Zur Wartung und Instandhaltung von Infrastrukturelementen der Wasserwirtschaft (Asset Management) gehört die Zustandsbewertung von Absperrarmaturen, die im Trinkwasserverteilungsnetz zur Steuerung des Wasserflusses eingesetzt werden. Mit diesen können Leitungsabschnitte für die Ortung von Leckagen, Instandhaltungsmaßnahmen, Bauarbeiten oder Havarien separiert werden. Das Projekt zielt auf die Entwicklung eines mit einem akustischen Sensor ausgestatteten mobilen Schieberdrehgerätes ab, das die digitale Erfassung des Drehmomentes sowie akustischer Signale ermöglicht, um so Informationen über Zustand und Dichtigkeit ableiten zu können.
Regelmäßige Wartung von Absperrarmaturen
Zur Steuerung des Wasserflusses in Versorgungsnetzen werden Absperrarmaturen eingesetzt. Dadurch können Leitungsabschnitte z.B. für die Ortung von Leckagen, Instandhaltungsmaßnahmen, Bauarbeiten oder bei Havarien separiert werden. Um eine zuverlässige Funktion der Armaturen zu gewährleisten (Gängigkeit, Dichtigkeit), muss eine regelmäßige Wartung erfolgen. Andernfalls kann es in Folge von Ablagerungen, mechanischen Defekten und Materialverschleiß zu einer eingeschränkten Funktionsfähigkeit kommen.
Mobile Drehschieber
Die Wartung von Absperrarmaturen beinhaltet schon deren regelmäßige Betätigung. Zu diesem Zweck kamen in den letzten Jahren zunehmend mobile Schieberdrehgeräte zum Einsatz. Sie bieten den Vorteil des Betätigens größerer Armaturen bei geringerem Personalaufwand als auch gleichzeitig die Aufzeichnung von Drehmoment und Stellposition der Armatur. Letzteres bildet die Grundlage einer objektiven Zustandsbewertung der Armatur.
Drehschiebergerät mit Akustiksensor
Für die Wasserversorger ist es von hoher Bedeutung, neben der Stellung der Armatur auch deren Dichtigkeit im geschlossenen Zustand zu kennen. Da dies allein auf der Grundlage von Drehmomentdaten nicht möglich ist, soll im Rahmen des Projektes ein Schieberdrehgerät der Firma 3S Antriebe um einen akustischen Sensor erweitert werden, um beispielsweise Fließgeräusche erfassen zu können. Sowohl die Drehmomentdaten als auch die akustischen Daten sollen in Informationen, die für den Wasserversorger verwertbar sind, überführt werden.
Entwicklung und Erprobung eines Prototyps
Für die Entwicklung und Erprobung des Prototyps sind die Aufgaben entsprechend der Kernkompetenzen von 3S Antriebe GmbH (3SA) und TZW aufgeteilt. 3SA übernimmt die Konzeption und Konstruktion des Prototyps und alle dazu notwendigen Arbeitsschritte. Das TZW entwickelt einen Auswertungsansatz zur Erkennung von Mustern sowohl in den akustischen Daten als auch in den Daten der Gangzahl und des Drehmoments, da hier durch die Bearbeitung mehrerer Forschungs- und Auftragsarbeiten in den vergangenen 10 Jahren entsprechende Kompetenzen im Bereich Mustererkennung, Maschinelles Lernen sowie spezielle Datenanalyse vorliegen. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden verschiedene Verfahren aus dem Bereich Audio und Spektroskopie angewendet und bezüglich ihrer Eignung überprüft. Darüber hinaus werden die verschiedenen Entwicklungsstufen des Gerätes am Teststand und Modellnetz des TZW unter praxisnahen Bedingungen geprüft.
