DE102021100907A1

DE102021100907A1 - Self-sufficient radar sensor for detecting a leak

Info

Publication number: DE102021100907A1
Application number: DE102021100907.3A
Authority: DE
Inventors: Volker ALLGAIER; Clemens Hengstler; Florian Burgert
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2022-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung zur Detektion eines Lecks und/oder einen Trockenlaufschutz, insbesondere für eine mehrwandige Rohranordnung, wobei die Rohranordnung (20) ein inneres Rohr (22) und ein äußeres Rohr (24) aufweist, wobei das innere Rohr (22) zum Führen eines Mediums (40) eingerichtet ist und wobei ein Zwischenraum (29) zwischen dem inneren Rohr (22) und dem äußeren Rohr (24) angeordnet ist. Die Radarsensoreinrichtung (10) weist eine Sendeeinrichtung (30a) auf, die zur Anordnung an oder in einer Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und zum Aussenden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung (20) und/oder in die Rohranordnung (20) eingerichtet ist, und eine Empfangseinrichtung (30b), die zur Anordnung an oder in der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und die zum Empfang der Radarwellen eingerichtet ist. Ferner weist die Radarsensoreinrichtung (10) eine Auswerteeinheit (50) auf, die dazu eingerichtet ist, die empfangenen Radarwellen aus dem äußeren Rohr (24) auszuwerten, wobei die reflektierten Radarwellen von dem Medium (40) reflektiert werden und/oder die propagierten Radarwellen durch das Medium (40) abgeschwächt werden, wenn das Medium (40) aus dem inneren Rohr (22) in das äußere Rohr (24) gelangt.The invention relates to a radar sensor device for detecting a leak and/or dry-running protection, in particular for a multi-wall pipe arrangement, the pipe arrangement (20) having an inner pipe (22) and an outer pipe (24), the inner pipe (22) for Guide a medium (40) is set up and wherein an intermediate space (29) between the inner tube (22) and the outer tube (24) is arranged. The radar sensor device (10) has a transmission device (30a) which can be arranged on or in a wall (27) of the outer tube (24) and emit radar waves in the direction of the tube arrangement (20) and/or into the tube arrangement (20 ) is set up, and a receiving device (30b) which is set up for arrangement on or in the wall (27) of the outer tube (24) and for receiving the radar waves. Furthermore, the radar sensor device (10) has an evaluation unit (50) which is set up to evaluate the received radar waves from the outer tube (24), the reflected radar waves being reflected by the medium (40) and/or the propagated radar waves being passed through the medium (40) are weakened when the medium (40) from the inner tube (22) into the outer tube (24).

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft eine Radarsensoreinrichtung zur Detektion eines Lecks und/oder einen Trockenlaufschutz, insbesondere für eine mehrwandige Rohranordnung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Verwendung.The invention relates to a radar sensor device for detecting a leak and/or dry-running protection, in particular for a multi-wall pipe arrangement. Furthermore, the invention relates to a method and a use.

Hintergrundbackground

Für zumindest einige Komponenten der Prozessmesstechnik und/oder der Prozessautomatisierung werden mehrwandige, insbesondere doppelwandige, Rohre verwendet, zum Beispiel aus Sicherheitsgründen. Bei vielerlei Anwendungen der Prozessmesstechnik und/oder der Prozessautomatisierung kann es erforderlich sein, ein Leck rechtzeitig erkennen. Ein Leck eines inneren Rohres kann beispielsweise optisch oder invasiv überprüft werden. Die optische Überprüfung des Rohres kann aufgrund eines eingeschränkten Zugangs unverfügbar sein. Die invasive Überprüfung kann z.B. eine Öffnung in dem Rohr erfordern. Diese Lösungen können mit einem hohen Aufwand verbunden sein.Multi-walled, in particular double-walled, tubes are used for at least some components of process measurement technology and/or process automation, for example for safety reasons. In many applications of process measurement technology and/or process automation, it may be necessary to detect a leak in good time. A leak in an inner tube, for example, can be checked optically or invasively. Optical inspection of the pipe may be unavailable due to restricted access. For example, the invasive testing may require an opening in the tube. These solutions can be associated with a great deal of effort.

Zusammenfassungsummary

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Detektion eines Lecks in einer mehrwandigen Rohranordnung zu vereinfachen.It is an object of the invention to facilitate detection of a leak in a multi-wall tubing assembly.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen.This object is solved by the features of the independent patent claims. Developments of the invention result from the dependent patent claims and the following description of embodiments.

Ein Aspekt betrifft eine Radarsensoreinrichtung zur Detektion eines Lecks in einem inneren Rohr einer mehrwandigen Rohranordnung. Die Rohranordnung weist das innere Rohr und ein äußeres Rohr auf, wobei das innere Rohr zum Führen eines Mediums - in zumindest einigen Ausführungsformen auch eines Fluids - eingerichtet ist, wobei das äußere Rohr das innere Rohr zumindest abschnittsweise umgibt, und wobei ein Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr angeordnet ist. Das Rohr kann auch ein mehrwandiger, z.B. ein doppelwandiger, Behälter sein, beispielsweise ein Öltank. Die Radarsensoreinrichtung weist eine Sendeeinrichtung auf, die zur Anordnung an oder in einer Wandung des äußeren Rohrs und zum Aussenden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung und/oder in die Rohranordnung eingerichtet ist, so dass die Radarwellen an einer Oberfläche des Mediums reflektieren können und/oder durch das Medium propagieren können. Weiterhin weist die Radarsensoreinrichtung eine Empfangseinrichtung auf, die zur Anordnung an oder in der Wandung des äußeren Rohrs und zum Empfang der reflektierten und/oder propagierten Radarwellen aus der Rohranordnung eingerichtet ist. Dabei werden die empfangenen Radarwellen aus dem äußeren Rohr reflektiert und/oder durch das äußere Rohr propagiert. Beispielsweise in dem Fall, wenn das Medium schwerer ist als ein zweites Medium, das in dem Zwischenraum angeordnet ist, dann kann das Medium bei einem Leck des inneren Rohrs nach unten fließen und damit in den unteren Bereich des äußeren Rohrs gelangen.One aspect relates to a radar sensor device for detecting a leak in an inner tube of a multi-wall tube assembly. The pipe arrangement has the inner pipe and an outer pipe, the inner pipe being set up to carry a medium - in at least some embodiments also a fluid - the outer pipe surrounding the inner pipe at least in sections, and a gap between the inner Tube and the outer tube is arranged. The tube may also be a multi-walled, e.g., double-walled, container, such as an oil tank. The radar sensor device has a transmission device that is set up to be arranged on or in a wall of the outer tube and to emit radar waves in the direction of the tube arrangement and/or into the tube arrangement, so that the radar waves can and/or reflect on a surface of the medium can propagate through the medium. Furthermore, the radar sensor device has a receiving device that is set up to be arranged on or in the wall of the outer tube and to receive the reflected and/or propagated radar waves from the tube arrangement. The received radar waves are reflected from the outer tube and/or propagated through the outer tube. For example, in the case when the medium is heavier than a second medium arranged in the intermediate space, then the medium can flow downwards in the event of a leak in the inner tube and thus reach the lower region of the outer tube.

Ferner weist die Radarsensoreinrichtung eine Auswerteeinheit auf, die dazu eingerichtet ist, die empfangenen reflektierten und/oder propagierten Radarwellen aus dem unteren Bereich des äußeren Rohrs auszuwerten, um das Leck in dem inneren Rohr zu detektieren. Dabei werden die reflektierten Radarwellen von dem Medium, insbesondere von der Oberfläche des Mediums, reflektiert; die propagierten Radarwellen werden durch das Medium abgeschwächt. Das Reflektieren und/oder das Abschwächen der Radarwellen tritt dann ein, wenn das Medium aus dem inneren Rohr in das äußere Rohr gelangt, z.B. in den unteren Bereich des äußeren Rohrs.Furthermore, the radar sensor device has an evaluation unit which is set up to evaluate the received reflected and/or propagated radar waves from the lower area of the outer tube in order to detect the leak in the inner tube. The reflected radar waves are reflected by the medium, in particular by the surface of the medium; the propagated radar waves are attenuated by the medium. The reflection and/or attenuation of the radar waves occurs when the medium from the inner tube enters the outer tube, e.g. in the lower area of the outer tube.

Ein Leck kann beispielsweise durch Korrosion, durch Bruch, durch eine mechanische, eine chemische und/oder eine sonstige Beschädigung einer Wandung des inneren Rohrs entstehen. Die mehrwandige Rohranordnung kann z.B. doppelwandig oder auch mit mehr als zwei Rohren ausgeführt sein. Dabei wird das mediumführende Rohr als inneres Rohr betrachtet. Die Rohre können konzentrisch oder exzentrisch angeordnet sein. Das äußere Rohr kann das innere Rohr zumindest abschnittsweise vollständig umgeben, wobei mindestens ein Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr angeordnet ist. In zumindest einigen Fällen kann die Rohranordnung nur an einigen Abschnitten - z.B. an besonders kritischen Abschnitten - doppelwandig ausgeführt sein. Die Anordnung kann durch das zu führende Medium beeinflusst sein. Das äußere Rohr kann z.B. aus Kunststoff und/oder einem anderen Material bestehen, das durchlässig ist für Radarwellen, oder es kann ein derartiges Material aufweisen.A leak can arise, for example, as a result of corrosion, fracture, mechanical, chemical and/or other damage to a wall of the inner tube. The multi-wall tube arrangement can be double-walled or have more than two tubes, for example. The pipe carrying the medium is regarded as the inner pipe. The tubes can be arranged concentrically or eccentrically. The outer tube can completely surround the inner tube at least in sections, with at least one intermediate space being arranged between the inner tube and the outer tube. In at least some cases, the tubing may only be double walled in some sections - e.g., particularly critical sections. The arrangement can be influenced by the medium to be guided. The outer tube may, for example, be made of or comprise plastic and/or other material transparent to radar waves.

