CZ2018628A3 - Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration - Google Patents
Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2018628A3 CZ2018628A3 CZ2018-628A CZ2018628A CZ2018628A3 CZ 2018628 A3 CZ2018628 A3 CZ 2018628A3 CZ 2018628 A CZ2018628 A CZ 2018628A CZ 2018628 A3 CZ2018628 A3 CZ 2018628A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- printing layer
- conductive
- conductive printing
- linear sensor
- sensor system
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/40—Investigating fluid-tightness of structures by using electric means, e.g. by observing electric discharges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Lineární senzorový systém (1) pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin zahrnuje senzor (2) charakterizovaný změnou jeho plošného odporu při průniku vody, který je vytvořený jako vodivá tisková vrstva (5) tvořená nevodivou polymerní matricí (6), obsahující vodivé částice (7) ze skupiny mikročástic nebo nanočástic kovu nebo uhlíku v koncentraci vyšší než je perkolační práh. Senzor (2) je spojený kapacitní bezkontaktní vazbou s RF vysílačem (3) a RF přijímačem (4) a je natištěný na nosný podklad (9). Systém (1) dále zahrnuje prostředek (8) pro narušení struktury vodivé tiskové vrstvy (5) a snížení nebo přerušení její vodivosti. Metoda detekce stavu senzoru (2) je neinvazivní, bezkontaktní, takže není narušena kompaktnost detekovaného prostředí.The linear sensor system (1) for non-contact signaling and liquid penetration measurement comprises a sensor (2) characterized by a change in its surface water resistance, which is formed as a conductive printing layer (5) formed of a non-conductive polymer matrix (6) containing conductive particles (7). ) of a group of microparticles or nanoparticles of metal or carbon at a concentration above the percolation threshold. The sensor (2) is connected by capacitive contact-free coupling to the RF transmitter (3) and the RF receiver (4) and is printed on the supporting substrate (9). The system (1) further comprises means (8) for disrupting the structure of the conductive printing layer (5) and reducing or interrupting its conductivity. The sensor state detection method (2) is non-invasive, non-contact, so that the compactness of the detected environment is not impaired.
Description
CZ 2018 - 628 A3CZ 2018 - 628 A3
Lineární senzorový systém pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalinLinear sensor system for contactless signaling and liquid penetration measurement
Oblast technikyField of technology
Vynález se týká oblasti detekčních systémů, konkrétně lineárního senzorového systému pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin.The invention relates to the field of detection systems, in particular to a linear sensor system for non-contact signaling and measuring the penetration of liquids.
Dosavadní stav technikyPrior art
Detekce nežádoucího úniku kapalin, případně průsaku z vnějšího prostředí je důležitým prvkem kontroly procesů spojených s přepravou kapalin, případně kontroly dlouhodobé odolnosti nádrží a rezervoárů uchovávajících nebezpečné kapaliny.Detection of unwanted leakage of liquids or leakage from the external environment is an important element in the control of processes associated with the transport of liquids, or control of the long-term resistance of tanks and reservoirs storing hazardous liquids.
V oblasti detekce úniku přepravovaných kapalin je třeba kontrolovat průsaky vodních a odpadních potrubí, produktovodů či topných systémů. Kontrola kompaktnosti zásobních nádrží spojená se zamezením jejich nežádoucího úniku je důležitá u detekce průsaků nádrží, tanků, zásobníků kapalin a jímek. Ochrana stavebních konstrukcí před nežádoucím únikem nebo průsakem kapalin hraje velkou roli u veřejných i domácích bazénů, stavebních konstrukcí stěn či příček. Důležitou úlohu plní senzorový systém kontrolující nežádoucí průnik vody do lodních trupů, ale i do osobních automobilů, kde tento jev může způsobit nežádoucí korozi, ale i poškození elektroinstalace vozidla.In the area of leak detection of transported liquids, it is necessary to check the leakage of water and waste pipes, product pipelines or heating systems. Control of the compactness of storage tanks combined with the prevention of their undesired leakage is important in the detection of leaks in tanks, tanks, liquid reservoirs and reservoirs. Protection of building structures against unwanted leakage or leakage of liquids plays a major role in public and domestic swimming pools, building structures of walls or partitions. An important role is played by the sensor system controlling the unwanted penetration of water into the hulls, but also into passenger cars, where this phenomenon can cause unwanted corrosion, but also damage to the vehicle's wiring.
Americký patent US 8400171 chrání senzor vlhkosti. Elektricky vodivý element je obalen dielektrickým materiálem, který je citlivý na přítomnost vody. Po kontaktu s vodou dochází ke změně elektrických vlastností vodiče v důsledku narušení dielektrické vrstvy. Při optimálním uspořádání lze takto propojit přes anténní smyčku pro radiofrekvenční komunikaci. Takovýto senzor lze využít jako detektor porušení těsnění, nebezpečí koroze, ve zdravotnictví apod.U.S. Pat. No. 8,400,171 protects a humidity sensor. The electrically conductive element is coated with a dielectric material that is sensitive to the presence of water. After contact with water, the electrical properties of the conductor change due to the disruption of the dielectric layer. With an optimal arrangement, it can thus be connected via an antenna loop for radio frequency communication. Such a sensor can be used as a detector of seal breakage, risk of corrosion, in healthcare, etc.
