensitive measuring wave range or be subjected to a lateral pressure, which produces a clearly noticeable increase in attenuation. The choice of the materials surrounding the sensor element on the one hand protect the sensor element Damage due to external influences during installation or operation and, on the other hand, enable the sensor element to be activated when certain water vapor, hot water or hydrocarbon compounds or heat occur.

Als Sensorelement selbst wird eine handelsübliche Einmodenfaser eingesetzt. Diese gibt im Störfall über weite Entfernungen ein sofortiges, zuverlässiges und eindeutig identifizierbares Signal ab, wobei der, mittels Biegung des Einmodenfa- serabschnitts erzeugte Dämpfungsanstieg im langwelligen Bereich 1625 nm so hoch ist, dass er mittels einer Dämpfungsmesseinrichtung ohne Schwierigkeiten feststellbar ist.A commercially available single-mode fiber is used as the sensor element itself. In the event of a malfunction, this emits an immediate, reliable and clearly identifiable signal over long distances, the increase in attenuation generated by bending the single-mode fiber section in the long-wave region 1625 nm being so high that it can be determined without difficulty by means of an attenuation measuring device.

Vorteilhafte Ausbildungen des Sensorkabels sind in den Unteransprüchen niedergelegt.Advantageous designs of the sensor cable are laid down in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail using exemplary embodiments. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen geschlossenen Kabelmantel des als Sensor verwendeten, optischen Kabels,1 shows a cross section through a closed cable sheath of the optical cable used as a sensor,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen perforierten Kabelmantel und/oder Kabelschutzrohr des als Sensor verwendeten, op- tischen Kabels,2 shows a cross section through a perforated cable jacket and / or cable protection tube of the optical cable used as a sensor,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen aus einem Geflecht bestehendenFig. 3 shows a cross section through an existing braid

Kabelmantel des als Sensor verwendeten, optischen Kabels,Cable sheath of the optical cable used as a sensor,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein lagenverseiltes, als Sensor ver- wendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 2,4 shows a cross section through a layered layer, used as a sensor. turned optical cable with a cable jacket according to FIG. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 1 ,5 shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable jacket according to FIG. 1,

Fig. 6a einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 2,6a shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable jacket according to FIG. 2,

Fig. 6b einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel ähnlich dem Kabel der Fig. 6a, aber mit einem Kabelmantel nach Fig. 2,6b shows a cross section through another optical cable used as a sensor, similar to the cable of FIG. 6a, but with a cable jacket according to FIG. 2,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmatel nach Fig. 3,7 shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable mat according to FIG. 3,

Fig. 8 einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 3,8 shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable jacket according to FIG. 3,

Fig. 9a einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 1 ,9a shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable sheath according to FIG. 1,

Fig. 9b einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 1 ,9b shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable jacket according to FIG. 1,

Fig. 10a einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel mit einem Kabelmantel nach Fig. 2, Fig. 10b einen Querschnitt durch ein weiteres, als Sensor verwendetes, optisches Kabel ähnlich dem Kabel der Fig. 1 0a, aber mit ei- 10 nem Kabelmantel nach Fig. 1 ,10a shows a cross section through a further optical cable used as a sensor with a cable sheath according to FIG. 2, 10b shows a cross section through a further optical cable used as a sensor, similar to the cable of FIG. 10a, but with a cable sheath according to FIG. 1,

Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabelseele im ungestörten im ungestörten Zustand, die im Betriebszustand mit einem Außenmantel ιr, der Fig. 1 -3, 31 , 40-42 ummantelt ist,1 1 is a perspective view of another, used as a sensor, optical cable core in the undisturbed in the undisturbed state, which is sheathed in the operating state with an outer jacket, which is FIGS. 1 -3, 31, 40-42,

Fig. 1 2 eine perspektivische Ansicht der Kabelseele der Fig. 1 1 im gestörten Zustand,1 2 is a perspective view of the cable core of FIG. 1 1 in the disturbed state,

0 Fig. 1 3 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabelseele der Fig. 1 1 ,1 3 is a perspective view of another optical cable core of FIG. 11 used as a sensor,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabelseele mit der Kabelmantelart der 5 Fig. 1 1 ,14 is a perspective view of another optical cable core used as a sensor with the type of cable sheath of FIG. 11;

Fig. 1 5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabelseele der Fig. 1 1 im ungestörten Zustand, 01 5 is a perspective view of another optical cable core of FIG. 11 used as a sensor in the undisturbed state, 0

Fig. 1 6 eine perspektivische Ansicht der Kabelseele der Fig. 1 5 im gestörten Zustand,1 6 is a perspective view of the cable core of FIG. 1 5 in the disturbed state,

Fig. 1 7 eine perspektivische Ansicht einer weiteren, als Sensor ver- 5 wendeten, optischen Kabelseele mit einer weiteren See- lenabbindung im ungestörten Zustand,1 7 is a perspective view of a further optical cable core used as a sensor with a further sea cable. lenbinding in undisturbed condition,

Fig. 1 8 eine perspektivische Ansicht der Kabelseele der Fig. 1 7 im gestörten Zustand,1 8 is a perspective view of the cable core of FIG. 1 7 in the disturbed state,

Fig. 1 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabels mit einer weiteren Kabelmantelart, zwei Sensorelementen und zwei Lichtwellenleitern zur Datenübertragung,1 is a perspective view of another optical cable used as a sensor with a further type of cable jacket, two sensor elements and two optical fibers for data transmission,

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht eines der Fig. 1 9 ähnlichen Kabels, jedoch ohne Lichtwellenleiter, zur Datenübertragung,20 is a perspective view of a cable similar to FIG. 1 9, but without an optical waveguide, for data transmission,

Fig. 21 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabels mit der Kabelmantelart der Fig. 1 9, mit Zugentlastungselementen, einem zentralen Quellseil (Kunststoffrohr) und einem um dieses gewundenen Sensor- element,21 shows a perspective view of a further optical cable used as a sensor with the type of cable sheath of FIG. 1 9, with strain relief elements, a central swelling rope (plastic tube) and a sensor element wound around it,