Der Zwischenraum zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr kann beispielsweise mit Luft und/oder einem anderen Fluid gefüllt sein. In dem Zwischenraum können stützende Elemente angeordnet sein, z.B. als Speichen und/oder als Trennwände. Das Fluid in dem Zwischenraum kann während des Betriebs der Radarsensorvorrichtung eine andere Permittivität als das Fluid oder Medium in dem inneren Rohr aufweisen. Beispielsweise kann in dem inneren Rohr eine Flüssigkeit angeordnet sein, und in dem Zwischenraum Luft.The space between the inner tube and the outer tube can be filled with air and/or another fluid, for example. Supporting elements can be arranged in the intermediate space, for example as spokes and/or as partition walls. The fluid in the intermediate space can have a different permittivity than the fluid or medium in the inner tube during operation of the radar sensor device. For example, can a liquid can be arranged in the inner tube and air in the intermediate space.

Die mehrwandige Rohranordnung kann z.B. in einem Produktionsraum angeordnet sein und/oder als eine Verbindung zwischen verschiedenen Orten ausgelegt sein. Die Rohranordnung kann in einer Umgebung verlegt sein, die keine Stromversorgung und/oder keine Fahrbahn in der Nähe aufweist. Die Rohranordnung kann geschlossene und/oder offene Rohre umfassen. Ein offenes Rohr kann z.B. ein Kanal sein, der zumindest an der Unterseite ein äußeres Rohr, z.B. in Form einer Wanne, aufweist. Das Medium, für welches das innere Rohr eingerichtet ist, kann z.B. eine Flüssigkeit wie Wasser, Öl, usw. oder eine Emulsion sein, das Medium kann eine Suspension sein.For example, the multi-wall pipe arrangement can be arranged in a production room and/or designed as a connection between different locations. The pipe assembly may be routed in an environment that has no power supply and/or roadway nearby. The tube arrangement can include closed and/or open tubes. An open tube can, for example, be a duct which has an outer tube, for example in the form of a trough, at least on the underside. The medium for which the inner tube is designed can be, for example, a liquid such as water, oil, etc. or an emulsion, the medium can be a suspension.

Die Sendeeinrichtung und/oder die Empfangseinrichtung kann eine Antenne umfassen, z.B. eine Hornantenne und/oder eine Planarantenne. Dabei können die Sendeantenne und die Empfangsantenne als getrennte Antennen ausgeführt sein, oder als eine gemeinsame Antenne. Die Anordnung der Sendeeinrichtung und/oder der Empfangseinrichtung an oder in der Wandung des äußeren Rohrs kann z.B. mittels Kleben, Schweißen und/oder mittels eines anderen stoff- und/oder formschlüssigen Mittels erreicht werden. Dies kann beispielsweise einschließen, dass z.B. das äußere Rohr ein Innengewinde aufweist, das zumindest teilweise unterhalb der Wandung angeordnet ist. Zumindest das äußere Rohr besteht aus einem Material, das nicht undurchlässig ist für Radarwellen; beispielsweise kann das äußere Rohr aus einem Kunststoff bestehen.The transmitting device and/or the receiving device can comprise an antenna, for example a horn antenna and/or a planar antenna. The transmitting antenna and the receiving antenna can be designed as separate antennas or as a common antenna. The arrangement of the transmitting device and/or the receiving device on or in the wall of the outer tube can be achieved, for example, by means of gluing, welding and/or by means of another material and/or form-fitting means. This can include, for example, the outer tube having an internal thread which is at least partially arranged underneath the wall. At least the outer tube is made of a material that is not impervious to radar waves; for example, the outer tube can be made of a plastic.

Die Empfangseinrichtung ist zum Empfang der Radarwellen eingerichtet. Dabei werden die empfangenen Radarwellen aus einem unteren Bereich des äußeren Rohrs reflektiert, und/oder die empfangenen Radarwellen werden durch den unteren Bereich des äußeren Rohrs propagiert. Die Auswerteeinheit detektiert die von dem Medium reflektierten Radarwellen bzw. die durch das Medium abgeschwächten propagierten Radarwellen in solchen Fällen, wenn das Medium aus dem inneren Rohr in den unteren Bereich des äußeren Rohrs gelangt und/oder sich in dem unteren Bereich sammelt. Dies ist insbesondere der Fall, weil viele Medien schwerer als Luft sein können und daher bei einem Leck des inneren Rohrs nach unten fließen und damit in den unteren Bereich des äußeren Rohrs gelangen.The receiving device is set up to receive the radar waves. The received radar waves are reflected from a lower area of the outer tube and/or the received radar waves are propagated through the lower area of the outer tube. The evaluation unit detects the radar waves reflected by the medium or the propagated radar waves weakened by the medium in such cases when the medium from the inner tube reaches the lower area of the outer tube and/or collects in the lower area. This is particularly so because many media can be heavier than air and therefore, if the inner tube leaks, will flow down and thus into the bottom of the outer tube.

Wenn das Medium aus dem inneren Rohr in den unteren Bereich des äußeren Rohrs gelangt, werden Radarwellen aus dem Nahbereich der Sendeeinrichtung reflektiert, weil die Radarwellen an der Oberfläche des Mediums, d.h. an dem Trennbereich zwischen dem Medium und einem Stoff, der den Zwischenraum ausfüllt, reflektiert werden. Wenn z.B. des Medium Wasser, Öl oder eine Suspension ist und der Zwischenraum mit Luft oder einem Schutzgas gefüllt ist, dann werden die Radarwellen an der Oberfläche des Mediums reflektiert. Solange das innere Rohr kein Leck aufweist und eine innere Wandung des äußeren Rohrs „trocken“ ist, werden keine Radarwellen aus dem Nahbereich reflektiert, es können aber Radarwellen aus anderen Bereichen der Rohranordnung reflektiert werden, z.B. von einer Wandung des inneren Rohrs. Genaugenommen können die Radarwellen auch von dem äußeren Rohr reflektiert werden, z.B. von der äußeren oder einer inneren Wandung. Dies kann aber auf einfache Weise, z.B. beim Einmessen der Sendeeinrichtung und/oder der Empfangseinrichtung berücksichtigt werden. Wenn das innere Rohr ein Leck aufweist und somit das Medium aus dem inneren Rohr in den Nahbereich gelangt, werden die reflektierten Radarwellen insbesondere aus dem Nahbereich von dem Medium reflektiert, so dass dadurch das Leck detektiert werden kann. Es ist möglich, dass - z.B. bei einem großen Leck - größere Mengen des Mediums aus dem inneren Rohr in das äußere Rohr gelangen, so dass sich der Ort der Reflexion aus dem Nahbereich heraus bewegen kann. Für solche Fälle kann z.B. eine Historie der Reflexion(en) zur Detektion des Lecks herangezogen werden. Die reflektierten Radarwellen können z.B. in Form einer sogenannten Echokurve dargestellt werden und/oder es können die Orte der Maxima der Echokurve detektiert werden. Dadurch kann ein bestimmtes Maximum der Echokurve oder eine bestimmte Form der Echokurve, die aus den reflektierten Radarwellen detektiert wird, als Indikator eines Lecks dienen.When the medium from the inner tube enters the lower area of the outer tube, radar waves from the vicinity of the transmitting device are reflected because the radar waves hit the surface of the medium, i.e. the separating area between the medium and a substance that fills the gap. be reflected. If, for example, the medium is water, oil or a suspension and the space in between is filled with air or an inert gas, then the radar waves are reflected at the surface of the medium. As long as there is no leak in the inner tube and an inner wall of the outer tube is "dry", radar waves from the close range will not be reflected, but radar waves from other areas of the tube assembly may be reflected, e.g. from a wall of the inner tube. Strictly speaking, the radar waves can also be reflected from the outer tube, e.g. from the outer or an inner wall. However, this can be taken into account in a simple manner, e.g. when calibrating the transmitting device and/or the receiving device. If the inner tube has a leak and the medium from the inner tube thus reaches the close range, the reflected radar waves, in particular from the close range, are reflected by the medium, so that the leak can be detected as a result. It is possible that - e.g. in the case of a large leak - larger quantities of the medium from the inner tube get into the outer tube, so that the location of the reflection can move out of the close range. In such cases, for example, a history of the reflection(s) can be used to detect the leak. The reflected radar waves can be displayed, for example, in the form of a so-called echo curve and/or the locations of the maxima of the echo curve can be detected. As a result, a specific maximum of the echo curve or a specific shape of the echo curve, which is detected from the reflected radar waves, can serve as an indicator of a leak.

Bei den propagierten Radarwellen kann eine Messung der Intensität vorgenommen werden. Dadurch kann, wenn das Medium aus dem inneren Rohr in den unteren Bereich des äußeren Rohrs gelangt, eine bestimmte Abschwächung der propagierten Radarwellen detektiert werden und somit als Indikator eines Lecks dienen. Die Form der Reflexion und die Abschwächung können einzeln oder gleichzeitig gemessen werden. Es können, z.B. aus Gründen der Energieeffizienz, beispielsweise nur die reflektierten Radarwellen oder nur die propagierten Radarwellen gesendet und/oder ausgewertet werden. Beispielsweise können, z.B. im Sinne einer redundanten Messung, sowohl die reflektierten Radarwellen als auch die propagierten Radarwellen gesendet und/oder ausgewertet werden.The intensity of the propagated radar waves can be measured. As a result, when the medium from the inner tube reaches the lower area of the outer tube, a specific weakening of the propagated radar waves can be detected and thus serve as an indicator of a leak. The shape of the reflection and the attenuation can be measured individually or simultaneously. For reasons of energy efficiency, for example, only the reflected radar waves or only the propagated radar waves can be sent and/or evaluated. For example, both the reflected radar waves and the propagated radar waves can be sent and/or evaluated, e.g. in the sense of a redundant measurement.