Patent US 9681996 popisuje senzor průsaku tvořený substrátem s nanesenou vodivou cestou, která je součástí RF obvodu. Samotný substrát při styku s vodou ztrácí svoji mechanickou integritu, a to rozpuštěním, nabobtnáním nebo jiným způsobem, čímž dojde k částečnému nebo úplnému přerušení vodivé cesty a následnému zvýšení odporu RF obvodu v rozsahu od minimálně pěti násobku výchozí hodnoty až po úplné přerušení. Senzor může tvořit součást systému spolu s čtečkou schopnou vzdáleně vyhodnotit stav RF obvodu.U.S. Pat. No. 9,681,996 discloses a leak sensor formed by a substrate with an applied conductive path that is part of an RF circuit. The substrate itself loses its mechanical integrity upon contact with water by dissolution, swelling, or other means, thereby partially or completely interrupting the conductive path and subsequently increasing the resistance of the RF circuit from at least five times the initial value to complete interruption. The sensor can form part of the system together with a reader capable of remotely evaluating the state of the RF circuit.
Patent US 9782302 vychází z předchozího patentu a popisuje senzor tvořený RF obvodem na jednom či více nosných substrátech, který obsahuje kapacitní a induktivní prvek spolu s jejich vzájemným vodivým propojením. Kontakt s vodou způsobí narušení vodivého spoje, rozpuštění dielektrické vrstvy kapacitního prvku, rozpuštění lepeného spoje mezi prvky na dvou substrátech. Senzor může navíc obsahovat obvod s identifikačním kódem. Celý systém pak zahrnuje čtečku, která může být součástí mobilního zařízení. Patent rovněž nárokuje zdravotnickou pomůcku, např. obvaz či oděv obsahující předmětný senzor.U.S. Pat. No. 9,782,302 is based on the preceding patent and describes a sensor formed by an RF circuit on one or more support substrates, which comprises a capacitive and an inductive element together with their conductive interconnection. Contact with water causes disruption of the conductive connection, dissolution of the dielectric layer of the capacitive element, dissolution of the glued connection between the elements on the two substrates. The sensor may additionally comprise a circuit with an identification code. The whole system then includes a reader, which can be part of a mobile device. The patent also claims a medical device, such as a bandage or garment containing the sensor in question.
Patentová přihláška US 2017/0354374 popisuje podobně systém založený na rozpustném dielektriku, které se po styku s vodou rozpustí a způsobí propojení elektrické smyčky. Systém je aplikován na detekci nasycení jednorázové pleny. Patent US 4805070 popisuje senzor deště pro přední skla automobilů na principu kapacitního senzoru, kdy kontakt vody s vnější vodivou vrstvou mění měřenou kapacitu a senzor vysílá signál přítomnosti dešťových srážek.Patent application US 2017/0354374 similarly describes a system based on a soluble dielectric which dissolves upon contact with water and causes an electrical loop to interconnect. The system is applied to detect the saturation of a disposable diaper. U.S. Pat. No. 4,805,070 discloses a rain sensor for automobile windshields based on the capacitive sensor principle, in which contact of water with the outer conductive layer changes the measured capacitance and the sensor sends a signal for the presence of rainfall.
Dosud popsané senzorové systémy indikující nežádoucí přítomnost vody vyžadují relativně drahé začlenění elektronických prvků do vlastního senzorového systému, případně implementaci čipu do RFID systému. Pro velkoplošnou detekci by takovýto systém byl příliš drahý a průmyslově nerealizovatelný.The sensor systems indicated so far, indicating the undesirable presence of water, require a relatively expensive integration of electronic elements into the sensor system itself, or the implementation of a chip into the RFID system. Such a system would be too expensive and not feasible industrially for large-scale detection.