Fig. 22 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, der Fig. 21 ähnlichen Kabels mit einem Polsterelement statt des Zugentlastungselements,22 shows a perspective view of a further cable similar to FIG. 21 with a cushion element instead of the strain relief element,

Fig. 23 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabels mit der Kabelmantelart der Fig. 19, mit einem Sensorelement, einer Schraubenfeder aus Kunststoff und einem Füllmaterial, Fig. 24 eine perspektivische Ansicht eines der Fig. 23 ähnlichen Sensorkabels mit einem in einem Füllelement eingeschlossenen Lichtwellenleiter,23 shows a perspective view of a further optical cable used as a sensor with the type of cable sheath of FIG. 19, with a sensor element, a helical spring made of plastic and a filling material, 24 is a perspective view of a sensor cable similar to FIG. 23 with an optical waveguide enclosed in a filling element,

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines Sensorkabels der Figuren25 is a perspective view of a sensor cable of the figures

19-24 mit einer Schutzhülle erster Art,19-24 with a protective cover of the first kind,

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht eines Sensorkabels der Figuren26 is a perspective view of a sensor cable of the figures

19-24 mit einer Schutzhülle zweiter Art,19-24 with a protective cover of the second kind,

Fig. 27 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Kabelmantelart,27 is a perspective view of another type of cable jacket,

Fig. 28 eine perspektivische Ansicht eines weiteren, als Sensor verwendeten, optischen Kabels und28 is a perspective view of a further optical cable and sensor used

Fig. 29 eine skizzenhafte Ansicht einer Messvorrichtung gemäß der29 is a sketchy view of a measuring device according to the

Erfindung.Invention.

In Fig. 1 ist ein geschlossener Kabelmantel 1 eines nicht weiter dargestellten, als Sensor verwendeten, optischen Kabels dargestellt. Der Kabelmantel 1 umhüllt die Kabelseele mit dem Sensorelement, um einen praktischen Einsatz (Verlegung, Betrieb) zu ermöglichen und ist derart beschaffen, dass er durch flüssige Analyten (Chemikalien, Lösemittel) oder Hitze auflösbar, aufquellend oder schrumpfend ist.1 shows a closed cable sheath 1 of an optical cable, not shown, used as a sensor. The cable sheath 1 envelops the cable core with the sensor element to enable practical use (laying, operation) and is such that it can be dissolved, swelled or shrunk by liquid analytes (chemicals, solvents) or heat.

Der Kabelmantel 1 schützt das in der Erde oder auf Pritschen verlegte Sensorkabel gegen das Eindringen von Wasser in die Kabelseele und verhindert eine durch Wasserlagerung mögliche Dämpfungsänderung in den als Sensorelementen verwendeten, primärbeschichteten Einmodenfasern. Im Brandfall findet ein örtlicher Schrumpfeffekt bzw. beim Auftreten bestimmter Kohlenwasserstoffverbindungen ein Aufquellen und/oder Verspröden der Kunststoffe statt, mit der Folge, dass das Sensorelement einem durch Druck oder Biegung erzeugten Faserstress ausgesetzt wird und damit diese Störung als Dämpfungsänderung gemessen werden kann.The cable jacket 1 protects the sensor cable laid in the ground or on racks against the ingress of water into the cable core and prevents a possible change in damping in the primary-coated single-mode fibers used as sensor elements. In the event of fire, there is a local shrinkage effect or when certain hydrocarbon compounds occur swelling and / or embrittlement of the plastics take place, with the result that the sensor element is exposed to fiber stress caused by pressure or bending, and thus this disturbance can be measured as a change in damping.

In Fig. 2 ist ein perforierter Kabelmantel und/oder Kabelschutzrohr 2 mit ähnlichen Eigenschaften wie der Kabelmantel 1 der Fig. 1 darstellt. Im Vergleich zum Kabelmantel 1 der Fig. 1 wird hier das Eindringen von Kohlenwasserstoff, Hitze oder Wasser begünstigt, um eine schnellere Reaktion aller Werkstoffe zu erzielen. ImFIG. 2 shows a perforated cable jacket and / or cable protection tube 2 with similar properties to the cable jacket 1 of FIG. 1. In comparison to the cable sheath 1 of FIG. 1, the penetration of hydrocarbon, heat or water is favored in order to achieve a faster reaction of all materials. in the

Vergleich zum Kabelmantel 1 der Fig. 1 können die Sensorelemente (Einmodenfasern) selbst gegen den Wassereintritt geschützt und als Fest- bzw. Kompaktadern oder als Hohl- bzw. Kammeradern ausgebildet sein, wie noch näher erläutert wird.In comparison to the cable sheath 1 of FIG. 1, the sensor elements (single-mode fibers) themselves can be protected against the ingress of water and can be designed as fixed or compact cores or as hollow or chamber cores, as will be explained in more detail.

In Fig. 3 ist ein mit ähnlichen Eigenschaften wie die Kabelmäntel 1 , 2 aufweisender Kabelmantel 3 aus einem Geflecht dargestellt, das aus zugfesten metallenen Drähten oder Kunststoff-Fäden besteht und durchlässig für Flüssigkeiten und Hitze ist. Der Kabelmantel 3 soll im Vergleich zum Kabelmantel 2 der Fig. 2 verhindern, dass die Kabelmantelperforation durch Verunreinigung verstopft und der Sensor- effekt verspätet wirksam wird.In Fig. 3, a cable sheath 3 is shown with properties similar to the cable sheaths 1, 2 made of a braid, which consists of tensile metal wires or plastic threads and is permeable to liquids and heat. Compared to the cable sheath 2 of FIG. 2, the cable sheath 3 is intended to prevent the cable sheath perforation from becoming blocked by contamination and the sensor effect becoming delayed.

Das in Fig. 4 dargestellte Sensorkabel umfasst ein Zentralelement 4, zwei Sensorelemente (Einmodenfasern) 5, mehrere Füllseile 6 und einen Kabelmantel und/oder Kabelschutzrohr 2. Die beiden, Sensorelement 5 und die Füllseile 6, sind um die Zentralseele 4 lagenverseilt. Die Zentralseele 4 und die Füllseile 6 sind durchThe sensor cable shown in FIG. 4 comprises a central element 4, two sensor elements (single-mode fibers) 5, a plurality of filling cables 6 and a cable sheath and / or cable protection tube 2. The two, sensor element 5 and the filling cables 6 are stranded around the central core 4. The central core 4 and the filling ropes 6 are through

Flüssigkeiten oder Hitze auflösbar, aufquellend oder schrumpfend. Vorzugsweise sind die Füllseile 6 zugfest ausgebildet.Liquids or heat dissolvable, swelling or shrinking. The filling cables 6 are preferably designed to be tensile.