Die Auswerteeinheit kann nah an der Sendeeinrichtung und/oder der Empfangseinrichtung angeordnet sein und/oder zumindest teilweise, d.h. beispielsweise nur für bestimmte Teilaufgaben, auf einem räumlich getrennten Gerät angeordnet sein, wie z.B. auf einem Server. Die Analyse der Echokurve, d.h. beispielsweise das Feststellen, ob eine Reflexion aus dem Nahbereich vorliegt, und/oder weitere Analysen zur Detektion des Lecks können von der Auswerteeinheit durchgeführt werden. Die Auswerteeinheit kann z.B. als ein Controller ausgeführt sein, der in dem Nahbereich der Sendeeinrichtung angeordnet ist. Die Auswerteeinheit kann einen Teil ihrer Aufgaben - z.B. einzelne Berechnungsschritte - auslagern, z.B. auf einen externen Server, eine Cloud und/oder ein mobiles Gerät. Damit kann vorteilhafterweise der Controller entlastet werden und/oder ein weniger performanter Controller ausgewählt werden, der z.B. weniger Strom verbraucht oder kostengünstiger ist.The evaluation unit can be arranged close to the transmitting device and/or the receiving device and/or at least partially, ie for example only for certain subtasks, can be arranged on a spatially separate device, such as on a server. Analysis of the Echo curve, ie for example determining whether there is a reflection from the close range and/or further analyzes for detecting the leak can be carried out by the evaluation unit. The evaluation unit can be embodied, for example, as a controller that is arranged in the vicinity of the transmission device. The evaluation unit can outsource some of its tasks—eg individual calculation steps—eg to an external server, a cloud and/or a mobile device. In this way, the load on the controller can advantageously be relieved and/or a controller with less performance can be selected which, for example, consumes less power or is more cost-effective.

Durch die Sensorvorrichtung wird vorteilhafterweise eine Bestimmung eines Lecks in einer Rohranordnung vereinfacht. So wird es damit beispielsweise möglich, ein Leck in einem inneren Rohr zu bestimmen, ohne dass ein optischer und/oder invasiver Zugang gelegt werden muss. Insbesondere durch die Verwendung von Radarwellen können sehr präzise bereits geringe Menge an Flüssigkeit und/oder eines anderen Mediums, das durch ein Leck in dem inneren Rohr dringt, detektiert werden. Damit sind hervorragende Voraussetzungen zur schnellen Detektion des Lecks geschaffen. Darüber hinaus kann die Radarsensoreinrichtung sehr robust gestaltet werden, weil derartige Vorrichtungen über einen weiten Temperaturbereich betrieben werden können. Die Robustheit ist auch dadurch gegeben, weil die Radarsensoreinrichtung von dem Medium - das z.B. chemisch aggressiv sein kann - systematisch getrennt sein kann.The sensor device advantageously simplifies the determination of a leak in a pipe arrangement. For example, this makes it possible to determine a leak in an inner tube without having to create an optical and/or invasive access. In particular, by using radar waves, even small amounts of liquid and/or another medium penetrating through a leak in the inner tube can be detected very precisely. This creates excellent conditions for rapid detection of the leak. In addition, the radar sensor device can be designed to be very robust because devices of this type can be operated over a wide temperature range. The robustness is also given because the radar sensor device can be systematically separated from the medium - which can be chemically aggressive, for example.

In einer Ausführungsform sendet die Sendeeinrichtung die Radarwellen im Wesentlichen senkrecht zu der Wandung des äußeren Rohrs aus. Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise einen besonders geringen Energieverbrauch aufweisen, insbesondere wenn nur Reflexionen aus dem Nahbereich ausgewertet werden. Die Reflexionen aus dem Nahbereich weisen eine besonders große Amplitude auf.In one embodiment, the transmitting device emits the radar waves essentially perpendicularly to the wall of the outer tube. This embodiment can advantageously have a particularly low energy consumption, in particular if only reflections from the close range are evaluated. The reflections from the close range have a particularly large amplitude.

In einer Ausführungsform sendet die Sendeeinrichtung die Radarwellen schräg zu der Wandung des äußeren Rohrs aus. Damit können vorteilweise Änderungen in dem Zwischenraum erkannt werden, die zusätzliche Reflexionen verursachen, zum Beispiel Anhaftungen, Verschmutzungen und/oder weitere Änderungen, die sich in einer Rohranordnung im Laufe der Zeit bilden können. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, zur Detektion derartiger Artefakte einen Speicher mit einer Historie der Reflexionen bzw. eine Zeitreihe der Echokurven in einer Speichervorrichtung - z.B. in der Auswerteeinheit - zu speichern.In one embodiment, the transmitting device emits the radar waves at an angle to the wall of the outer tube. This can advantageously be used to detect changes in the gap that cause additional reflections, for example build-up, dirt and/or other changes that can form in a pipe arrangement over time. It can also be advantageous to store a memory with a history of the reflections or a time series of the echo curves in a storage device—e.g. in the evaluation unit—for the detection of such artefacts.

In einer Ausführungsform werden die reflektierten Radarwellen aus einem Nahbereich der Sendeeinrichtung reflektiert. Reflexionen aus dem Nahbereich von Radarsendern zeichnen sich durch eine besonders hohe Intensität aus. Wegen der geringen Laufzeit der reflektierten Radarwellen kann allerdings die Detektion eines - durch das Medium - neu entstehenden Maximums schwierig sein. Dies kann beispielsweise durch eine bestimmte Beabstandung der Sendeeinrichtung, insbesondere der Sendeantenne, berücksichtigt werden, und/oder durch eine Messung der Gesamtintensität der reflektierten Radarwellen. Es kann zum Beispiel eine höhere Gesamtintensität der reflektierten Radarwellen detektiert werden, wenn ein zusätzliches Reflexionssignal - z.B. von der Oberfläche des Mediums - detektiert wird. In zumindest einigen Fällen kann eine höchstmögliche Frequenz verwendet werden, um damit das technisch bestmögliche Ortsauflösungsvermögen zu erhalten. Das technisch bestmögliche Ortsauflösungsvermögen kann von der Verfügbarkeit von Hardware und/oder Software abhängig sein, z.B. von der Verfügbarkeit von Radarchips eines bestimmten Frequenzbereichs und/oder von verfügbarer Auswertesoftware.In one embodiment, the reflected radar waves are reflected from a close range of the transmission device. Reflections from the close range of radar transmitters are characterized by a particularly high intensity. Due to the short propagation time of the reflected radar waves, however, it can be difficult to detect a new maximum that is created by the medium. This can be taken into account, for example, by a specific spacing of the transmission device, in particular the transmission antenna, and/or by measuring the total intensity of the reflected radar waves. For example, a higher total intensity of the reflected radar waves can be detected if an additional reflection signal - e.g. from the surface of the medium - is detected. In at least some cases, a highest possible frequency can be used in order to obtain the technically best possible spatial resolution. The technically best possible spatial resolution can depend on the availability of hardware and/or software, e.g. on the availability of radar chips in a specific frequency range and/or on available evaluation software.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Nahbereich der Sendeeinrichtung zwischen 1 mm und 200 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 50 mm, beispielweise zwischen 6 mm und 20 mm, von der Sendeeinrichtung entfernt. Der Nahbereich kann von dem gewählten Frequenzbereich abhängig sein. Der Nahbereich kann an Spezifika der Radarsensorik angepasst sein; beispielsweise können zumindest einige Radarsensoren nur Reflexionen ab einer bestimmten Entfernung von dem Radarsensor korrekt erfassen. Der Nahbereich kann durch ein Antennenrauschen bestimmt sein, das insbesondere in dem Nahbereich die Auswertung stören kann.According to one embodiment, the close range of the transmission device is between 1 mm and 200 mm, in particular between 3 mm and 50 mm, for example between 6 mm and 20 mm, away from the transmission device. The close range can depend on the selected frequency range. The close range can be adapted to the specifics of the radar sensor system; for example, at least some radar sensors can only correctly detect reflections from a certain distance from the radar sensor. The close range can be determined by antenna noise, which can disrupt the evaluation, particularly in the close range.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Radarsensoreinrichtung eine Antenne, insbesondere eine Hornantenne und/oder eine Planarantenne. Die Antenne kann als Antennenanordnung - z.B. in Form eines Antennenarrays - gestaltet sein. Die Gestaltung der Antenne kann auf die Form, das Material und/oder auf andere Spezifika der Rohranordnung abgestimmt sein.According to one specific embodiment, the radar sensor device includes an antenna, in particular a horn antenna and/or a planar antenna. The antenna can be designed as an antenna arrangement - e.g. in the form of an antenna array. The design of the antenna may be tailored to the shape, material, and/or other specifics of the tubing assembly.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Antenne der Sendeeinrichtung mit der Empfangseinrichtung identisch, d.h. die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung verwenden dieselbe Antenne. Die Signaltrennung zwischen gesendeten Signal und empfangenen Signal kann dabei z.B. mittels eines Zirkulators realisiert sein. Diese Ausführungsform kann vorteilhafterweise zu einem besonders einfachen und/oder genauen Empfang der Reflexionen beitragen und/oder die Radarsensoreinrichtung besonders kostengünstig gestalten.According to one embodiment, the antenna of the transmitting device is identical to that of the receiving device, i.e. the transmitting device and the receiving device use the same antenna. The signal separation between the transmitted signal and the received signal can be implemented using a circulator, for example. This embodiment can advantageously contribute to a particularly simple and/or precise reception of the reflections and/or make the radar sensor device particularly cost-effective.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung eine Energiequelle zur Energieversorgung der Sendeeinrichtung, Empfangseinrichtung und/oder der Auswerteeinheit auf. Die Energiequelle kann beispielsweise als eine Batterie, als ein Akkumulator und/oder eine Solarzelle ausgeführt sein. Dadurch kann die Radarsensoreinrichtung als ein autarkes Messgerät aufgebaut werden.According to one specific embodiment, the radar sensor device has an energy source for supplying energy to the transmitting device, receiving device and/or the evaluation unit. The energy source can be a battery, an accumulator and/or a solar cell, for example. As a result, the radar sensor device can be constructed as a self-sufficient measuring device.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung ein Funkmodul auf, wobei das Funkmodul eine WLAN Schnittstelle, eine LoRa (Low Energy Radar) Schnittstelle, eine Bluetooth-Schnittstelle und/oder eine andere drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweist. Ein Funkmodul kann dazu beitragen, den informationstechnischen Anschluss der Radarsensoreinrichtung z.B. an einen Serviceautomaten und/oder eine zentrale Stelle zu vereinfachen. Weiterhin kann dies als eine Komponente eines autarke Messgeräts gestaltet sein.According to one embodiment, the radar sensor device has a radio module, the radio module having a WLAN interface, a LoRa (Low Energy Radar) interface, a Bluetooth interface and/or another wireless communication interface. A radio module can contribute to simplifying the information technology connection of the radar sensor device, e.g. to a service machine and/or a central location. Furthermore, this can be designed as a component of an autonomous measuring device.