- 1 CZ 2018 - 628 A3- 1 CZ 2018 - 628 A3
Úkolem vynálezu je proto vytvoření lineárního senzorového systému určeného pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin, který by byl velkoplošný, tedy aby indikace jedním systémem obsáhla, pokud možno co největší plochu, ale současně, aby systém zaručoval snadnou detekci místa nežádoucího jevu tak, aby bylo možno závadu rychle odstranit. Je žádoucí, aby lineární senzorový systém byl neinvazivní, nejlépe bezkontaktní tak, aby nebyla narušena kompaktnost detekovaného prostředí.The object of the invention is therefore to provide a linear sensor system for non-contact signaling and liquid penetration measurement, which is large-scale, i.e. that the indication by one system covers as large an area as possible, but at the same time guarantees easy detection of the site of the adverse event. the fault can be rectified quickly. It is desirable for the linear sensor system to be non-invasive, preferably non-contact, so as not to disturb the compactness of the detected environment.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Vytčený úkol je vyřešen pomocí lineárního senzorového systému pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin podle tohoto vynálezu. Lineární senzorový systém zahrnuje senzor charakterizovaný změnou jeho plošného odporu (tzv. sheet resistance) při průniku vody, spojený kapacitní bezkontaktní vazbou s RF vysílačem a RF přijímačem.The stated object is solved by means of a linear sensor system for non-contact signaling and measurement of liquid penetration according to the present invention. The linear sensor system includes a sensor characterized by a change in its sheet resistance during water penetration, connected by a capacitive contactless coupling with an RF transmitter and an RF receiver.
Funkce systému je založena na principu bezkontaktního měření přerušení signálu senzoru v důsledku průniku vody, či jiné kapaliny. Senzor je vytvořen jako vodivá tisková vrstva tak, aby vodivá propojení vodivých částic v nevodivé polymemí matrici byla za přesně definovaných podmínek prostředkem pro narušení struktury vodivé tiskové vrstvy a snížení nebo přemšení její vodivosti narušena a došlo k řádové změně měřeného plošného odpom. Tato změna nastává tehdy, kdy proniklá voda či jiná kapalina přijde do styku s nevodivou polymemí matricí a v důsledku fýzikálně chemických změn dojde k narušení struktury vodivé tiskové vrstvy. K této změně může dojít různými způsoby:The function of the system is based on the principle of non-contact measurement of the interruption of the sensor signal due to the penetration of water or other liquid. The sensor is formed as a conductive printing layer so that the conductive interconnections of conductive particles in the non-conductive polymer matrix are disrupted under precisely defined conditions by means of disrupting the structure of the conductive printing layer and reducing or overcoming its conductivity. This change occurs when the penetrating water or other liquid comes into contact with the non-conductive polymer matrix and, as a result of physicochemical changes, the structure of the conductive printing layer is disrupted. This change can occur in a variety of ways:
- Vodivá tisková vrstva je natištěna na libovolný nosný podklad, především je preferovaný flexibilní nesavý substrát, jak jsou polyethylentereftalátová neboli PET fólie, polypropylenové neboli PP fólie, polyvinylchloridová neboli PVC fólie apod. s tloušťkou 10 pm až 5 mm nebo přímo na měřený předmět jako zásobník nebo potmbí nebo nádrž nebo produktovod nebo topný systém nebo jímka nebo stěna nebo příčka nebo lodní tmp. Senzor lze rovněž natisknout na nosné podklady na bázi papim, textilií aj. Tisková formulace vodivé tiskové vrstvy obsahuje vodivé částice v koncentraci vyšší, než je perkolační práh, přičemž jsou preferovány mikročástice nebo nanočástice kovu jako je měď nebo stříbro nebo mikročástice nebo nanočástice uhlíku a ve vodě rozpustný materiál jako pojivo dané tiskové formulace a představující prostředek pro namšení struktury vodivé tiskové vrstvy a snížení nebo přemšení její vodivosti. Tento ve vodě rozpustný materiál je vybrán ze skupiny: želatina, arabská guma, xanthanová guma, pektin, chitosan, hydroxypropylcelulóza, hydroxypropylmethylcelulóza, hydroxyethylcelulóza, karboxymetylcelulóza, poly(vinylalkohol), poly(vinylpyrrolidon), poly(ethylenglykol), polysacharidy, poly(akrylamid), poly(styrensulfonát), poly(akrylát). Při styku s kapalinou dojde k rozpuštění nevodivé polymemí matrice a snížení přímého kontaktu vodivých částic tak, že plošný odpor se řádově zvýší.- The conductive printing layer is printed on any support substrate, especially a flexible non-absorbent substrate such as polyethylene terephthalate or PET film, polypropylene or PP film, polyvinyl chloride or PVC film etc. with a thickness of 10 μm to 5 mm or directly on the measured object as a container is preferred. or darkness or tank or product line or heating system or sump or wall or partition or ship tmp. The sensor can also be printed on support substrates based on papim, textiles, etc. The printing formulation of the conductive printing layer contains conductive particles in a concentration higher than the percolation threshold, with microparticles or metal nanoparticles such as copper or silver or microparticles or carbon nanoparticles being preferred. a water-soluble material as a binder in the print formulation and as a means for reducing the structure of the conductive printing layer and reducing or overcoming its conductivity. This water-soluble material is selected from the group: gelatin, gum arabic, xanthan gum, pectin, chitosan, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, poly (vinyl alcohol), poly (vinylpyrrolidone), poly (ethylene glycol), polysacrylamides, polysaccharides ), poly (styrenesulfonate), poly (acrylate). Upon contact with the liquid, the non-conductive polymer matrix dissolves and the direct contact of the conductive particles is reduced so that the sheet resistance increases by an order of magnitude.