Zwischen den Einzelelementen sind Zwischenräume 7 vorhanden. Die als Sensor- element verwendete Einmodenfaser ist vorzugsweise vom Typ LWLSpaces 7 are present between the individual elements. The single-mode fiber used as the sensor element is preferably of the LWL type

E9/125/250 m gemäß ITU-TG.652. Das in Fig. 5 dargestellte Kabel ähnelt dem der Fig. 4, hat aber abweichend mit einer Masse 8 gefüllte Zwischenräume und Sensorelemente 5, die in einer Hohla- 10 der 9 eingebettet sind, wobei zwischen dieser und dem Sensorelement 5 eine Füllmasse 10 angeordnet ist. Das Sensorelement 5 ist mit einer großen Faserüberlänge versehen. Die Masse 8 und die Füllmasse 10 bestehen aus einem pulverisierten und hydrophoben Material.E9 / 125/250 m according to ITU-TG.652. The cable shown in FIG. 5 is similar to that of FIG. 4, but has different spaces and sensor elements 5 filled with a mass 8, which are embedded in a cavity 10 of FIG. 9, a filling compound 10 being arranged between the latter and the sensor element 5 , The sensor element 5 is provided with a large excess length of fiber. The mass 8 and the filling mass 10 consist of a powdered and hydrophobic material.

R5 Die Funktionsweise des in den Figuren 4 und 5 dargestellten, optischen Kabels ist folgende: im Brandfall erfolgt ein Schrumpfungseffekt des Kabelmantels 2 bzw. 1 , der Füllmasse 8, der Füllelemente 6 und dem Zentralelement 4, so dass dabei die wassergeschützten Sensorelemente 5 (Fig. 4) bzw. die Hohladern 9 verformt werden; beim Auftreten von Wasser oder bestimmter Kohlenwasserstoffverbindun-R5 The mode of operation of the optical cable shown in FIGS. 4 and 5 is as follows: in the event of a fire, there is a shrinking effect of the cable jacket 2 or 1, the filling compound 8, the filling elements 6 and the central element 4, so that the water-protected sensor elements 5 (FIG 4) or the hollow cores 9 are deformed; when water or certain hydrocarbon compounds occur

20 gen erzeugen der Kabelmantel 1 bzw. Kabelschutzrohr 2, die Füllelemente 6 und das Zentralelement 4 durch Aufquellen einen Druck auf das Sensorelement 5 (Fig. 4) bzw. auf die Hohlader 9 (Fig. 5), das bzw. die dadurch gebogen werden. Die durch das Verbiegen entstehende Dämpfungsänderung in dem Sensorelement 5 kann dann gemessen werden.20 gen generate the cable sheath 1 or cable protection tube 2, the filling elements 6 and the central element 4 by swelling a pressure on the sensor element 5 (Fig. 4) or on the hollow wire 9 (Fig. 5), which are bent thereby , The change in damping resulting from the bending in the sensor element 5 can then be measured.

2525

In Fig. 6a weist das Sensorkabel von außen nach innen einen Kabelmantel und/oder Kabelschutzrohr 2, eine Füllmasse 1 1 , eine zentrale Hohlader 12, eine Füllmasse 13 und zwei zentrale Sensorelemente (Einmodenfasern) 5 auf, wobei die Einzelelemente hinsichtlich ihrer Beschaffenheit und Aufgabe wie in den Figuren 4, 0 5 ausgebildet sind. Bei dem in Fig. 6b dargestellten Kabel, das dem der Fig. 6a ähnelt, ist nur abweichend statt des Kabelmantels und/oder des Kabelschutzrohres 2 der Kabelmantel 1 vorgesehen.In Fig. 6a, the sensor cable has a cable sheath and / or cable protection tube 2, a filling compound 11, a central hollow wire 12, a filling compound 13 and two central sensor elements (single-mode fibers) 5 from the outside in, the individual elements with regard to their nature and task as in Figures 4, 0 5 are formed. In the case of the cable shown in FIG. 6b, which is similar to that of FIG. 6a, the cable jacket 1 is provided only differently instead of the cable jacket and / or the cable protection tube 2.

In den Figuren 7 und 8 ist ein optisches Sensorkabel dargestellt, das mit einem 5 Kabelmantel 3 zur schnelleren Aufnahme von Wasser-, Kohlenwasserstoffverbin düngen oder Hitze versehen ist. In Fig. 7 sind von außen nach innen nach dem Kabelmantel 3 verseilte dünnere Füllelemente 14, eine Schicht aus Gewebeband 15, Füllmaterial oder Quellmaterial 16 und zwei zentrale Sensorelemente 5 vorgesehen, die von einer losen Hülle 17 umhüllt sind. Die Füllseile 14 erhöhen die Zugfestigkeit des Kabels und dienen auch zur Erhöhung der Querdruckstabilität bei pritschenverlegten Brandmelde-Sensorkabeln. Das Gewebeband 15 dient als Schmutzfilter. Der Hohlraum kann mit Rovingen 16 gefüllt sein, die entweder aus Viskose-Pressschwamm, zugfestem Glas bzw. zugfesten Aramiden oder aus vorgerecktem PBTB, das bei Wärmezufuhr schrumpft, oder aus Siliziumglasfasern bzw. pulverisierten Polymeren, die unter Wasser-, Kohlenwasserstoffeinfluss eine Volumenvergrößerung zeigen, oder aus modifizierten PA-Harzen gefertigt sind, die wasser- und alkohollöslich sind. Die Füllelemente 14 und die Rovinge/Garne 16 können eine hohe Schrumpffortleitung und Verformung des Sensorelementes 5 bzw. der Hohlader 9 ermöglichen. Bei erdverlegten oder rohrverlegten, auf Wasserdampf-, Heißwasser-, Kohlenwasserstoffverbindungen ansprechenden Sensorkabeln vermeidet das über dem Roving verseilte Gewebeband 15 die Versandung des Rovings.An optical sensor cable is shown in FIGS. 7 and 8, which has a cable sheath 3 for faster absorption of water and hydrocarbon compounds fertilize or heat. In FIG. 7, thinner filler elements 14 stranded from the outside inward towards the cable sheath 3, a layer of fabric tape 15, filler material or source material 16 and two central sensor elements 5 are provided, which are enveloped by a loose sheath 17. The filling ropes 14 increase the tensile strength of the cable and also serve to increase the lateral pressure stability in the case of platform-mounted fire alarm sensor cables. The fabric tape 15 serves as a dirt filter. The cavity can be filled with rovings 16, which either consist of viscose sponge, tensile glass or tensile aramids or pre-stretched PBTB, which shrinks when heat is applied, or of silicon glass fibers or pulverized polymers, which show an increase in volume under the influence of water, hydrocarbons, or are made from modified PA resins that are water and alcohol soluble. The filling elements 14 and the rovings / yarns 16 can enable a high degree of shrinkage propagation and deformation of the sensor element 5 or the hollow wire 9. In the case of buried or pipe-mounted sensor cables responding to water vapor, hot water, hydrocarbon compounds, the fabric tape 15 stranded over the roving prevents the roving from being sanded.