In einer Ausführungsform ist die Radarsensoreinrichtung leitungsgebunden ausgeführt. Dies kann zum Beispiel die Energieversorgung vereinfachen. Bei zumindest einigen Radarsensoreinrichtung kann auch die Reaktionszeit verringert sein, da mehr Energie zur Verfügung steht.In one embodiment, the radar sensor device is wired. This can simplify the energy supply, for example. In the case of at least some radar sensor devices, the response time can also be reduced since more energy is available.

In einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung ein Impedanzanpassungselement auf. Das Impedanzanpassungselement kann z.B. zwischen der Wandung des äußeren Rohrs und der Sendeeinrichtung und/oder Empfangseinrichtung angeordnet sein. Das Impedanzanpassungselement kann z.B. aus einem Kunststoffmaterial ausgeführt sein. Das Kunststoffmaterial kann z.B. z.B. antennenähnliche Eigenschaften aufweisen, wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyetheretherketon (PEEK) und/oder weitere derartige Materialien aufweisen oder aus diesen Materialen bestehen. Diese Ausführungsform kann z.B. zu einer besseren Einkopplung der Radarwellen in die Rohranordnung, insbesondere in das äußere Rohr, führen. Damit kann das sog. Antennenklingeln reduziert werden, d.h. es kann dazu beitragen, störende Reflexionen mit besonders hoher Amplitude zu reduzieren, und/oder die Sendeleistung zu reduzieren. Es kann zur Reduktion von Reflektionen von der Wandung führen, und es kann genauere Messungen und/oder ein genaueres Einrichten der Radarsensoreinrichtung bzw. der Antennen ermöglichen.In one embodiment, the radar sensor device has an impedance matching element. The impedance matching element can be arranged, for example, between the wall of the outer tube and the transmitting device and/or receiving device. The impedance matching element can be made of a plastic material, for example. The plastic material can, for example, have antenna-like properties, such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyetheretherketone (PEEK) and/or other such materials or consist of these materials. This embodiment can, for example, lead to better coupling of the radar waves into the tube arrangement, in particular into the outer tube. This can reduce what is known as antenna ringing, i.e. it can help to reduce disruptive reflections with particularly high amplitudes and/or reduce the transmission power. It can lead to a reduction in reflections from the wall, and it can enable more precise measurements and/or a more precise setup of the radar sensor device or the antennas.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung ein Befestigungselement auf. Das Befestigungselement ist zwischen der Wandung des äußeren Rohrs und der Sendeeinrichtung und/oder der Empfangseinrichtung angeordnet. Das Befestigungselement kann parallel zu dem Impedanzanpassungselement angeordnet und/oder das Impedanzanpassungselement kann Teil des Befestigungselements sein. Es kann ein korrespondierendes Befestigungselement an einem Gehäuse geben. Damit kann die Sensorvorrichtung z.B. in einfacher Weise an der Außenwandung angeordnet sein, z.B. durch Kleben, mittels eines Hakens, durch eine Anordnung zwischen dem Außenrohr und einem Boden und/oder auf andere Weise.According to one specific embodiment, the radar sensor device has a fastening element. The fastening element is arranged between the wall of the outer tube and the transmitting device and/or the receiving device. The fastening element can be arranged parallel to the impedance matching element and/or the impedance matching element can be part of the fastening element. There may be a corresponding fastener on a housing. The sensor device can thus be arranged in a simple manner on the outer wall, for example by gluing, by means of a hook, by being arranged between the outer tube and a floor and/or in some other way.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung ein Gehäuse auf, beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus Metall. Die Empfangseinrichtung, die Sendeeinrichtung, die Auswerteeinheit, die Energiequelle und/oder das Funkmodul können in dem Gehäuse angeordnet sein. Dadurch kann die Sensorvorrichtung sehr robust ausgelegt werden, sowohl mechanisch robust als auch robust gegenüber Störungen. Das Gehäuse kann ferner zu einer einfacheren und/oder schnelleren Befestigung der Radarsensoreinrichtung beitragen. Beispielsweise kann das Gehäuse Befestigungsmittel aufweisen. Die Befestigungsmittel können z.B. Mittel zum Kleben, Schrauben, Klipsen, etc. aufweisen. Die Befestigungsmittel können mit dem Befestigungselement und/oder anderen Befestigungsmitteln an und/oder in dem äußeren Rohr korrespondieren.According to one specific embodiment, the radar sensor device has a housing made of plastic and/or metal, for example. The receiving device, the transmitting device, the evaluation unit, the energy source and/or the radio module can be arranged in the housing. As a result, the sensor device can be designed to be very robust, both mechanically robust and robust to disturbances. The housing can also contribute to a simpler and/or quicker attachment of the radar sensor device. For example, the housing can have fastening means. The fastening means can include means for gluing, screwing, clips, etc., for example. The fastening means can correspond to the fastening element and/or other fastening means on and/or in the outer tube.

In einer Ausführungsform ist das Gehäuse wasserdicht und/oder staubdicht gestaltet. Damit kann z.B. die im Inneren befindliche Elektronik geschützt werden. Dies kann insbesondere die Radarsensoreinrichtung für einen Einsatz in Umgebungen mit erhöhten Anforderungen an die Robustheit - beispielsweise für einen Outdooreinsatz und/oder zur Erfüllung bestimmter Spezifikationen - ertüchtigen.In one embodiment, the housing is designed to be waterproof and/or dustproof. This can be used to protect the electronics inside, for example. In particular, this can upgrade the radar sensor device for use in environments with increased robustness requirements—for example, for outdoor use and/or to meet certain specifications.

In einer Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung eine weitere Sendeeinrichtung auf, die an oder in einer Wandung in einem oberen Bereich des äußeren Rohrs angeordnet ist. Die weitere Sendeeinrichtung ist zur Aussendung von Radarwellen in Richtung des inneren Rohrs der Rohranordnung eingerichtet. Ferner weist die Radarsensoreinrichtung eine weitere Empfangseinrichtung auf, die an oder in einer Wandung des äußeren Rohrs angeordnet ist. Die weitere Empfangseinrichtung kann z.B. Teil der (ersten) Empfangseinrichtung sein. Die weitere Empfangseinrichtung ist zur Empfang von reflektierten Radarwellen aus der Rohranordnung eingerichtet. Die Radarsensoreinrichtung weist eine weitere Auswerteeinheit auf. Die weitere Auswerteeinheit kann z.B. Teil der (ersten) Auswerteeinheit sein. Die weitere Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet, die reflektierten Radarwellen aus dem inneren Rohr zu detektieren, die von dem Medium aus dem inneren Rohr reflektiert werden. Damit kann diese Ausführungsform vorteilhafterweise z.B. zur Detektion eines Füllstands des Mediums in dem inneren Rohr verwendet werden und so eine weitere Information liefern, die beispielsweise auf ein Leck an einer anderen Stelle und/oder auf eine andere Ursache für ein Trockenlaufen des Rohrs schließen lassen. Damit kann mittels der Sensorvorrichtung ein Trockenlaufschutz für das innere Rohr realisiert werden. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Vorrichtung zum Einsatz in schwer zugänglichen Gebieten vorgesehen ist.In one embodiment, the radar sensor device has a further transmission device, which is arranged on or in a wall in an upper area of the outer tube. The additional transmission device is set up to emit radar waves in the direction of the inner tube of the tube arrangement. Furthermore, the radar sensor device has a further receiving device, which is arranged on or in a wall of the outer tube. The additional receiving device can be part of the (first) receiving device, for example. The further receiving device is set up to receive reflected radar waves from the tube arrangement. The radar sensor device has a further evaluation unit. The additional evaluation unit can be part of the (first) evaluation unit, for example. The additional evaluation unit is set up to detect the reflected radar waves from the inner tube, which are reflected from the medium from the inner tube. Thus, this embodiment can advantageously, for example, to detect a level of the medium in the inner pipe can be used and thus provide further information that can be concluded, for example, on a leak at another point and / or on another cause of the pipe running dry. Dry running protection for the inner tube can thus be implemented by means of the sensor device. This can be particularly advantageous if the device is intended for use in areas that are difficult to access.

Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung einer Radarsensoreinrichtung wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zum Bestimmen eines Lecks und/oder zum Bestimmen eines Leerlaufens eines inneren Rohrs einer Rohranordnung, wobei das innere Rohr zum Führen eines Mediums eingerichtet ist.A further aspect relates to the use of a radar sensor device as described above and/or below to determine a leak and/or to determine that an inner pipe of a pipe arrangement is empty, the inner pipe being set up to carry a medium.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Lecks in einer Rohranordnung. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

Bereitstellen des inneren Rohrs (22), wobei das innere Rohr (22) zum Führen eines Mediums (40) eingerichtet ist;
Bereitstellen des äußeren Rohrs (24), wobei das äußere Rohr das innere Rohr (22) zumindest abschnittsweise umgibt und wobei ein Zwischenraum (29) zwischen dem inneren Rohr (22) und dem äußeren Rohr (24) angeordnet ist;
Anordnen einer Radarsensoreinrichtung (10) wie oben und/oder nachfolgend beschrieben an oder in einer äußeren Wandung (27) des äußeren Rohrs (24);
Senden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung (20) und/oder in die Rohranordnung (20), zum Reflektieren von einer Oberfläche des Mediums (40) und/oder zum Propagieren durch das Medium (40);
Empfangen von Radarwellen aus der Rohranordnung (20); und
Wenn die empfangenen Radarwellen aus dem äußeren Rohr (24) von dem Medium (40) reflektiert werden und/oder die propagierten Radarwellen durch das Medium (40) abgeschwächt werden, ausgeben eines Signals.

Another aspect relates to a method for determining a leak in a pipe assembly. The procedure has the following steps:

Providing the inner tube (22), wherein the inner tube (22) is designed to carry a medium (40);
Providing the outer tube (24), wherein the outer tube at least partially surrounds the inner tube (22) and wherein an intermediate space (29) is arranged between the inner tube (22) and the outer tube (24);
Arranging a radar sensor device (10) as described above and/or below on or in an outer wall (27) of the outer tube (24);
transmitting radar waves toward the tubing array (20) and/or into the tubing array (20), to reflect off a surface of the medium (40) and/or to propagate through the medium (40);
receiving radar waves from the tubing string (20); and
When the received radar waves from the outer tube (24) are reflected by the medium (40) and/or the propagated radar waves are attenuated by the medium (40), outputting a signal.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einem Prozessor und/oder einer Auswerteeinheit einer Radarsensoreinrichtung ausgeführt wird, die Radarsensoreinrichtung anweist, das oben und/oder nachfolgend beschriebene Verfahren durchzuführen.A further aspect relates to a program element which, when it is executed on a processor and/or an evaluation unit of a radar sensor device, instructs the radar sensor device to carry out the method described above and/or below.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das genannte Programmelement gespeichert ist.A further aspect relates to a computer-readable medium on which said program element is stored.

Figurenlistecharacter list

Dabei zeigt:

1a schematisch eine Rohranordnung ohne Leck mit einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform in einem Querschnitt;
1b schematisch eine Rohranordnung mit einem Leck mit einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform in einem Querschnitt;
2 schematisch ein Blockschaltbild einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
3a schematisch eine Rohranordnung mit zwei Radarsensoreinrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt;
3b schematisch eine Rohranordnung mit zwei Radarsensoreinrichtungen gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt;
4a schematisch eine Rohranordnung mit einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer weitere Ausführungsform in einem Querschnitt;
4b schematisch eine Rohranordnung mit einer weiteren Radarsensoreinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform in einem Querschnitt;
5a schematisch eine erste Echokurve von einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
5b schematisch eine zweite Echokurve von einer Radarsensoreinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
6 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform.

It shows:

1a schematically a pipe arrangement without a leak with a radar sensor device according to an embodiment in a cross section;
1b schematically a pipe arrangement with a leak with a radar sensor device according to an embodiment in a cross section;
2 schematically a block diagram of a radar sensor device according to an embodiment;
3a schematically a tube arrangement with two radar sensor devices according to a further embodiment in a cross section;
3b schematically a tube arrangement with two radar sensor devices according to a further embodiment in a cross section;
4a schematically a pipe arrangement with a radar sensor device according to a further embodiment in a cross section;
4b schematically a pipe arrangement with a further radar sensor device according to a further embodiment in a cross section;
5a schematically a first echo curve from a radar sensor device according to an embodiment;
5b schematically a second echo curve from a radar sensor device according to an embodiment;
6 FIG. 12 is a flowchart showing a method according to an embodiment.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

1a zeigt schematisch eine Querschnittansicht einer Radarsensoreinrichtung 10 zur Bestimmung eines Lecks 15 eines inneren Rohrs 22 einer Rohranordnung 20. Das Leck 15 ist gestrichelt gezeichnet, um deutlich zu machen, dass das hier gezeigte Rohr noch kein Leck aufweist. Die Rohranordnung 20 weist das innere Rohr 22 und das äußere Rohr 24 auf, die hier konzentrisch angeordnet sind. Das innere Rohr 22 ist zum Führen eines Mediums 40 eingerichtet. Das äußere Rohr 24 umgibt das innere Rohr 22 zumindest abschnittsweise vollständig. Ein Zwischenraum 29 ist zwischen dem inneren Rohr 22 und dem äußeren Rohr 24 angeordnet. Der Zwischenraum 29 kann z.B. mit Luft und/oder einem anderen Fluid oder Medium ausgefüllt sein. 1a 1 schematically shows a cross-sectional view of a radar sensor device 10 for determining a leak 15 in an inner tube 22 of a tube arrangement 20. The leak 15 is drawn in dashed lines to make it clear that the tube shown here does not yet have a leak. The tube assembly 20 includes the inner tube 22 and the outer tube 24, here arranged concentrically. The inner tube 22 is designed to carry a medium 40 . The outer tube 24 completely surrounds the inner tube 22 at least in sections. A gap 29 is arranged between the inner tube 22 and the outer tube 24 . The intermediate space 29 can be filled with air and/or another fluid or medium, for example.

Die Radarsensoreinrichtung 10 weist eine Sendeeinrichtung 30a und eine Empfangseinrichtung 30b auf, die in einem Gehäuse 90 angeordnet sind. Die Sendeeinrichtung 30a und die Empfangseinrichtung 30b weisen eine gemeinsame Antenne 32 auf, die in Form einer Hornantenne schematisch dargestellt ist. Die Antenne 32 kann auch eine andere Form aufweisen, sie kann z.B. als Planarantenne, als Antennenarray und/oder als andere Antenne zum Senden und/oder Empfangen von Radarwellen gestaltet sein. Das Gehäuse 90 ist an oder in einer Wandung 27 und des äußeren Rohrs 24 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Sendeeinrichtung 30a und die Empfangseinrichtung 30b in einem unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 angeordnet. Die Sendeeinrichtung 30a sendet die Radarwellen 70 senkrecht in Richtung der Rohranordnung und die Radarwellen 70 werden an dem inneren Rohr 22 - bzw. an dessen Wandung - reflektiert. Die Radarwellen 70 werden von der gemeinsamen Antenne 32 empfangen und (z.B. mittels eines Zirkulators) an die Empfangseinrichtung 30b und die Auswerteeinheit 50 weitergeleitet. Die Auswerteeinheit 50 kann z.B. als ein Controller ausgeführt sein, der in dem Gehäuse 90 angeordnet ist. Die Auswerteeinheit 50 analysiert die reflektierten Radarwellen 70, erstellt beispielsweise eine Echokurve und kann z.B. ein Signal ausgeben, wenn eine Reflexion aus einem Nahbereich 18 detektiert wird. Da in dem gezeigten Ausführungsbeispiel noch kein Medium 40 aus dem inneren Rohr 22 ausgelaufen ist - d.h. es gibt noch kein Leck 15 (gestrichelt dargestellt) -, werden keine Radarwellen 70 aus einem Nahbereich 18 detektiert. Diese Situation kann in einer Echokurve dargestellt werden, wie sie z.B. in 5a gezeigt ist.The radar sensor device 10 has a transmitting device 30a and a receiving device 30b which are arranged in a housing 90 . The transmitting device 30a and the receiving device 30b have a common antenna 32, which is shown schematically in the form of a horn antenna. The antenna 32 can also have another form, for example it can be designed as a planar antenna, as an antenna array and/or as another antenna for transmitting and/or receiving radar waves. The housing 90 is arranged on or in a wall 27 and the outer tube 24 . In this embodiment, the transmitting device 30a and the receiving device 30b are arranged in a lower area 25 of the outer tube 24 . The transmitting device 30a transmits the radar waves 70 perpendicularly in the direction of the tube arrangement and the radar waves 70 are reflected on the inner tube 22—or on its wall. The radar waves 70 are received by the common antenna 32 and forwarded to the receiving device 30b and the evaluation unit 50 (for example by means of a circulator). The evaluation unit 50 can be embodied as a controller, for example, which is arranged in the housing 90 . The evaluation unit 50 analyzes the reflected radar waves 70, creates an echo curve, for example, and can, for example, output a signal if a reflection from a close range 18 is detected. Since in the exemplary embodiment shown no medium 40 has yet leaked out of the inner tube 22 - ie there is still no leak 15 (shown in broken lines) - no radar waves 70 from a close range 18 are detected. This situation can be represented in an echo curve, such as that shown in 5a is shown.