- Vodivá tisková vrstva je natištěna na nevodivou tiskovou vrstvu, a to rovnoběžně ve vzdálenosti do 3 mm nebo kolmo nebo přímo na tuto nevodivou tiskovou vrstvu. V tomto případě je tisková formulace vodivé vrstvy na vodové bázi a prostředek pro namšení struktury vodivé tiskové vrstvy a snížení nebo přemšení její vodivosti je tvořen nevodivou polymemí matricí. V případě průniku vody dojde k situaci, kdy vodou rozpustný materiál v nevodivé polymemí matrici je silně hygroskopický a v důsledku nabobtnání mechanicky namší vlastní vodivou tiskovou vrstvu tak, že dojde k řádové změně plošného odpom. V tomto případě mohou být vodivým aditivem vodivé částice kovu o velikosti mikrometrů nebo nanometrů jako je stříbro nebo měď, nebo částice uhlíku nebo směs s vodivým polymerem v koncentraci vyšší, než je perkolační práh. Hygroskopický bobtnavý polymer může být vybrán ze skupiny superabsorbentů, s výhodou poly(akrylát) sodný, kopolymery akrylamidu, kopolymery polyethylenglykolu, kopolymeny maleinanhydridu, kopolymery akrylonitrilu, ze síťovaná karboxymethylcelulóza, zesíťovaný polyethylenglykol.- The conductive printing layer is printed on the non-conductive printing layer, in parallel at a distance of up to 3 mm or perpendicularly or directly on this non-conductive printing layer. In this case, the printing formulation of the conductive layer is water-based and the means for reducing the structure of the conductive printing layer and reducing or overcoming its conductivity is formed by a non-conductive polymer matrix. In the case of water penetration, there is a situation where the water-soluble material in the non-conductive polymer matrix is strongly hygroscopic and, as a result of swelling, mechanically impairs its own conductive printing layer so that there is an order of magnitude change in surface area. In this case, the conductive additive may be conductive metal particles with a size of micrometers or nanometers such as silver or copper, or carbon particles or a mixture with a conductive polymer in a concentration higher than the percolation threshold. The hygroscopic swellable polymer may be selected from the group of superabsorbents, preferably sodium poly (acrylate), acrylamide copolymers, polyethylene glycol copolymers, maleic anhydride copolymers, acrylonitrile copolymers, crosslinked carboxymethylcellulose, crosslinked polyethylene glycol.
-2 CZ 2018 - 628 A3-2 CZ 2018 - 628 A3
- Vodivá tisková vrstva je natištěna na nevodivou tiskovou vrstvu, a to rovnoběžně ve vzdálenosti do 3 mm nebo kolmo nebo přímo na tuto nevodivou tiskovou vrstvu. Nevodivá tisková vrstva je rozpouštědlová tisková formulace a prostředek pro narušení struktury vodivé tiskové vrstvy a snížení nebo přerušení její vodivosti je tvořen nevodivou polymemí matricí. Nevodivá polymemí matrice obsahuje anorganická aditiva, která uvolňují oxid uhličitý CO2, a to nejlépe na bázi NaHCCl·. K2CO3, Na2CC>3 a libovolnou slabou kyselinu rozpustnou ve vodě, která je netoxická a jejich bod tání je vyšší než 100 °C, např. kyselina citrónová, kyselina askorbová, kyselina vinná, kyselina jablečná, kyselina benzoová, kyselina listová. V případě průniku vody dojde k situaci, kdy dojde k acidobazické reakci mezi přítomnými uhličitany a kyselinami, vzniku solí příslušné kyseliny a uvolnění oxidu uhličitého, který následně naruší strukturu vodivé tiskové vrstvy tak, že dojde k řádové změně plošného odporu. V tomto případě mohou být vodivým aditivem vodivé částice kovu o velikosti mikrometrů nebo nanometrů jako je stříbro nebo měď, nebo částice uhlíku nebo směs s vodivým polymerem v koncentraci vyšší, než je perkolační práh.- The conductive printing layer is printed on the non-conductive printing layer, in parallel at a distance of up to 3 mm or perpendicularly or directly on this non-conductive printing layer. The non-conductive printing layer is a solvent printing formulation and the means for disrupting the structure of the conductive printing layer and reducing or interrupting its conductivity is formed by a non-conductive polymer matrix. The non-conductive polymer matrix contains inorganic additives that release carbon dioxide CO2, preferably based on NaHCCl ·. K 2 CO 3, Na 2 CO 3 and any weak water-soluble acid which is non-toxic and has a melting point higher than 100 ° C, eg citric acid, ascorbic acid, tartaric acid, malic acid, benzoic acid, folic acid. In the case of water penetration, an acid-base reaction occurs between the carbonates and acids present, the formation of salts of the respective acid and the release of carbon dioxide, which subsequently disrupts the structure of the conductive printing layer by changing the sheet resistance. In this case, the conductive additive may be conductive metal particles with a size of micrometers or nanometers such as silver or copper, or carbon particles or a mixture with a conductive polymer in a concentration higher than the percolation threshold.