Das in Fig. 8 dargestellte Sensorkabel ähnelt dem der Fig. 7 im Aufbau- und Anwendungsbereich, hat aber abweichend keine Füllelemente.The sensor cable shown in FIG. 8 is similar to that of FIG. 7 in terms of construction and application, but deviatingly has no filling elements.

Statt des Kabelmantels 3 in Fig. 8 kann auch der geschlossene Kabelmantel 1 eingesetzt werden, wie es in den Figuren 9a und 9b gezeigt ist. Dabei können nach Fig. 9a die Sensorelemente 5 eine Hülle 17 oder nach Fig. 9b keine Hülle aufweisen. Die Sensorelemente 5 sind so in die Rovinge/Garne, Quellmaterial 16 eingebettet, dass sie im Störungsfall verformt bzw. verdrückt werden.Instead of the cable sheath 3 in FIG. 8, the closed cable sheath 1 can also be used, as shown in FIGS. 9a and 9b. 9a, the sensor elements 5 may have a shell 17 or, according to FIG. 9b, no shell. The sensor elements 5 are embedded in the rovings / yarns, swelling material 16 in such a way that they are deformed or pressed in the event of a fault.

Das in den Figuren 10a und 10b dargestellte Sensorkabel ähnelt dem der Fig. 6a bzw. 6b, doch abweichend sind anstelle der Füllmasse 1 1 mittelstarke, verseilte Füllelemente 18 eingebracht.The sensor cable shown in FIGS. 10a and 10b is similar to that of FIG. 6a or 6b, but differently, 1 1 medium-strength, stranded filling elements 18 are introduced instead of the filling compound.

Die in Fig. 1 1 dargestellte Sensorkabelseele hat zwei Sensorelemente 5 und zwei Quellelemente 19, in deren Zentren jeweils zusätzliche Lichtwellenleiter 20 zur Datenübertragung angeordnet sind. Die Sensorelemente 5 liegen im Zwickel der beiden Quellelemente 19 und können eine Länge von bis zu 2000m haben. Die Quellelemente 19 bestehen aus quellenden, brüchig werdenden und/oder elasto- meren Thermoplast-Rundschnüren oder aus Viskose-Pressschwamm. Die Anordnung aus den Sensorelementen 5 und den Quellelementen 19 sind mit einer Seelenbewicklung 21 versehen, die durch einen festen Wickel aus entweder Federdraht oder vorzugsweise aus Federband gebildet ist. Als äußeren Kabelmantel wird ein Mantel gem. Fig. 1 -3, 31 , 40-42 aufgebracht.The sensor cable core shown in Fig. 1 1 has two sensor elements 5 and two source elements 19, in the centers of which additional optical fibers 20 are arranged for data transmission. The sensor elements 5 are in the gusset of the two source elements 19 and can have a length of up to 2000 m. The swelling elements 19 consist of swelling, becoming brittle and / or elastomeric thermoplastic round cords or of viscose pressed sponge. The arrangement of the sensor elements 5 and the source elements 19 are provided with a soul winding 21, which is formed by a fixed winding of either spring wire or preferably spring band. A sheath is used as the outer cable sheath. Fig. 1 -3, 31, 40-42 applied.

Die Fig. 12 zeigt das Sensorkabel der Fig. 1 1 im aktivierten Zustand, wobei das Sensorelement 5 infolge des Aufquellens der Quellseile 19 gegen die Seelenbewicklung 21 mechanisch beansprucht wird und die Lichtwellenleiter 20 für Steue- rungszwecke im Zentrum der Quellseile 19 nicht mechanisch beansprucht werden.FIG. 12 shows the sensor cable of FIG. 11 in the activated state, the sensor element 5 being mechanically stressed due to the swelling of the source cables 19 against the core winding 21 and the optical waveguides 20 for control purposes in the center of the source cables 19 not being mechanically stressed ,

Die Fig. 13 zeigt ein Sensorkabel ähnlich der Fig. 1 1 , bei dem zwei Sensorelemente 5' als präparierte Einmodenfasern {Sonderfasern) ausgebildet sind, die aus einer üblichen Einmodenfaser und einer zusätzlichen Beschichtung besteht, die mit gasförmigen Medien (Methan) und den Kabelaufbauelementen als Katalysator in der Oxidierung eine Dämpfungserhöhung der Faser bei der Messwellenlänge 1625nm bewirkt. Die Sensorelemente 5' befinden sich im Zwickel zweier nicht quellender oder versprödender Festelemente 22, die aus Elastomeren oder Thermoplast bestehen. Die Anordnung aus den Sensorelementen 5' und den Festelemen- ten 22 sind von der Seelenbewicklung 21 umhüllt. Die Fig. 14 ist ein Beispiel für ein Sensorkabel, das aus zwei Sensorelementen 5' und aus einer, diese lose umgebenden Seelenbewicklung 21 besteht. Das Sensor- kabel kann eine Länge von mehr als 2000m haben.Fig. 13 shows a sensor cable similar to Fig. 1 1, in which two sensor elements 5 'are designed as prepared single-mode fibers (special fibers), which consists of a conventional single-mode fiber and an additional coating, which consists of gaseous media (methane) and the cable assembly elements As a catalyst in the oxidation, an increase in the attenuation of the fiber at the measuring wavelength 1625 nm results. The sensor elements 5 'are in the gusset of two non-swelling or embrittling fixed elements 22, which consist of elastomers or thermoplastic. The arrangement of the sensor elements 5 'and the fixed elements 22 are enveloped by the soul winding 21. FIG. 14 is an example of a sensor cable that consists of two sensor elements 5 ′ and a core winding 21 that loosely surrounds them. The sensor cable can have a length of more than 2000m.