1b zeigt schematisch eine Rohranordnung 20 mit einem Leck 15 und mit einer Radarsensoreinrichtung 10 gemäß einer Ausführungsform in einem Querschnitt. Gleiche Bezugszeichen wie in 1a zeigen gleiche oder ähnliche Elemente. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das innere Rohr 22 das Leck 15 auf, so dass ein Teil des Mediums 40 aus dem inneren Rohr 22 in den Zwischenraum 29, d.h. in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in den unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24, gelangt. Der untere Bereich 25 kann sich zumindest teilweise mit dem Nahbereich 18 der Sendeeinrichtung 30a überschneiden. In dieser Situation wird ein Teil der Radarwellen 70 an einer Trennfläche des Mediums 40 in dem Nahbereich 18 reflektiert. Dieser Teil der reflektierten Radarwellen 70 kann eine besonders hohe Amplitude aufweisen. Ein anderer Teil der Radarwellen 70 kann z.B. an dem inneren Rohr 22 - bzw. an dessen Wandung - reflektiert werden. In dieser Situation kann sich eine Echokurve ergeben, wie sie z.B. in 5b gezeigt ist. Durch Detektieren eines Maximums der Echokurve, das dem unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 zugeordnet werden kann, kann also das Leck 15 detektiert werden. 1b shows schematically a pipe arrangement 20 with a leak 15 and with a radar sensor device 10 according to an embodiment in a cross section. Same reference numbers as in 1a show the same or similar elements. In the embodiment shown, the inner tube 22 has the leak 15 so that part of the medium 40 from the inner tube 22 enters the intermediate space 29, ie in the embodiment shown in the lower region 25 of the outer tube 24. The lower area 25 can at least partially overlap with the near area 18 of the transmission device 30a. In this situation, a part of the radar waves 70 is reflected at an interface of the medium 40 in the close range 18 . This part of the reflected radar waves 70 can have a particularly high amplitude. Another part of the radar waves 70 can, for example, be reflected on the inner tube 22 - or on its wall. In this situation, an echo curve can result, such as that shown in 5b is shown. The leak 15 can thus be detected by detecting a maximum of the echo curve which can be assigned to the lower region 25 of the outer tube 24 .

Die Sendeeinrichtung 30a und die Empfangseinrichtung 30b können in einem Gehäuse 90 angeordnet sein. 2 zeigt schematisch das Gehäuse 90, in dem die Sendeeinrichtung 30a, die Empfangseinrichtung 30b, eine gemeinsame Antenne 32, eine Auswerteeinheit 50, ein Funkmodul 60 und eine Energiequelle 80 angeordnet sind. Das Gehäuse 90 kann z.B. aus Kunststoff und/oder Metall bestehen und z.B. besonders stabil und/oder korrosionsfest ausgelegt sein und/oder wasserdicht und/oder staubdicht gestaltet sein. Das Gehäuse 90 kann Befestigungsmittel aufweisen (nicht dargestellt), die mit Befestigungsmitteln an und/oder in dem äußeren Rohr 24 oder der Wandung 27 korrespondieren können. Die Befestigungsmittel können z.B. Mittel zum Kleben, Schrauben, etc. aufweisen. Das Funkmodul 60 kann z.B. eine WLAN- oder Low Energy Radar-Schnittstelle (LoRa) und/oder eine andere Funkschnittstelle aufweisen. Die Energiequelle 80 kann z.B. als eine Batterie, ein Akkumulator oder als eine Solarzelle ausgeführt sein. In der gezeigten Ausführungsform kann die Radarsensoreinrichtung 10 als ein autarkes Gerät ausgeführt sein.The transmitting device 30a and the receiving device 30b can be arranged in a housing 90 . 2 shows schematically the housing 90 in which the transmitting device 30a, the receiving device 30b, a common antenna 32, an evaluation unit 50, a radio module 60 and an energy source 80 are arranged. The housing 90 can be made of plastic and/or metal, for example, and can be designed to be particularly stable and/or corrosion-resistant and/or watertight and/or dustproof. The housing 90 can have fastening means (not shown) which can correspond to fastening means on and/or in the outer tube 24 or the wall 27 . The fastening means can have means for gluing, screwing, etc., for example. The radio module 60 can have a WLAN or low energy radar interface (LoRa) and/or another radio interface, for example. The energy source 80 can be designed, for example, as a battery, an accumulator or as a solar cell. In the embodiment shown, the radar sensor device 10 can be designed as a self-sufficient device.

3a zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Radarsensoreinrichtung 10. In dieser Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung 10 eine Sendeantenne 32a auf, die zur Abstrahlung der Radarwellen 70 eingerichtet ist, sowie eine weitere Antenne 32b, die als Empfangsantenne fungiert und zum Empfang der reflektierten Radarwellen eingerichtet ist. Die Sendeantenne 32a und die Empfangsantenne 32b sind in einem gemeinsamen Gehäuse 90 und an oder in der Wandung 27 angeordnet. Dabei können die von der Trennfläche des Mediums 40 in dem Nahbereich 18 reflektierten Radarwellen 71 eine größere Amplitude aufweisen als die Radarwellen 72, die an dem inneren Rohr 22 - bzw. an dessen Wandung - reflektiert werden. 3a 1 schematically shows a further embodiment of a radar sensor device 10. In this embodiment, the radar sensor device 10 has a transmitting antenna 32a, which is set up to radiate the radar waves 70, and a further antenna 32b, which acts as a receiving antenna and is set up to receive the reflected radar waves. The transmitting antenna 32a and the receiving antenna 32b are arranged in a common housing 90 and on or in the wall 27 . The radar waves 71 reflected by the interface of the medium 40 in the near area 18 can have a greater amplitude than the radar waves 72 which are reflected on the inner tube 22 - or on its wall.

3b zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform einer Radarsensoreinrichtung 10. In dieser Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung 10 eine Sendeeinrichtung 30a auf, die Radarwellen 70 schräg zur Wandung 27 des äußeren Rohrs 24 aussendet. Die Sendeeinrichtung 30a kann als Sendeantenne 32a z.B. eine Hornantenne aufweisen. Die Senderichtung der Sendeantenne 32a kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass die Radarwellen 70 auf einen unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 gerichtet sind und durch den unteren Bereich 25 propagiert werden. Die Empfangseinrichtung 30b kann beispielsweise gegenüber der Sendeeinrichtung 30a angeordnet sein. Wenn sich im Falle eines Lecks 15 das Medium 40 in dem unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 ansammelt, werden die Radarwellen 70 durch das Medium abgeschwächt. Auf dieser Basis kann eine Leckagedetektion des inneren Rohrs 22 durchgeführt werden. Darüber hinaus kann eine derartige Anordnung genutzt werden, um zum Beispiel Anhaftungen, Verschmutzungen, etc. an der Innenwand des äußeren Rohrs 24 zu erkennen. 3b shows a further embodiment of a radar sensor device 10. In this embodiment, the radar sensor device 10 has a transmission device 30a, which transmits radar waves 70 at an angle to the wall 27 of the outer tube 24. The transmitting device 30a can have, for example, a horn antenna as the transmitting antenna 32a. The transmission direction of the transmission antenna 32a can be designed, for example, such that the radar waves 70 are directed onto a lower area 25 of the outer tube 24 and are propagated through the lower area 25 . The receiving device 30b can be arranged opposite the transmitting device 30a, for example. If, in the case of a leak 15, the medium 40 accumulates in the lower portion 25 of the outer tube 24, the radar waves 70 are attenuated by the medium. On this basis, a leak detection of the inner tube 22 can be performed. In addition, such an arrangement can be used, for example, to detect buildup, dirt, etc. on the inner wall of the outer tube 24 .

Die Sendeeinrichtung 30a und die Empfangseinrichtung 30b können in getrennten Gehäusen 90a bzw. 90b angeordnet sein. Die Gehäuse 90a bzw. 90b können mittels einer elektrischen Verbindung 35 verbunden sein. Die elektrische Verbindung 35 kann zur Kommunikation zwischen der Sendeeinrichtung 30a und die Empfangseinrichtung 30b genutzt werden, und/oder zur Übertragung von Energie zwischen diesen Elementen. In zumindest einigen Fällen kann damit die Energieversorgung, die Verteilung von Rechenleistung und/oder die (z.B. drahtlose) Kommunikation optimiert werden.The transmitting device 30a and the receiving device 30b can be arranged in separate housings 90a and 90b, respectively. The housings 90a and 90b can be connected by means of an electrical connection 35 . The electrical connection 35 can be used for communication between the transmitting device 30a and the receiving device 30b and/or for the transmission of energy between these elements. In at least some cases, this can be used to optimize the energy supply, the distribution of computing power and/or (e.g. wireless) communication.

4a zeigt schematisch eine weitere Ausführungsform. In dieser Ausführungsform weist die Radarsensoreinrichtung 10 - zusätzlich zu der Sendeeinrichtung 30a und der Empfangseinrichtung 30b (siehe z.B. die vorherigen Figuren) - eine weitere Sendeeinrichtung 31a auf, die an oder in einer Wandung 27 in einem oberen Bereich des äußeren Rohrs 24 angeordnet ist. Die weitere Sendeeinrichtung 31a ist zur Aussendung von Radarwellen in Richtung des inneren Rohrs 22 der Rohranordnung 20 eingerichtet. In dieser Ausführungsform wird die Antenne 33 zur Abstrahlung und zum Empfang der Radarwellen verwendet. Ferner weist die Radarsensoreinrichtung 10 eine weitere Empfangseinrichtung 31b auf, die an oder in einer Wandung 27 des äußeren Rohrs 24 angeordnet ist. Die weitere Empfangseinrichtung 31b ist zur Empfang von reflektierten Radarwellen aus der Rohranordnung 20, insbesondere aus dem inneren Rohr 22 bzw. von der Oberfläche des Mediums 40 in dem inneren Rohr 22, eingerichtet. Die Radarsensoreinrichtung 10 weist eine weitere Auswerteeinheit 51 zur Auswertung der Radarwellen auf, die von Empfangseinrichtung 30b empfangen werden. Das Gerät 52 kann Teile der Auswerteeinheiten 50 und 51 enthalten und/oder Komponenten, die zur gemeinsamen Auswertung und/oder zur Koordination der Auswerteeinheiten 50 und 51 eingerichtet sind. Das Gerät 52 kann eine Energiequelle und/oder ein Funkmodul mit einer Kommunikationsantenne 65 aufweisen. Durch die Kombination der Auswerteeinheiten 50 und 51 kann beispielsweise eine Kombination von Leckagedetektion und Trockenlaufschutz des inneren Rohrs 22 realisiert werden. 4a shows schematically another embodiment. In this embodiment, radar sensor device 10 has—in addition to transmitting device 30a and receiving device 30b (see, for example, the previous figures)—a further transmitting device 31a, which is arranged on or in a wall 27 in an upper region of outer tube 24. The further transmission device 31a is set up to emit radar waves in the direction of the inner tube 22 of the tube arrangement 20 . In this embodiment, the antenna 33 is used for radiating and receiving the radar waves. Furthermore, the radar sensor device 10 has a further receiving device 31b which is arranged on or in a wall 27 of the outer tube 24 . The further receiving device 31b is set up to receive reflected radar waves from the tube arrangement 20, in particular from the inner tube 22 or from the surface of the medium 40 in the inner tube 22. The radar sensor device 10 has a further evaluation unit 51 for evaluating the radar waves that are received by the receiving device 30b. The device 52 can contain parts of the evaluation units 50 and 51 and/or components that are set up for joint evaluation and/or for the coordination of the evaluation units 50 and 51 . The device 52 can have an energy source and/or a radio module with a communication antenna 65 . By combining the evaluation units 50 and 51, a combination of leakage detection and protection against dry running of the inner tube 22 can be implemented, for example.