Takto připravený lineární senzorový systém je možno snadno aplikovat tiskovými postupy běžnými v průmyslové praxi, mezi nimiž jsou preferovány flexotisk, hlubotisk, sítotisk, inkjet, tampónový nebo offsetový tisk. Technologie přípravy umožňuje výrobu velkoplošných lineárních senzorových systémů, které je pak následně možno použít jako senzory nežádoucího úniku vodou ředitelných kapalin ze zásobníků, jímek, zásobovacích nádrží, přepravního potrubí, produktovodů nebo topných systémů apod. Systém je také vhodný k detekci nežádoucích průsaků bazénů, stavebních konstrukcí stěn a příček, ale také nežádoucích průsaků do obtížně přístupných částí lodí nebo automobilů, kde voda může způsobit korozi a narušení vlastní konstrukce vozidla, případně elektroinstalace.The linear sensor system thus prepared can be easily applied by printing methods common in industrial practice, among which flexographic printing, gravure printing, screen printing, inkjet, pad printing or offset printing are preferred. The preparation technology enables the production of large-area linear sensor systems, which can then be used as sensors for unwanted leakage of water-soluble liquids from reservoirs, sumps, supply tanks, transport pipes, product pipelines or heating systems, etc. The system is also suitable for detecting undesirable leaks in swimming pools, buildings construction of walls and partitions, but also unwanted leaks into hard-to-reach parts of ships or cars, where water can cause corrosion and disruption of the vehicle's own construction, or electrical installations.
Vedle kontroly systémů, kde je kontrolován únik vody lze lineární senzorový systém podle tohoto vynálezu aplikovat i u rezervoárů obsahujících ropné produkty, oleje, či jiné typy nebezpečných kapalin. V daných případech pak je lineární senzor vytvořen na bázi vodivých mikročástic nebo nanočástic kovu jako je stříbro nebo měď, nebo makročástic nebo nanočástic uhlíku. Může ho rovněž tvořit i kompozice vodivého polymeru rozpustného či redispergovatelného v daných nepolárních rozpouštědlech. Dané kompozice jsou pak pojeny v nevodivé polymemí matrici rozpustné v nepolárních rozpouštědlech, uhlovodících, s výhodou např. polystyrenu neboli PS, polyvinylacetátu neboli PVAC, polyvinylkarbazol neboli PVK, polymethylmethakrylát neboli PMMA, aj. V případě detekce u nádrží s polárními rozpouštědly pak lze analogicky použít jako nevodivou polymemí matrici polymery, které jsou rozpustné v těchto typech rozpouštědel.In addition to controlling systems where water leakage is controlled, the linear sensor system of the present invention can also be applied to reservoirs containing petroleum products, oils, or other types of hazardous liquids. In these cases, the linear sensor is formed on the basis of conductive microparticles or metal nanoparticles such as silver or copper, or macroparticles or carbon nanoparticles. It can also consist of conductive polymer compositions soluble or redispersible in given non-polar solvents. The compositions are then combined in a non-conductive polymer matrix soluble in non-polar solvents, hydrocarbons, preferably e.g. polystyrene or PS, polyvinyl acetate or PVAC, polyvinylcarbazole or PVK, polymethyl methacrylate or PMMA, etc. In case of detection in tanks with polar solvents they can be used analogously. as a non-conductive polymer matrix, polymers which are soluble in these types of solvents.
Bezkontaktní signalizace a měření průniku vody nevyžaduje jakékoliv namšení konstrukce uložení kontrolovaného lineárního senzorového systému. Měření umožňuje přesně lokalizovat místo nežádoucího kontaktu lineárního senzoru s vodou či jinou kapalinou, a tudíž i oblast průniku vody či kapaliny do nebo z lineárního senzorového systému.Non-contact signaling and water penetration measurement does not require any interference with the design of the controlled linear sensor system. The measurement makes it possible to precisely locate the place of unwanted contact of the linear sensor with water or another liquid, and thus also the area of penetration of water or liquid into or from the linear sensor system.