Die Fig. 15 zeigt ein Sensorkabel nach Fig. 1 1 , bei dem die beiden Sensorelemente 5' in Längsnuten 23 eines zentralen Quellelement 24 eingelegt sind. Das Quellseil 24 besitzt im Zentrum ein Stauchschutzelement 25 und ist durch eine verquellbare Elastomer- bzw. Thermoplastrundader oder Viskose-Pressschwamm gebildet. Die genannten Bauteile sind durch eine Seelenbewicklung 21 fest umhüllt.FIG. 15 shows a sensor cable according to FIG. 11, in which the two sensor elements 5 ′ are inserted in longitudinal grooves 23 of a central swelling element 24. The source rope 24 has a compression protection element 25 in the center and is formed by a swellable elastomer or thermoplastic round wire or viscose press sponge. The components mentioned are tightly enveloped by a soul winding 21.

Die Fig. 16 zeigt das Sensorkabel der Fig. 15 im aktivierten Zustand, wobei die Sensorelemente 5' infolge Aufquellens des Quellelement 24 gegen die festen Seelenbewicklung 21 mechanisch beansprucht werden.FIG. 16 shows the sensor cable of FIG. 15 in the activated state, the sensor elements 5 ′ being mechanically stressed due to the swelling of the swelling element 24 against the fixed core winding 21.

Das in Fig. 17 dargestellte Sensorkabel hat einen ähnlichen Aufbau wie das der Fig. 1 1 , jedoch ist abweichend statt der Seelenbewicklung 21 eine Seelenabbindung 21 ' verwendet, die eine feste Umhüllung der Sensorelemente 5 bildet und als Kreuzzwickel aus Metall, Kunststoff oder imprägnierten Glasfasern mit einer größeren Schlaglänge ausgebildet ist.The sensor cable shown in Fig. 17 has a similar structure to that of Fig. 1 1, however, instead of the soul winding 21, a soul binding 21 'is used, which forms a solid covering of the sensor elements 5 and as a cross gusset made of metal, plastic or impregnated glass fibers is formed with a longer lay length.

Die Fig. 18 zeigt das Sensorkabel der Fig. 17 im aktivierten Zustand, wobei die Sensorelemente 5 infolge Aufquellens der Quellelemente 19 gegen die Seelen- abbindung 21 ' mechanisch beansprucht werden.FIG. 18 shows the sensor cable of FIG. 17 in the activated state, the sensor elements 5 being mechanically stressed due to the swelling of the swelling elements 19 against the core binding 21 ′.

In Fig. 19 ist ein Sensorkabel mit einer Fertigungslänge von bis zu 2000m gezeigt, das zwei Röhrchen 26 und zwei lose im Zwickel dieser Röhrchen angeordnete Sensorenelemente 5 aufweist. Die Röhrchen 26 bestehen aus amorphen Thermo- plasten, vorzugsweise aus Polystyrol (PS), Polystyrol-Schaumstoff (PS-E), Polysio- butylen oder Ethylcellulose, und haben eine in ihrer Längsrichtung angeordnete Sollbruchstelle 27, die in Kontakt mit dem festzustellenden, gasförmigen Medium nach außen öffnet, wie die Pfeile an der Stelle 28 zeigen. Die Sensorelemente 5 sind primär und/oder sekundärbeschichtete Einmodenfasern mit einem Durchmesser von 400-900 m. In den Röhrchen 26 ist jeweils ein Röhrchen 29 aus Thermoplast angeordnet, in der wieder ein Röhrchen 30 aus Thermoplast steckt, die Lichtwellenleiter 20 zur Datenübertragung aufnimmt. Die vorbeschriebenen Kabelelemente sind von einem Kabelmantel 31 in Form eines gewellten Lochban- des umgeben, das vorzugsweise aus Stahl, Aluminium oder lackiertem Kupfer besteht. Der Kabelmantel 31 kann zusätzlich eine Seelenabbindung in Form eines Drahtes oder Bandes, der bzw. das als Druckfeder mit einer geeigneten, kurzen Schlaglänge ausgebildet ist, oder in Form eines grobmaschigen, gestauchten Geflechts vorgesehen sein. Bei Kontakt mit einem Analyten wird das Sensor- element 5 durch die Brüchigkeit der Röhrchen 26, der vorgegebenen Aufplatzrichtung 28 und der Begrenzung durch die feste Umwicklung des Kabelmantels 31 mechanisch bis zum Bruch beansprucht. Die sich im Zentrum des Sensorkabels befindlichen Lichtwellenleiter 20 erfahren durch ihre Lage im Röhrchen 30 keine Beeinträchtigung.19 shows a sensor cable with a production length of up to 2000 m, which has two tubes 26 and two sensor elements 5 loosely arranged in the gusset of these tubes. The tubes 26 consist of amorphous thermoplastics, preferably of polystyrene (PS), polystyrene foam (PS-E), polysibutylene or ethyl cellulose, and have one arranged in their longitudinal direction Predetermined breaking point 27, which opens outwards in contact with the gaseous medium to be determined, as the arrows at point 28 show. The sensor elements 5 are primary and / or secondary-coated single-mode fibers with a diameter of 400-900 m. A tube 29 made of thermoplastic is arranged in each tube 26, in which there is again a tube 30 made of thermoplastic, which receives optical fibers 20 for data transmission. The cable elements described above are surrounded by a cable sheath 31 in the form of a corrugated perforated band, which preferably consists of steel, aluminum or painted copper. The cable sheath 31 can additionally be provided with a core tie in the form of a wire or tape, which is designed as a compression spring with a suitable, short lay length, or in the form of a coarse-mesh, compressed braid. When in contact with an analyte, the sensor element 5 is mechanically stressed to the point of rupture due to the brittleness of the tubes 26, the predetermined direction of bursting 28 and the limitation due to the tight wrapping of the cable jacket 31. The optical fibers 20 located in the center of the sensor cable are not impaired by their position in the tube 30.

