DE4412147A1

DE4412147A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Undichtigkeiten oder Beschädigungen in einem Abwasserkanal

Info

Publication number: DE4412147A1
Application number: DE19944412147
Authority: DE
Inventors: Goetz Eduard Watta
Original assignee: GEOCOM GmbH; Kmg Nord & Co KG GmbH
Current assignee: KMG KANAL-MUELLER-GRUPPE NORD GMBH & CO. KG, 24629
Priority date: 1994-04-08
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1995-10-12
Anticipated expiration: 2014-04-09
Also published as: DE4412147C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Undich tigkeiten oder Beschädigungen in einem aus elektrisch isolierendem oder gering elektrisch leitendem Material bestehenden Abwasserkanal.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver fahrens.

Es ist bekannt, Abwasserkanalisationsnetze durch Kanalrohr-TV-Unter suchungen auf ihren Zustand zu überprüfen. Bei diesem Verfahren werden zwar von der Innenseite des Kanalrohres ausgehende Beschädigungen erkannt, jedoch kann nicht ermittelt werden, ob diese Beschädigungen nur auf einen Teilbereich der Kanalrohrwandung beschränkt sind oder ob sie das Kanalrohr vollständig durchdringen.

Die Risse oder Beschädigungen, die sich über die gesamte Dicke des Kanal rohres erstrecken, ermöglichen, sofern der Grundwasserspiegel unterhalb des Risses verläuft, eine Exfiltration des Abwassers in das Grundwasser, so daß dieses verunreinigt wird.

Liegt der Grundwasserspiegel oberhalb des Risses in der Kanalrohrwandung, so kann eine Infiltration des Grundwassers in das Kanalrohr eintreten, was ebenfalls nicht erwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrich tung der eingangs genannten Art einzusetzen und zu gestalten, durch das bzw. durch die Undichtigkeiten aller Art der Kanalrohrwandung und somit auch Undichtigkeiten mit kleinsten Abmessungen, z. B. in Form von Haar rissen, erfaßt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem in den zu überprüfenden Kanalabschnitt eine Meßsonde eingebracht, der Kanalabschnitt gesperrt, bis zur Scheitellinie geflutet und die Meßsonde über die Länge des Kanalabschnitts bewegt wird, wobei die Meßsonde den Kanalabschnitt in scheibenförmigen Segmenten durch die Emission eines Wechselspannungssignals abtastet und die Beschädigungen oder Undichtig keiten des Abwasserkanals durch Unterschiede in den Widerstandswerten zwischen dem hochohmigen Kanalrohrmaterial und dem umgebenden Erdreich bei den Einzelmessungen erfaßt und registriert werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer außer halb des Kanal- und Schachtsystems an der Erdoberfläche angeordneten Meß apparatur, einer Meßwinde und aus einem Ablaufbock für das Meßkabel ober halb des zum Abwasserkanalsystem führenden Schachtes und aus einer in der Höhe des zu prüfenden Abwasserkanals angeordneten Umlenkrolle für das über einen Kabelkopf und ein Bridle mit der Meßsonde verbundenen Meß kabel.

Es ist vorteilhaft, ein fokussiertes Widerstandsmeßverfahren zu verwen den, bei dem die Meßelektrode zwischen zwei Guardelektroden angeordnet ist, die während der Messung gleiches Potential wie die Meßelektrode auf weisen.

Bei den fokussierten Widerstandsmeßverfahren, die eine feine Schichtauf lösung bieten, wird die Ausbreitung des Meßstroms beeinflußt. Er wird auf eine schmale Scheibe fokussiert. Das Fokussieren erfolgt mit Hilfe der sog. Guard- oder Schutzelektroden, die zu beiden Seiten der Meßelek trode angeordnet sind. Diese Guardelektroden verhindern das kugelförmige Ausbreiten des Meßstroms, wenn sie sich während der Messung stets auf gleichem Potential befinden, auf dem auch die eigentliche Meßelektrode liegt, da ja Strom nur fließen kann, wenn er ein Potentialgefälle vorfin det.

Die Meßsonde ist so ausgelegt, daß sie verstärkt auf Widerstandsdiffe renzen, die sich zwischen dem relativ hochohmigen Kanalrohrmaterial und dem umgebenden Erdreich ergeben, reagiert.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgen den beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine in einen auf Undichtigkeiten zu überprüfenden Kanal einge brachte Meßsonde, die über ein Meßkabel und den zugeordneten Unlenk- und Betätigungsmitteln mit einer an der Erdoberfläche angeordneten Meßapparatur in Verbindung steht, und

Fig. 2 die Meßsonde der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab und teilweise geschnitten.