Měření změny plošného odpom lineárního senzoru se provádí pomocí přenosné detekční jednotky pracující na principu kapacitní vazby s tištěným lineárním senzorem. Detekční jednotka může pracovat v rozmezí pracovních frekvencí 10 až 100 MHz. Jednotka sestává ze dvou částí, RF vysílače a RF přijímače, které mohou být od sebe vzdáleny 20 až 500 cm. RF vysílač s kapacitním vazebním elementem umístěným nad lineárním senzorem ve výšce 0,1 až 20 mm, tzn. bez nutnosti jejich přímého kontaktu, vyšle detekční signál, je-li lineární senzor dostatečně vodivý, tedy že plošný odpor lineárního senzoru o délce odpovídající vzdálenosti mezi RF vysílačem a RF přijímačem je menší než 6000 Ohm. Pak RF přijímač s kapacitním vazebním elementem umístěným nad lineárním senzorem ve výšce 0,1 až 20 mm, tzn. bez nutnosti jejich přímého kontaktu, signál přijme, což je lineárním senzorovým systémem detekováno jako neporušený stav senzoru, tzn. bez kontaktu s kapalinou. V případě zvýšení impedance senzoru nad limitní hodnotu, konkrétně tak, že hodnota plošného odporu lineárního senzoru o délceThe measurement of the change in the area response of a linear sensor is performed by means of a portable detection unit working on the principle of capacitive coupling with a printed linear sensor. The detection unit can operate in the operating frequency range of 10 to 100 MHz. The unit consists of two parts, an RF transmitter and an RF receiver, which can be spaced 20 to 500 cm apart. RF transmitter with a capacitive coupling element located above the linear sensor at a height of 0.1 to 20 mm, ie. without the need for their direct contact, sends a detection signal if the linear sensor is sufficiently conductive, i.e. that the sheet resistance of the linear sensor with a length corresponding to the distance between the RF transmitter and the RF receiver is less than 6000 Ohm. Then the RF receiver with a capacitive coupling element placed above the linear sensor at a height of 0.1 to 20 mm, ie. without the need for their direct contact, it receives the signal, which is detected by the linear sensor system as an intact state of the sensor, ie. without contact with liquid. In the case of increasing the impedance of the sensor above the limit value, specifically so that the value of the sheet resistance of the linear sensor of length
-3 CZ 2018 - 628 A3 odpovídající vzdálenosti mezi vazebním elementem RF vysílače a RF přijímače se zvětší minimálně o jeden řád oproti hodnotě plošného odporu v neporušeném stavu, v důsledku kontaktu s kapalinou dojde k útlumu přenášeného detekčního signálu mezi RF vysílačem a RF přijímačem a lineární senzorový systém detekuje porušený stav senzoru.-3 GB 2018 - 628 A3 corresponding distance between the coupling element of the RF transmitter and the RF receiver increases by at least one order of magnitude compared to the value of the sheet resistance in the intact state, due to contact with the liquid the transmitted detection signal between the RF transmitter and the RF receiver and linear the sensor system detects a faulty sensor condition.
Detekční jednotka s RF vysílačem a RF přijímačem může mít ve výhodném provedení podobu přenosného zařízení, které lze využívat ke kontrole průsaku izolační vrstvy dle potřeby na různých místech. Může být však umístěna v těsné blízkosti lineárního senzoru bez nutnosti jejich přímého kontaktu také trvale. Pak je možno naprogramovat cyklicky se opakující měření integrity lineárního senzoru a současně je možno připojit detekční jednotku k bezdrátovému přenosu dat tak, že v případě nežádoucího úniku vody bude signál ihned poslán k příslušným zodpovědným pracovníkům, přičemž pro přenos dat lze využít Wi-Fi nebo sítě Internetu věcí.The detection unit with the RF transmitter and the RF receiver can in a preferred embodiment be in the form of a portable device, which can be used to check the leakage of the insulating layer as required at various locations. However, it can be placed in close proximity to the linear sensor without the need for direct direct contact. It is then possible to program cyclically repeated measurements of the integrity of the linear sensor and at the same time it is possible to connect the detection unit to wireless data transmission so that in case of unwanted water leakage the signal will be immediately sent to appropriate personnel, using Wi-Fi or network for data transmission. Internet of Things.
Výhody lineárního senzorového systému pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin podle tohoto vynálezu spočívají zejména v tom, že je schopen obsáhnout velkou plochu pro signalizaci a měření průniku kapalin a zároveň zaručuje snadnou detekci místa nežádoucího jevu tak, že je možno závadu rychle odstranit. Metoda detekce stavu senzoru je neinvazivní, bezkontaktní, takže není narušena kompaktnost detekovaného prostředí.The advantages of the linear sensor system for non-contact signaling and liquid penetration measurement according to the invention are in particular that it is able to cover a large area for signaling and measuring liquid penetration and at the same time guarantees easy detection of the undesirable phenomenon so that the fault can be rectified quickly. The method of detecting the state of the sensor is non-invasive, non-contact, so the compactness of the detected environment is not disturbed.