In Fig. 20 ist ein der Fig. 19 ähnliches Sensorkabel dargestellt, wobei jedoch in den massiven Röhrchen 26' keine Lichtwellenleiter zur Datenübertragung integriert sind.FIG. 20 shows a sensor cable similar to FIG. 19, but no optical fibers for data transmission are integrated in the solid tube 26 '.

Bei dem in Fig. 21 gezeigten Sensorkabel mit einer Fertigungslänge von mehr als 2000m ist ein zentrales Rohr 32 aus amorphem Kunststoff, vorzugsweise Polystyrol (PS) oder Polystyrol-Schaumstoff (PS-E), vorgesehen, das aus zwei U-förmig gebogenen Flachprofilen besteht, die in Profilhaltern 33 miteinander verklemmt sind. Ein Sensorelement 5 ist schraubenförmig um das zentrale Rohr 32 gewickelt. Über dem Sensorelement 5 befinden sich Zugentlastungselemente 34, die zur Aufnahme der Zugkraft, als Schmutzfilter und Polster dienen und die vom Kabel- mantel 31 abgedeckt werden. Abweichend vom dargestellten Sensorkabel kann das Rohr auch als Vollrohr mit einer Sollbruchstelle ähnlich der Sollbruchstelle 27 in den Figuren 19, 20 versehen sein. Eine weitere Modifikation besteht darin, dass das Rohr 32 beim Kontakt mit dem festzustellenden Medium in sich zusammenfällt.In the sensor cable shown in FIG. 21 with a production length of more than 2000 m, a central tube 32 made of amorphous plastic, preferably polystyrene (PS) or polystyrene foam (PS-E), is provided, which consists of two U-shaped flat profiles which are clamped together in profile holders 33. A sensor element 5 is wound helically around the central tube 32. Strain relief elements 34 are located above the sensor element 5 Absorption of the tensile force, serve as a dirt filter and cushion and are covered by the cable sheath 31. In deviation from the sensor cable shown, the tube can also be provided as a solid tube with a predetermined breaking point similar to the predetermined breaking point 27 in FIGS. 19, 20. Another modification is that the tube 32 collapses on contact with the medium to be determined.

In Fig. 22 ist ein der Fig. 21 ähnelndes Sensorkabel dargestellt, bei dem abweichend die Zugentlastungselemente durch eine Polsterung 35 aus Weichschaumstoff (PE-E, PP-E) oder Polystyrol-Schaumstoff (PS-E) als Abstandshalter zum Kabelmantel 31 ersetzt ist. Die Polsterung 35 reduziert im Vergleich zu den Zug- entlastungselementen 34 in Fig. 21 den Gegendruck beim Bruch des Quellseils 32 und gewährleistet ein messbares Signal des Sensorelementes 5.FIG. 22 shows a sensor cable similar to FIG. 21, in which the strain relief elements are replaced by padding 35 made of soft foam (PE-E, PP-E) or polystyrene foam (PS-E) as a spacer from the cable sheath 31 , Compared to the strain relief elements 34 in FIG. 21, the padding 35 reduces the counterpressure when the source cable 32 breaks and ensures a measurable signal from the sensor element 5.

In Fig. 23 ist ein Sensorkabel mit einer Fertigungslänge von mehr als 2000m gezeigt, bei dem sich ein Sensorelement 5 im Zwickel einer aus amorphem Kunst- stoff, insbesondere Polystyrol, bestehenden Schraubenfeder 36 und eines Füllelements 37 befindet, das als Abstandshalter zwischen der Schraubfeder 36 und dem Kabelmantel 31 dient. Bei Kontakt mit einem Analyten wird das Sensorelement 5 durch Bruch der Schraubenfeder 36, der vorgegebenen Aufplatzrichtung und der Begrenzung durch den festen Kabelmantel 31 (alternativ Fig. 1 -3, 40-42) mechanisch bis zum Bruch beansprucht.23 shows a sensor cable with a production length of more than 2000 m, in which a sensor element 5 is located in the gusset of a helical spring 36 made of amorphous plastic, in particular polystyrene, and a filling element 37 which acts as a spacer between the helical spring 36 and the cable sheath 31 is used. Upon contact with an analyte, the sensor element 5 is mechanically stressed to breakage by the coil spring 36 breaking, the predetermined direction of bursting open and the limitation by the fixed cable sheath 31 (alternatively FIGS. 1-3, 40-42).

In Fig. 24 ist ein, der Fig. 23 ähnliches Sensorkabel dargestellt, das abweichend anstelle des Füllelement 37 ein hohles Füllelement 38 mit integrierten Lichtwellenleitern 20 zur Datenübertragung aufweist. Die Datenübertragung ist aufgrund der gewählten Konstruktion des Sensorkabels auch im aktivierten Zustand des Sensor kabels möglich. Vorzugsweise ist eine Schraubenfeder 36 gewählt, die aus Polystyrol besteht.FIG. 24 shows a sensor cable similar to FIG. 23, which, in deviation from the filler element 37, has a hollow filler element 38 with integrated optical waveguides 20 for data transmission. Due to the selected construction of the sensor cable, the data transmission is also in the activated state of the sensor possible. A helical spring 36 is preferably selected, which consists of polystyrene.