Das Meßsystem setzt sich aus einer Meßsonde 1, einer, vorzugsweise in einem Meßwagen angeordneten Meßapparatur 2, einer Meßwinde 3 und einem Meßkabel 4 zusammen, das über einen Ablaufbock 5, der oberhalb eines vertikalen Schachtes 6 angeordnet ist, zu einer Umlenkrolle 7 geführt, die in der Höhe des zu prüfenden Kanals 8 drehbar gelagert ist. Das Meß kabel 4 ist über einen Kabelkopf 9 und ein flexibles Bridle 10 mit der Meßsonde 1 verbunden.

Die Meßsonde 1 weist mittig eine Meßelektrode 11 auf, an deren Stirnsei ten Isolierscheiben 12 und 13 vorgesehen sind. Benachbart der Isolier scheibe 12 ist die Meßsonde mit einem Knickgelenk 14 ausgerüstet, das die Möglichkeit bietet, den vorderen Teil der Meßsonde 1 gegenüber dem hinteren Teil entgegen der Wirkung einer vorgespannten Feder 15 abzuknic ken, so daß die Meßsonde 1 in einfacherer Weise von dem vertikalen Schacht in einen Abwasserkanal mit kleinerem Durchmesser eingeführt wer den kann.

Im vorderen Teil der Meßsonde ist eine Guardelektrode 16 und im hinteren Teil der Meßsonde eine Guardelektrode 17 vorgesehen.

Zwischen dem Knickgelenk 14 und der Guardelektrode 16 ist in einer Kammer 18 der Meßsonde 1 das System der Neigungsmesser 19 angeordnet, durch die die Neigung der Einzelrohre des Abwasserkanals zur Horizontalen festge stellt werden kann.

Die Kammer 18 enthält die Neigungssensoren und die Signalvorverstärker, während die Signalverarbeitung in der Sondenelektronik 20 erfolgt, die im Gehäuse der Guardelektrode 17 angeordnet ist.

Eine B-Elektrode 21 des Bridles 10 enthält den Anschluß für den Kabelkopf 9. Das Meßkabel 4, das die Verbindung zur Meßapparatur 2 herstellt, ist somit nicht direkt an die Meßsonde 1, sondern an das Bridle 10 ange schlossen. Die B-Elektrode 21 und der Körper der Meßsonde 1 dürfen nicht elektrisch direkt miteinander verbunden sein. Zwischen der Meßsonde und der B-Elektrode fließt der Meßstrom und zwischen der Guardelektrode 17 und der B-Elektrode der Fokussierstrom. Die Quellen von dem Meßstrom und dem Fokussierstrom sind galvanisch voneinander getrennt.

Die Länge der Meßelektrode 11 und der Isolierscheiben 12 und 13 sowie die Art und Weise der Einspeisung von Meß- und Fokussierstrom bestimmen weitgehend das Auflösungsvermögen der Meßsonde.

In der Sondenelektronik 20 werden die unterschiedlichen Spannungen und Ströme erzeugt und die Meßsignale aufbereitet, gewandelt und zur Meß apparatur 2 übertragen. Beide Guardelektroden 16 und 17 sind elektrisch miteinander verbunden.

Die Meßsonde 1 und das flexible Bridle 10 werden miteinander verschraubt. Den elektrischen Anschluß übernimmt ein koaxialer Vierpolstecker. Die mechanische Verbindung zwischen der B-Elektrode 21 und der Meßsonde er folgt ein normales, stahlarmiertes Tragkabel 22, das von einen Isolier schlauch 23 umgeben ist. Die Stahlarmierung des Tragkabels ist elektrisch gegenüber dem Körper der Meßsonde 1 isoliert.

Zwischen der Meßwinde 3 und der Meßapparatur 2 sind ein Encoderkabel 24 und ein Lein-Kabel 25 vorgesehen.

Von der Meßapparatur 2 gelangt die Versorgungsspannung zur Meßsonde 1. Ferner werden in der Maßapparatur die ankommenden Meßwerte, bezogen auf die Länge des zu prüfenden Kanalabschnittes, dargestellt, gespeichert und mit Hilfe eines angeschlossenen Plotters oder Druckers als längen bezogenes Endlosdiagramm ausgegeben.

Die Meßapparatur, der Plotter/Drucker, die Winde und u. U. auch der Ab laufbock sind normalerweise fest in einem Fahrzeug installiert, das auch das notwendige Zubehör, z. B. die Absperrblasen und die Umlenkrolle, transportiert.

Zur Durchführung einer Messung wird zunächst das Meßfahrzeug in Position gebracht und die Umlenkrolle 7 im vertikalen Schacht 6 installiert. Da nach schließt man die Meßsonde 1 an den Kabelkopf 9 an und befestigt ein Schleppseil an der Meßsondenspitze. Zu diesem Zweck ist die Meßsonden spitze mit einer Ringöse versehen. Das Schleppseil bringt man nun durch die zu messende Kanalstrecke, führt die Meßsonde in den Kanal 8 ein und zieht sie bis an den Anfangspunkt der Meßstrecke. Die Meßwinde ist hier bei ausgekuppelt, so daß das Meßkabel 4 selbständig von der Trommel ab läuft.