Objasnění výkresůExplanation of drawings
Uvedený vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde:The present invention will be further elucidated in the following figures, where:
obr. la znázorňuje řez senzorem s vodivou tiskovou vrstvou, obr. 1b znázorňuje řez senzorem při narušení struktury vodivé tiskové vrstvy rozpuštěním, obr. 2a znázorňuje řez senzorem s vodivou tiskovou vrstvu uspořádanou nad nevodivou tiskovou vrstvou, obr. 2b znázorňuje řez senzorem při narušení struktury vodivé tiskové vrstvy uspořádané nad nevodivou tiskovou vrstvou, obr. 3 znázorňuje pohled shora na senzor s vodivou tiskovou vrstvou uspořádanou paralelně s nevodivou tiskovou vrstvou, obr. 4 znázorňuje pohled shora na senzor s vodivou tiskovou vrstvou uspořádanou kolmo k nevodivé tiskové vrstvě, obr. 5 znázorňuje pohled na lineární senzorový systém s pevně umístěným RF vysílačem a volně pohyblivým RF přijímačem, obr. 6 znázorňuje pohled na lineární senzorový systém s narušenou strukturou senzoru s pevně umístěným RF vysílačem a volně pohyblivým RF přijímačem, obr. 7 znázorňuje pohled na lineární senzorový systém s narušenou strukturou senzoru se vzájemně pevně uspořádaným RF vysílačem a RF přijímačem, obr. 8 znázorňuje pohled na lineární senzorový systém uspořádaný na potrubí, obr. 9 znázorňuje pohled na lineární senzorový systém uspořádaný na spodní straně nádrže.Fig. 1a shows a section of a sensor with a conductive printing layer, Fig. 1b shows a section of a sensor when the structure of a conductive printing layer is broken by dissolution, Fig. 2a shows a section of a sensor with a conductive printing layer arranged above a non-conductive printing layer; conductive printing layers arranged above the non-conductive printing layer, Fig. 3 shows a top view of a sensor with a conductive printing layer arranged parallel to the non-conductive printing layer, Fig. 4 shows a top view of a sensor with a conductive printing layer arranged perpendicular to the non-conductive printing layer, Fig. 5 Fig. 6 shows a view of a linear sensor system with a fixed RF transmitter and a free-moving RF receiver, Fig. 6 shows a view of a linear sensor system with a disturbed sensor structure with a fixed RF transmitter and a free-moving RF receiver, Fig. 7 shows a view of linear sensors Fig. 8 shows a view of a linear sensor system arranged on a pipe, Fig. 9 shows a view of a linear sensor system arranged on the underside of a tank.
-4 CZ 2018 - 628 A3-4 CZ 2018 - 628 A3
Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention
Příklad 1Example 1
Na nosný podklad 9 z PET fólie s tloušťkou 75 pm byly natištěny periodicky se opakující pruhy nevodivé tiskové vrstvy 10 o rozměrech 5x1 cm, které byly od sebe vzdáleny 5 cm. Tisk daných struktur nevodivých tiskových vrstev 10 byl proveden sítotiskem na základě tiskové formulace obsahující superabsorbenty. Po zasušení daných obrazců nevodivých tiskových vrstev 10 byly následně přetištěny souvislou vodivou tiskovou vrstvou 5 se šířkou 1 cm na bázi uhlíkového kompozitu. Ten byl představován formulací na bázi GNP uhlíkových částic jakožto vodivých částic 7, polymeru poly(vinylalkohol) neboli PVA a polymeru hydroxyethylcelulóza neboli HEC, což představuje nevodivou polymemí matrici 6, který zároveň tvoří prostředek 8 pro narušení struktury vodivé tiskové vrstvy 5 a snížení nebo přerušení její vodivosti. Do formulace byl přidán pro lepší smáčivost neionogenní surfaktant. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 150 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 4500 Ω. Po nanesení 500 pl vody na vodivou tiskovou vrstvu 5 v místě obrazců nevodivých tiskových vrstev 10 se superabsorbérem vzrostl odpor celé vodivé tiskové vrstvy 5 na 225 000 Ω. Takto připravený senzor 2 je znázorněn na obr. la, po rozpuštění nevodivé polymemí matrice 6 je senzor 2 znázorněn na obr. 1b.Periodically repeating strips of non-conductive printing layer 10 measuring 5 x 1 cm, which were spaced 5 cm apart, were printed on a support substrate 9 of PET film with a thickness of 75 μm. The printing of the structures of the non-conductive printing layers 10 was performed by screen printing on the basis of a printing formulation containing superabsorbents. After the given patterns of non-conductive printing layers 10 were dried, they were subsequently overprinted with a continuous conductive printing layer 5 with a width of 1 cm based on a carbon composite. This was represented by a formulation based on GNP carbon particles as conductive particles 7, poly (vinyl alcohol) or PVA polymer and hydroxyethylcellulose or HEC polymer, which is a non-conductive polymer matrix 6, which also forms a means 8 for disrupting the structure of conductive printing layer 5 and reducing or interrupting its conductivity. A nonionic surfactant was added to the formulation for better wettability. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, when the sheet resistance was about 150 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 4500 Ω. After applying 500 μl of water to the conductive printing layer 5 in place of the patterns of the non-conductive printing layers 10 with the superabsorbent, the resistance of the entire conductive printing layer 5 increased to 225,000 000. The sensor 2 thus prepared is shown in Fig. 1a, after dissolving the non-conductive polymer matrix 6, the sensor 2 is shown in Fig. 1b.
