Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Technologie sucht Anwender: Smart Pipe
In Kürze
Tausende Kilometer Pipelines mit teilweise sehr gefährlichen, unter hohem Druck geförderten Stoffen sind derzeit noch komplett unüberwacht. Eine technische Lösung des Fraunhofer IPA ermöglicht eine dezentrale, energieautarke, einfache Leckage-Erkennung die zentral mittels einer Cloud-Lösung überwacht werden kann. Dadurch wird eine vorausschauende Wartung möglich, wodurch sich der Reparaturaufwand und die Ausfallzeiten verringern lassen. Der Einsatz des Systems ist vergleichsweise günstig und erhöht die Sicherheit.
Im Detail
Werden in Rohrleitungen abrasive Stoffe, z.B. Pulver oder Flugasche transportiert, kommt es aufgrund der auftretenden Abrasion früher oder später zur Beschädigung der Leitungen. Das kann zu einer Verunreinigung der Stoffströme, oder im schlimmsten Fall zu einem ernsthaften Sicherheitsrisiko führen, zudem enorme Umweltschäden verursachen. Das Fraunhofer IPA hat eine Systemlösung, basierend auf einem Sensorbaukasten zur Integration in Rohrsysteme entwickelt. Über kapazitive oder resistive Messverfahren kann die Beschädigung oder auch Veränderung des Rohres gemessen werden und es besteht die Möglichkeit vor der Zerstörung des Rohres zu handeln. Das energieautarke System besteht aus verschiedenen Sensoren, Energieharvestern zur Versorgung, sowie einer Datenbank zur Messdatenerfassung und -verarbeitung. Die Sensoren können im Herstellprozess der Rohre durch Druckverfahren integriert werden oder nachträglich an den Rohrleitungen angebracht werden. Die Auswerteelektronik basiert auf SMD Bauteilen, die vom Fraunhofer IPA im Rahmen einer Schaltung hergestellt wurden Elektronikkomponenten die mit kleinen Versorgungsspannungen auskommen und daher durch Energiewandler versorgt werden, können die aus der Umgebung vorhandene Energie nutzen, z.B. aus Luft, Vibrationen, oder Temperatur, wandeln. Gemessen wird die noch zur Verfügung stehende Wandstärke des Rohres bis zur Beschädigung. Die energieautarken Sensoren sind über einen Microcontroller an eine zentrale Cloud Datenbank angebunden in der alle Zustandswerte erfasst werden. Das Online-System ist mit geringem Entwicklungsaufwand in der Lage eine vorausschauende Wartung mit automatisierter Ersatzteilbestellung zu realisieren.