4b unterscheidet sich von 4a durch getrennte Sendeantenne(n) 32a und Empfangsantenne(n) 32b. Ansonsten bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie 4a gleiche oder ähnliche Elemente. 4b differs from 4a by separate transmit antenna(s) 32a and receive antenna(s) 32b. Otherwise designate the same reference symbols as 4a same or similar elements.

5a zeigt schematisch eine Echokurve 200. Bei einer Echokurve wird die Intensität oder Amplitude A der reflektierten Signale (y-Achse) über der errechneten Entfernung d (x-Achse) angetragen. Die Auswerteeinheit 50 (siehe dazu z.B. die vorherigen Figuren) setzt die empfangenen Signale in die Echokurve 200 um, welche die Stärke der reflektierten Signale in Abhängigkeit von deren Laufzeit zeigt; dabei ist die Laufzeit proportional zur Entfernung. Ein erstes Maximum 210 entspricht einer Reflexion des Sendesignals z.B. von der Wandung 27 des äußeren Rohrs 24. Das Maximum 210 kann z.B. „immer“ gemessen werden, und es enthält aus diesem Grund auch keine Information über den Zustand des Lecks im inneren Rohr 22. Ferner weist die Echokurve 200 ein weiteres Maximum auf, das z.B. von einer Wandung der inneren Rohrs 22 reflektiert wird. Die Echokurve 200 kann z.B. gemessen werden, wenn sich kein Medium in dem äußeren Rohr 24 befindet, beispielsweise wenn das innere Rohr 22 kein Leck 15 aufweist. 5a 1 shows an echo curve 200 schematically. In the case of an echo curve, the intensity or amplitude A of the reflected signals (y-axis) is plotted against the calculated distance d (x-axis). The evaluation unit 50 (see, for example, the previous figures) converts the received signals into the echo curve 200, which shows the strength of the reflected signals as a function of their propagation time; the transit time is proportional to the distance. A first maximum 210 corresponds to a reflection of the transmission signal, for example from the wall 27 of the outer tube 24. The maximum 210 can be measured “always”, for example, and for this reason it contains no information about the state of the leak in the inner tube 22 the echo curve 200 has a further maximum which is reflected by a wall of the inner tube 22, for example. The echo curve 200 can be measured, for example, when there is no medium in the outer tube 24, for example when the inner tube 22 has no leak 15.

5b zeigt schematisch eine weitere Echokurve 300. Die Echokurve 300 weist neben dem Maximum 330 - das z.B. von einer Wandung der inneren Rohrs 22 reflektiert wird - ein weiteres Maximum 320 auf. Dies kann z.B. von einer Reflexion aus einem Nahbereich der Sendeeinrichtung bzw. der Sendeantenne verursacht sein und weist eine hohe Amplitude A und eine kurze Entfernung d auf. Dies kann ein Indikator sein, dass ein Medium 40 aus dem inneren Rohr 22 in den unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 gelangt ist. 5b shows a further echo curve 300 schematically. The echo curve 300 has a further maximum 320 in addition to the maximum 330--which is reflected, for example, by a wall of the inner tube 22. FIG. This can be caused, for example, by a reflection from a close range of the transmitting device or the transmitting antenna and has a high amplitude A and a short distance d. This can be an indicator that a medium 40 has entered the lower region 25 of the outer tube 24 from the inner tube 22 .

6 zeigt ein Flussdiagramm 100 eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform. In einem Schritt 101 wird ein inneres Rohr 22 (siehe 1a und/oder weitere Figuren) bereitgestellt, das zum Führen eines Fluides eingerichtet ist. In einem Schritt 102 wird ein äußeres Rohr 24 bereitgestellt, dass das innere Rohr 22 zumindest abschnittweise vollständig umgibt. Dabei ist ein Zwischenraum 29 zwischen dem inneren Rohr 22 und dem äußeren Rohr 24 angeordnet. In einem Schritt 103 wird eine Radarsensoreinrichtung 10 an oder in einer äußeren Wandung 27 des äußeren Rohrs 24 angeordnet. In einem Schritt 104 erfolgt ein Senden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung 20 und/oder in die Rohranordnung 20. In einem Schritt 105 werden die Radarwellen aus der Rohranordnung 20 empfangen. Dabei können die Radarwellen zum Beispiel aus dem unteren Bereich 25 reflektiert und/oder durch den unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24 propagiert werden. In einem Schritt 106 wird überprüft, ob die reflektierten Radarwellen aus dem äußeren Rohr 24 von dem Medium 40 - -das aus dem inneren Rohr 22 stammt - reflektiert werden und/oder ob die propagierten Radarwellen durch das Medium 40 abgeschwächt werden, z.B. von dem unteren Bereich 25 des äußeren Rohrs 24. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt 106 ein Signal ausgegeben. Wenn nicht, findet in einem Schritt 107 keine Aktion oder eine andere Aktion statt; insbesondere wird kein Signal ausgegeben. Der Schritt 106 bzw. 107 kann nach Schritt 104 verzweigen, so dass die Schritte 104 bis 107 wiederholt ausgeführt werden können. 6 FIG. 10 shows a flow diagram 100 of a method according to an embodiment. In a step 101, an inner tube 22 (see 1a and/or further figures) which is set up for guiding a fluid. In a step 102, an outer tube 24 is provided that completely surrounds the inner tube 22 at least in sections. An intermediate space 29 is arranged between the inner tube 22 and the outer tube 24 . In a step 103 a radar sensor device 10 is arranged on or in an outer wall 27 of the outer tube 24 . In a step 104, radar waves are sent in the direction of the pipe arrangement 20 and/or into the pipe arrangement 20. In a step 105, the radar waves from the pipe arrangement 20 are received. The radar waves can, for example, be reflected from the lower area 25 and/or propagated through the lower area 25 of the outer tube 24 . In a step 106 it is checked whether the reflected radar waves from the outer tube 24 of the medium 40 - - which comes from the inner tube 22 - are reflected and / or whether the propagated radar waves are attenuated by the medium 40, eg by the lower region 25 of the outer tube 24. If this is the case, in a step 106 a signal is output. If not, no action or other action takes place in a step 107; in particular, no signal is output. Step 106 or 107 can branch to step 104, so that steps 104 to 107 can be carried out repeatedly.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Radarsensoreinrichtungradar sensor device
1212: Sendeeinrichtungtransmission device
1515: Leckleak
1616: Befestigungselementfastener
1717: Impedanzanpassungselementimpedance matching element
1818: Nahbereichclose range
2020: mehrwandige Rohranordnungmulti-wall tube assembly
2222: inneres Rohrinner tube
2424: äußeres Rohrouter tube
2525: unterer Bereichlower area
2626: oberer Bereichupper area
2727: Wandungwall
2929: Zwischenraumspace
30a30a: Sendeeinrichtungtransmission device
30b30b: Empfangseinrichtungreceiving device
31a31a: weitere Sendeeinrichtungfurther transmission device
31b31b: weitere Empfangseinrichtungfurther receiving device
3232: Antenneantenna
32a32a: Sendeantenne(n)transmitting antenna(s)
32b32b: Empfangsantenne(n)receiving antenna(s)
3333: weitere Antenneanother antenna
3535: elektrische Verbindungelectrical connection
4040: Mediummedium
5050: Auswerteeinheitevaluation unit
5151: weitere Auswerteeinheitfurther evaluation unit
5252: Gerätdevice
6060: Funkmodulradio module
6565: Kommunikationsantennecommunication antenna
7070: Radarwellenradar waves
7171: Radarwellenradar waves
7272: Radarwellenradar waves
7474: Sendesignaltransmission signal
8080: Energiequelleenergy source
90, 90a90, 90a: GehäuseHousing
100100: Flussdiagrammflow chart
101 - 107101 - 107: Schrittesteps
200200: Echokurveecho curve
210210: Maximummaximum
300300: Echokurveecho curve
320,330320,330: Maximummaximum