Nach dem Absperren der zu überprüfenden Kanalstrecke wird diese geflutet, wobei der Wasserdruck dadurch gering gehalten wird, daß er durch eine Wassersäule erzeugt wird, die sich von der Bodenlinie des Kanalabschnit tes bis ein wenig oberhalb seiner Scheitellinie erstreckt. Hierdurch werden die Innenfläche des zu prüfenden Kanalabschnittes und auch die Muffenverbindungen mit einem sehr geringen Innendruck belastet, durch den zusätzliche Beschädigungen der Kanalrohres und der Offenverbindungen verhindert werden.

Die Meßsonde 1 wird dann bei aktivierter Meßapparatur 2 mit einer Meß geschwindigkeit von ca. 15 m/min zurückgefahren. Die Messung läuft dabei automatisch ab und kann auf einem Bildschirm der Meßapparatur verfolgt werden.

Mit der dargestellten und beschriebenen Meßsonde 1 werden nicht nur die Undichtigkeiten in den Kanalrohrwandungen festgestellt und erfaßt, sondern es wird auch die Neigung der Einzelrohre des Abwasserkanals zur Horizontalen ermittelt und festgehalten.

Bezugszeichenliste

1 Meßsonde
2 Meßapparatur
3 Meßwinde
4 Meßkabel
5 Ablaufbock
6 Schacht
7 Umlenkrolle
8 Kanal
9 Kabelkopf
10 Bridle
11 Meßelektrode
12 Isolierscheibe
13 Isolierscheibe
14 Knickgelenk
15 Feder
16 Guardelektrode
17 Guardelektrode
18 Kammer
19 Neigungsmesser
20 Sondenelektronik
21 B-Elektronik
22 Tragkabel
23 Isolierschlauch
24 Encoderkabel
25 Lein-Kabel

Claims

1. Verfahren zur Ermittlung von Undichtigkeiten oder Beschädigungen in einem aus elektrisch isolierenden oder gering elektrisch leitenden Materialien bestehenden Abwasserkanal, dadurch gekenn zeichnet, daß in den zu überprüfenden Kanalabschnitt eine Meß sonde (1) eingebracht, der Kanalabschnitt gesperrt, bis zur Scheitellinie geflutet und die Meßsonde (1) über die Länge des Kanalabschnitts bewegt wird, wobei die Meßsonde (1) den Kanalabschnitt in scheibenförmigen Seg menten durch die Emission eines Wechselspannungssignals abtastet und die Beschädigungen oder Undichtigkeiten des Abwasserkanals durch Unterschiede in den Widerstandswerten zwischen dem hochohmigen Kanalrohrmaterial und dem umgebenden Erdreich bei den Einzelmessungen erfaßt und registriert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein fokussier tes Widerstandsmeßverfahren verwendet wird, bei dem die Meßelektrode (11) zwischen zwei Guardelektroden (16, 17) angeordnet ist, die während der Messung gleiches Potential wie die Meßelektrode (11) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdruck in dem gefluteten Kanalabschnitt dadurch gering gehalten wird, daß er durch eine Wassersäule erzeugt wird, die sich von der Bodenlinie des Kanalabschnittes bis ein wenig oberhalb seiner Scheitellinie erstreckt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Meß sonde (1) zusätzlich die Neigung der Einzelrohre des Abwasserkanals zur Horizontalen festgestellt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Kanal- und Schachtsystems an der Erd oberfläche eine Meßapparatur (2), eine Meßwinde (3) und ein Ablaufbock (5) für das Meßkabel (4) oberhalb des zum Abwasserkanalsystem führenden Schachts (6) vorgesehen ist, in der Höhe des zu prüfenden Abwasserkanals (8) eine Umlenkrolle (7) für das über einen Kabelkopf (9) und ein Bridle (10) mit der Meßsonde (1) verbundene Meßkabel (4) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelek trode (11) im mittleren Bereich der Meßsonde (1) angeordnet und durch Isolierscheiben (12, 13) von den Guardelektroden (16, 17) getrennt ist und zwischen der Meßelektrode (11) und einer Guardelektrode (16) ein Knick gelenk (14) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gelenkig miteinander verbundenen Teilen der Meßsonde (1) eine vorge spannte Feder (15) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Kam mer (18) der Meßsonde (1) das System der Neigungsmesser angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System der Neigungsmesser in einer Kammer (18) zwischen der Meßelektrode (11) und der vorderen Guardelektrode (16) untergebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (18) die Neigungssensoren und die Signalvorverstärker enthält, während die Signalverarbeitung in einer Sondenelektronik (20) erfolgt, die im Gehäuse der hinteren Guardelektrode (17) angeordnet ist.