Die Fig. 25 stellt einen Teil eines Sensorkabels dar, bei dem der Kabelmantel 31 von einer Schicht aus Zugentlastungselementen 39 umgeben ist, die wiederum durch eine Außenhülle 40 bedeckt ist. Die Innenhülle 39 ist flüssigkeits- und gasdurchlässig. Die Außenhülle 40 kann aus rostfreien Draht-, Kunststoff- oder duroplastverstärkten Glaselementen (GFK) bestehen, wobei als Kunststoff vorzugsweise Polystyrol (PS) oder Polyamid (PA) eingesetzt ist, und dient dem Nagetierschutz. Die Außenhülle 40 kann auch als Vollbedeckung aus Kunststoff oder als Geflechthülle 41 ausgebildet sein, wie es in Fig. 26 dargestellt ist.25 shows part of a sensor cable in which the cable sheath 31 is surrounded by a layer of strain relief elements 39, which in turn is covered by an outer sheath 40. The inner shell 39 is permeable to liquids and gases. The outer shell 40 can consist of stainless wire, plastic or thermosetting glass elements (GRP), polystyrene (PS) or polyamide (PA) is preferably used as the plastic, and serves to protect rodents. The outer casing 40 can also be designed as a full plastic covering or as a braided casing 41, as shown in FIG. 26.

In Fig. 27 ist ein Kabelmantel 42 eines Sensorkabels als Weiterentwicklung der Figuren 19-24 dargestellt, bei der eine Stahllängsleiste wechselständig und versetzt überlappend angeordnet sind.27 shows a cable sheath 42 of a sensor cable as a further development of FIGS. 19-24, in which a longitudinal steel strip is arranged alternately and offset overlapping.

Die Fig. 28 zeigt ein Sensorkabel mit einer Fertigungslänge von mehr als 2000m, das ein zentrales Hohlseil 43 aufweist, das als querdruckstabiles Stützelement ausFIG. 28 shows a sensor cable with a production length of more than 2000 m, which has a central hollow cable 43 which acts as a support element which is stable in terms of transverse pressure

Polypropylen (PP), Polyetylen, PBT oder Polyamiden (PA) besteht. Im Inneren desPolypropylene (PP), polyethylene, PBT or polyamides (PA). Inside the

Hohlseils 43 sind Lichtwellenleiter 20 zur Datenübertragung angeordnet. Über demHollow rope 43, optical fibers 20 are arranged for data transmission. About that

Hohlseil 43 bindet sich ein grobmaschiges, gestauchtes Geflecht 44, vorzugsweise aus Polystyrol. Um das Geflecht 44 sind ein Sensorelement 5 und ein Abstands- halter 35' aus Kunststoff oder Polystyrol-Schaumstoff (PS-E) schraubenförmig gewickelt. Darüber befindet sich ein Kabelmantel 31 ', der als Kabelmantel 31 wie in den Figuren 19-24 oder als Kabelmantel 41 wie in Fig. 26 ausgebildet sein kann. Bei Kontakt mit einem Analyten wird das Sensorelement 5 durch Aufplatzen des Geflechts 44 und des Abstandhalters 35' sowie der Begrenzung nach innen durch das Hohlseil 43 und nach außen durch den Kabelmantel 46 mechanisch bis zum Bruch beansprucht. Aufgrund der gewählten Konstruktion des Sensorkabels ist die Datenübertragung auch im aktivierten Zustand des Sensorkabels möglich.Hollow rope 43 binds a coarse-mesh, compressed braid 44, preferably made of polystyrene. A sensor element 5 and a spacer 35 'made of plastic or polystyrene foam (PS-E) are wound helically around the braid 44. Above this is a cable sheath 31 ', which can be designed as a cable sheath 31 as in FIGS. 19-24 or as a cable sheath 41 as in FIG. 26. When in contact with an analyte, the sensor element 5 becomes mechanically open by the bursting of the braid 44 and the spacer 35 'and the inward limitation by the hollow cable 43 and the outward limitation by the cable sheath 46 claimed to break. Due to the selected design of the sensor cable, data transmission is also possible when the sensor cable is activated.

In Fig. 29 ist die Messvorrichtung gemäß der Erfindung skizzenhaft näher dargestellt, bei der die vorbeschriebenen Sensorkabel verwendet werden. Eine Pipeline 45, in der beispielsweise Kohlenwasserstoffe fortgeleitet werden, soll auf Leckstellen überwacht werden. Nahe der Pipeline 45 ist ein Sensorkabel 46 verlegt, das ein Sensorelement 5 aufweist. Das Sensorelement 5 ist an eine Dämpfungsmesseinrichtung 47 angeschlossen, die aus einem auf der Rückstreu- messtechnik basierenden OTDR-Messmodul 48, einem optischen Umschalter 49, einem Speichermodul 50 und einem Alarmmodul 51 besteht. Die Dämpfungsmesseinrichtung 47 führt in vorgegebenen Abständen selbstständig Messungen durch und vergleicht die Messwerte mit den ursprünglichen Meßwerten (Referenzwerten), die auf dem Speichermodus 50 hinterlegt sind. Mittels des optischen Umschalters 49 können so mehrere, mit der Messeinrichtung verbundene Sensorkabelstrecken nacheinander gemessen werden. Bei Überschreitung bestimmter Grenzwerte im Falle einer Leckstelle, die durch Verbiegung des Sensorelementes 5 angezeigt wird, erfolgt mittels des Alarmmoduls 51 eine Alarmmeldung und eineFIG. 29 shows a sketch of the measuring device according to the invention, in which the sensor cables described above are used. A pipeline 45, in which hydrocarbons are routed, for example, is to be monitored for leaks. A sensor cable 46, which has a sensor element 5, is laid near the pipeline 45. The sensor element 5 is connected to a damping measuring device 47, which consists of an OTDR measuring module 48 based on the backscatter measurement technology, an optical switch 49, a memory module 50 and an alarm module 51. The damping measuring device 47 carries out measurements independently at predetermined intervals and compares the measured values with the original measured values (reference values) which are stored in the storage mode 50. By means of the optical switch 49, a plurality of sensor cable sections connected to the measuring device can be measured in succession. If certain limit values are exceeded in the event of a leak, which is indicated by bending the sensor element 5, an alarm message and an alarm are given by means of the alarm module 51

Feststellung des genauen Ortes der Leckstelle. Determination of the exact location of the leak.