Claims

Radarsensoreinrichtung (10) zur Detektion eines Lecks (15) in einem inneren Rohr (22) einer mehrwandigen Rohranordnung (20), wobei die Rohranordnung (20) das innere Rohr (22) und ein äußeres Rohr (24) aufweist, wobei das innere Rohr (22) zum Führen eines Mediums (40) eingerichtet ist, wobei das äußere Rohr (24) das innere Rohr (22) zumindest abschnittsweise umgibt, und wobei ein Zwischenraum (29) zwischen dem inneren Rohr (22) und dem äußeren Rohr (24) angeordnet ist, die Radarsensoreinrichtung (10) aufweisend: eine Sendeeinrichtung (30a), die zur Anordnung an oder in einer Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und zum Aussenden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung (20) und/oder in die Rohranordnung (20) eingerichtet ist, so dass die Radarwellen an einer Oberfläche des Mediums (40) reflektieren können und/oder durch das Medium (40) propagieren können; eine Empfangseinrichtung (30b), die zur Anordnung an oder in der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und die zum Empfang der reflektierten und/oder propagierten Radarwellen eingerichtet ist; und eine Auswerteeinheit (50), die dazu eingerichtet ist, die empfangenen reflektierten und/oder propagierten Radarwellen auszuwerten, um das Leck (15) in dem inneren Rohr zu detektieren, wobei die reflektierten Radarwellen von dem Medium (40) reflektiert werden und/oder die propagierten Radarwellen durch das Medium (40) abgeschwächt werden, wenn das Medium (40) aus dem inneren Rohr (22) in das äußere Rohr (24) gelangt. Radar sensor device (10) for detecting a leak (15) in an inner tube (22) of a multi-walled tube arrangement (20), the tube arrangement (20) having the inner tube (22) and an outer tube (24), wherein the inner tube (22) is designed to carry a medium (40), wherein the outer tube (24) surrounds the inner tube (22) at least in sections, and wherein an intermediate space (29) is arranged between the inner tube (22) and the outer tube (24), the radar sensor device (10) having: a transmitting device (30a), which is set up for arrangement on or in a wall (27) of the outer tube (24) and for emitting radar waves in the direction of the tube arrangement (20) and/or into the tube arrangement (20), so that the radar waves can reflect on a surface of the medium (40) and/or can propagate through the medium (40); a receiving device (30b) which is set up for arrangement on or in the wall (27) of the outer tube (24) and for receiving the reflected and/or propagated radar waves; and an evaluation unit (50) which is set up to evaluate the received reflected and/or propagated radar waves in order to detect the leak (15) in the inner pipe, wherein the reflected radar waves are reflected by the medium (40) and/or the propagated radar waves are attenuated by the medium (40) when the medium (40) passes from the inner tube (22) into the outer tube (24).

Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung (30a) eingerichtet ist, die Radarwellen im Wesentlichen senkrecht zu der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) auszusenden.Radar sensor device (10) after claim 1 , wherein the transmitting device (30a) is set up to emit the radar waves substantially perpendicularly to the wall (27) of the outer tube (24).

Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die Sendeeinrichtung (31a) eingerichtet ist, die Radarwellen schräg zu der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) auszusenden.Radar sensor device (10) after claim 1 , wherein the transmitting device (31a) is set up to emit the radar waves obliquely to the wall (27) of the outer tube (24).

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die reflektierten Radarwellen aus einem unteren Bereich (25) des äußeren Rohrs (24) und/oder aus einem Nahbereich (18) der Sendeeinrichtung (30a) reflektiert werden, und/oder die propagierten Radarwellen durch das Medium (40) abgeschwächt werden, wenn das Medium (40) aus dem inneren Rohr (22) in den unteren Bereich (25) des äußeren Rohrs (24) gelangt.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, wherein the reflected radar waves are reflected from a lower area (25) of the outer tube (24) and/or from a close range (18) of the transmitting device (30a), and/or the propagated radar waves are attenuated by the medium (40) when the medium (40) passes from the inner tube (22) into the lower region (25) of the outer tube (24).

Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei der Nahbereich (18) der Sendeeinrichtung (12) zwischen 1 mm und 200 mm, insbesondere zwischen 3 mm und 50 mm, beispielsweise zwischen 6 mm und 20 mm, von der Sendeeinrichtung (12) entfernt ist.Radar sensor device (10) after claim 4 , wherein the close range (18) of the transmitting device (12) is between 1 mm and 200 mm, in particular between 3 mm and 50 mm, for example between 6 mm and 20 mm, away from the transmitting device (12).

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sendeeinrichtung (30a) und/oder die Empfangseinrichtung (30b) eine Antenne, insbesondere eine Hornantenne und/oder eine Planarantenne, umfasst.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, wherein the transmitting device (30a) and/or the receiving device (30b) comprises an antenna, in particular a horn antenna and/or a planar antenna.

Radarsensoreinrichtung (10) nach Anspruch 6, wobei die Antenne der Sendeeinrichtung (30a) und der Empfangseinrichtung (30b) identisch ist.Radar sensor device (10) after claim 6 , wherein the antenna of the transmitting device (30a) and the receiving device (30b) is identical.

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend eine Energiequelle (80) zur Energieversorgung der Radarsensoreinrichtung (10), wobei die Energiequelle (80) eine Batterie, einen Akkumulator und/oder einer Solarzelle aufweist.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, further comprising an energy source (80) for supplying energy to the radar sensor device (10), the energy source (80) having a battery, an accumulator and/or a solar cell.

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Funkmodul (60), wobei das Funkmodul (60) eine WLAN Schnittstelle, eine LoRa, Low Energy Radar, Schnittstelle und/oder eine Bluetooth-Schnittstelle aufweist.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, further comprising a radio module (60), wherein the radio module (60) has a WLAN interface, a LoRa, Low Energy Radar, interface and/or a Bluetooth interface.

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Impedanzanpassungselement (17), wobei das Impedanzanpassungselement (17) zwischen der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und der Sendeeinrichtung (30a) und/oder der Empfangseinrichtung (30b) angeordnet ist.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, further comprising an impedance matching element (17), wherein the impedance matching element (17) between the wall (27) of the outer tube (24) and the transmitting device (30a) and/or the receiving device (30b) is arranged.

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Befestigungselement (16), wobei das Befestigungselement (16) zwischen der Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und der Sendeeinrichtung (30a) und/oder der Empfangseinrichtung (30b) angeordnet ist.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, further comprising a fastening element (16), wherein the fastening element (16) between the wall (27) of the outer tube (24) and the transmitting device (30a) and/or the receiving device (30b) is arranged.

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend ein Gehäuse (90), wobei die Radarsensoreinrichtung (10), die Energiequelle (80) und/oder das Funkmodul (60) in dem Gehäuse (90) angeordnet ist.Radar sensor device (10) according to one of the preceding claims, further comprising a housing (90), the radar sensor device (10), the energy source (80) and/or the radio module (60) being arranged in the housing (90).

Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: eine weitere Sendeeinrichtung (31 a), zur Anordnung an oder in einer Wandung (27) in einem oberen Bereich (26) des äußeren Rohrs (24) und zum Aussenden von Radarwellen in Richtung des inneren Rohrs (22) der Rohranordnung (20) eingerichtet ist, eine weitere Empfangseinrichtung (31b), die zur Anordnung an oder in einer Wandung (27) des äußeren Rohrs (24) und zum Empfang von reflektierten Radarwellen aus der Rohranordnung (20) eingerichtet ist, und eine weitere Auswerteeinheit (51), die dazu eingerichtet ist, reflektierte Radarwellen aus dem inneren Rohr (22) zu detektieren, wobei die reflektierten Radarwellen von dem Medium (40) aus dem inneren Rohr (22) reflektiert werden.Radar sensor device (10) according to any one of the preceding claims, further comprising: a further transmission device (31a) for arrangement on or in a wall (27) in an upper area (26) of the outer tube (24) and for emitting radar waves in the direction of the inner tube (22) of the tube arrangement (20). is, a further receiving device (31b) which is set up for arrangement on or in a wall (27) of the outer tube (24) and for receiving reflected radar waves from the tube arrangement (20), and a further evaluation unit (51) which is set up to detect reflected radar waves from the inner tube (22), the reflected radar waves being reflected from the medium (40) out of the inner tube (22).

Verwendung einer Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Bestimmen eines Lecks (15) und/oder Leerlaufen eines inneren Rohrs (22) einer Rohranordnung (20), wobei das innere Rohr (22) zum Führen eines Mediums (40) eingerichtet ist.Use of a radar sensor device (10) according to one of the preceding claims for determining a leak (15) and/or emptying of an inner tube (22) of a tube arrangement (20), wherein the inner tube (22) is designed to carry a medium (40). .

Verfahren zur Bestimmung eines Lecks (15) in einem inneren Rohr (22) einer Rohranordnung (20), wobei die Rohranordnung (20) das innere Rohr (22) und ein äußeres Rohr (24) aufweist, das Verfahren aufweisend die Schritte: bereitstellen des inneren Rohrs (22), wobei das innere Rohr (22) zum Führen eines Mediums (40) eingerichtet ist; bereitstellen des äußeren Rohrs (24), wobei das äußere Rohr das innere Rohr (22) zumindest abschnittsweise umgibt und wobei ein Zwischenraum (29) zwischen dem inneren Rohr (22) und dem äußeren Rohr (24) angeordnet ist; anordnen einer Radarsensoreinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 an oder in einer äußeren Wandung (27) des äußeren Rohrs (24); senden von Radarwellen in Richtung der Rohranordnung (20) und/oder in die Rohranordnung (20), zum Reflektieren von einer Oberfläche des Mediums (40) und/oder zum Propagieren durch das Medium (40); empfangen von Radarwellen aus der Rohranordnung (20); und wenn die empfangenen Radarwellen aus dem äußeren Rohr (24) von dem Medium (40) reflektiert werden und/oder die propagierten Radarwellen durch das Medium (40) abgeschwächt werden, ausgeben eines Signals.Method for determining a leak (15) in an inner tube (22) of a tube assembly (20), the tube assembly (20) having the inner tube (22) and an outer tube (24), the method comprising the steps of: providing the inner tube (22), wherein the inner tube (22) is set up for guiding a medium (40); providing the outer tube (24), wherein the outer tube at least partially surrounds the inner tube (22) and wherein an intermediate space (29) is arranged between the inner tube (22) and the outer tube (24); arranging a radar sensor device (10) according to one of Claims 1 until 13 on or in an outer wall (27) of the outer tube (24); sending radar waves towards the tubing string (20) and/or into the tubing string (20), to reflect off a surface of the medium (40) and/or to propagate through the medium (40); receiving radar waves from the tubing assembly (20); and when the received radar waves from the outer tube (24) are reflected by the medium (40) and/or the propagated radar waves are attenuated by the medium (40), outputting a signal.