Claims

Expectations

1. Measuring device for determining leak points in pipe systems, pipelines or tanks or of fires in tunnels with a measuring sensor, characterized in that a sensor cable (46) with at least one in embedding material (1 -4, 6, 8-22 , 24, 26, 32, 36, 37, 43, 44) embedded sensor element (5, 5 ') designed as single-mode glass fiber is provided, the sensor cable (46) near the pipelines (45), tanks, tunnels or in the insulation layer runs from pipe systems, the embedding material (1 -4, 6, 8-22, 24, 26, 32, 36, 37, 43, 44) consists of a material that oxidizes, swells in contact with water or certain hydrocarbon compounds, becomes fragile and thus leads to a deformation of the sensor element causing an increase in the damping of the sensor element (5, 5 '), and a damping measuring device (47) determining the increase in damping of the sensor element (5, 5') is connected to the end of the sensor cable.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that the embedding material by a cable outer sheath or cable Protective tube (1 -3, 31, 40-42) and a filling (4, 6, 8-1 8, 34) arranged in this is formed.

3. Measuring device according to claim 2, characterized in that the filling is formed by stranded filling ropes (6, 14, 1 8).

4. Measuring device according to claim 3, characterized in that the filling comprises a central core (4), and that the single-mode glass fiber (5) is stranded with a large excess length.

5. Measuring device according to claim 3 or 4, characterized in that the filling cables (6, 14, 1 8) and the sensor element (5) in a from the cable outer sheath or cable protection tube (1 -3, 31, 40-42) enclosed filling compound (8 ) are embedded.

Measuring device according to claim 2, characterized in that the filling by the single-mode glass fiber (5) surrounding rovings or

Source material (16) is formed.

Measuring device according to claim 6, characterized in that filling ropes (14) are stranded on the rovings or swelling material (1 6).

8. Measuring device according to claim 7, characterized in that the rovings or swelling material (1 6) are covered by a fabric tape (1 5).

9. Measuring device according to claim 2, characterized in that the filling by a, the sensor element (5) surrounding the hollow wire (1 2) and by a between this and the cable sheath or cable protection tube (1 -3, 31, 40-42) arranged first Filling compound (1 1) is formed.

10. Measuring device according to claim 9, characterized in that the sensor element (5) in the hollow vein (1 2) in a second filling compound

(13) is embedded.

1 1. Measuring device according to claim 9 or 10, characterized in that the first filling compound is formed by stranded filling ropes (18).

12. Measuring device according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the cable jacket or cable protection tube (2) is perforated.

13. Measuring device according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the cable sheath is formed by a braid (3).

14. Measuring device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sensor element (5) has a shell (17, 9).

15. Measuring device according to claim 14, characterized in that the casing is formed by a casing jacket (9) and a third filling compound (10) arranged between the latter and the sensor element (5).

16. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) are arranged in the gusset of two swelling elements (1 9), which consist of swelling, breakable and / or elastomeric thermoplastic round cords and / or viscose pressed sponge. stand.

17. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) in the gusset of two tubes (26,

26 ') are arranged, which are made of breakable, amorphous plastic, in particular polystyrene, and have at least one predetermined breaking point (27) in the longitudinal direction, which specifies the breaking direction upon contact with the medium to be determined.

18. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) around a central tube (32) in Form of two U-shaped flat profiles is helically wound, which consist of amorphous plastic, in particular polystyrene or polystyrene foam, are clamped together in profile holders (33) and swell or become brittle when they come into contact with the medium to be determined.

19. Measuring device according to claim 18, characterized in that the sensor element (5) is surrounded by strain relief elements (34).

20. Measuring device according to claim 18, characterized in that the sensor element (5) is surrounded by padding (35).

21. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) and a spacer (35 ') in the form of a rope made of plastic or polystyrene foam are wound around a tubular, coarse-mesh, upset braid (44) made preferably of polystyrene and that the braid (44) is arranged on a hollow, central filler rope (43), the braid (44) breaking upon contact with the medium to be determined.

22. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) in the gusset of a filling rope (38) and a coil spring (36) made of amorphous plastic, in particular Polystyrene, is arranged, which breaks upon contact with the medium to be determined.

23. Measuring device according to claim 22, characterized in that a further sensor element (5) is integrated in the helical spring (36).

24. Measuring device according to claim 1, characterized in that the sensor element (5 ') is provided with a coating and this coating can be oxidized upon contact with a gaseous medium to be determined, in particular methane, under the catalytic effect of cable assembly elements.

25. Measuring device according to claim 24, characterized in that the sensor element (5 ') is arranged in the gusset of two fixed elements (22) consisting of elastomers or thermoplastics and / or viscose pressed foam.

26. Measuring device according to claim 1 6, 1 7, 21, 23, 24 or 26, characterized in that in the source elements (1 9), tube (26), central tube (32), fixed elements (22) or filling elements ( 38, 43) optical fibers (20) are arranged for data transmission.

27. Measuring device according to claim 1, characterized in that at least one sensor element (5) is arranged in a longitudinal groove (23) of a central swelling element (24), which consists of swelling, breakable elastomeric thermoplastic round cords and / or viscose press sponge.

28. Measuring device according to claim 27, characterized in that a compression protection element (25) is arranged lengthwise in the source element (24).

29. Measuring device according to claim 22, 0 characterized in that the core winding (21 ') of the sensor cable consists of a cross wrap made of metal, plastic or impregnated glass elements and is provided with a large lay length.

5 30. Measuring device according to one of claims 21 to 28, characterized in that the cable sheath (21) of the sensor cable consists of a coil of spring wire or tape.

31. Measuring device according to one of claims 16 to 28, characterized in that the cable sheath (31) of the sensor cable consists of a winding of corrugated perforated tape made of steel, aluminum or painted copper.

5 32. Measuring device according to one of claims 16 to 28, characterized in that the cable sheath (42) of the sensor cable is formed from a longitudinal steel bar and circular steel band arches which are arranged alternately and offset overlapping on the longitudinal steel bar.

33. Measuring device according to one of claims 1 to 32, characterized in that the sensor cable is provided with a protective sheath (39-41).

34. Measuring device according to claim 33, characterized in that the protective cover consists of an inner cover (39) made of strain relief elements and an outer cover (40, 41) for rodent protection.

35. Measuring device according to claim 34, characterized in that the outer shell made of stainless wire, plastic or thermoset-reinforced glass elements (40), preferably polystyrene or polyamide is used as the plastic, or consists of a braid (41).