Příklad 2Example 2
Na nosný podklad 9 z PP fólie s tloušťkou 60 pm byla natištěna souvislá linka vodivé tiskové vrstvy 5 s šířkou 1 cm na bázi uhlíkového kompozitu. Ten byl představován formulací na bázi grafitu - uhlíkových částic jakožto vodivých částic 7 a polymeru polystyren, jakožto nevodivé polymemí matrice 6. Jako rozpouštědlový systém byly použity lehké benzínové frakce. K tisku byla použita technika sítotisku. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 120 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 3600 Ω. Po nanesení 500 pl nafty na linku vodivé tiskové vrstvy 5 vzrostl odpor celé linky vodivé tiskové vrstvy 5 na 560 000 Ω.A continuous line of a 1 cm wide conductive printing layer 5 based on a carbon composite was printed on a support substrate 9 made of PP foil with a thickness of 60 μm. This was represented by a formulation based on graphite - carbon particles as conductive particles 7 and polystyrene polymer as non-conductive polymer matrix 6. Light gasoline fractions were used as the solvent system. The screen printing technique was used for printing. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, when the sheet resistance was about 120 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 3600 Ω. After applying 500 μl of diesel to the conductive printing layer line 5, the resistance of the entire conductive printing layer line 5 increased to 560,000 Ω.
Příklad 3Example 3
Na nosný podklad 9 ve formě tenkovrstvého papim opatřeného PP vrstvou byla natištěna souvislá linka vodivé tiskové vrstvy 5 s šířkou 1 cm na bázi uhlíkového kompozitu. Ten byl představován formulací na bázi grafitu - uhlíkových částic, jakožto vodivých částic 7, a polymeru polyethylenglykol neboli PEG a PVA v poměru 1:1, jakožto nevodivé polymemí matrice 6. Jako rozpouštědlový systém byla použita voda v kombinaci s glykoléthery pro zajištění nižšího povrchového napětí. K tisku byla použita technika sítotisku. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 82 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 2400 Ω. Po nanesení 500 pl vody na linku vodivé tiskové vrstvy 5 vzrostl odpor celé linky na 18 000 Ω.A continuous line of a conductive printing layer 5 with a width of 1 cm based on a carbon composite was printed on a support substrate 9 in the form of a thin-film papim provided with a PP layer. This was represented by a formulation based on graphite - carbon particles, as conductive particles 7, and a polymer of polyethylene glycol or PEG and PVA in a ratio of 1: 1, as a non-conductive polymer matrix 6. Water was used as a solvent system in combination with glycol ethers to ensure lower surface tension. . The screen printing technique was used for printing. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, when the sheet resistance was about 82 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 2400 Ω. After applying 500 μl of water to the conductive printing layer line 5, the resistance of the entire line increased to 18,000 Ω.
Příklad 4Example 4
Na nosný podklad 9 z PET fólie s tloušťkou 75 pm byla natištěna souvislá linka vodivé tiskové vrstvy 5 s šířkou 0,3 cm na bázi stříbrného kompozitu. Ten byl představován formulací na bázi stříbrných mikročástic, jakožto vodivých částic 7. Jako rozpouštědlový systém byly použity benzínové frakce, konkrétně hydrogenovaná lehká. K tisku byla použita technika sítotisku. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 0,1 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 10 Ω. Po nanesení 500 pl petroleje na linku vodivé tiskové vrstvy 5 vzrostl odpor celé linky vodivé tiskové vrstvy 5 na víc jak 1 ΜΩ.A continuous line of a conductive printing layer 5 with a width of 0.3 cm based on a silver composite was printed on a support substrate 9 of PET film with a thickness of 75 μm. This was represented by a formulation based on silver microparticles as conductive particles 7. Gasoline fractions, namely hydrogenated light, were used as the solvent system. The screen printing technique was used for printing. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, where the sheet resistance was about 0.1 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 10 Ω. After applying 500 μl of kerosene to the conductive printing layer line 5, the resistance of the entire conductive printing layer line 5 increased to more than 1 ΜΩ.
-5 CZ 2018 - 628 A3-5 CZ 2018 - 628 A3
Příklad 5Example 5
Na nosný podklad 9 z PEN fólie s tloušťkou 50 pm byly natištěny periodicky se opakující pruhy nevodivé tiskové vrstvy 10 o rozměrech 5 x 0,5 cm, které byly od sebe vzdáleny 5 cm. Tisk daných struktur nevodivých tiskových vrstev 10 byl proveden sítotiskem na základě tiskové formulace obsahující kyselinu citrónovou. Po zasušení daných obrazců nevodivých tiskových vrstev 10 byla následně ve vzdálenosti 0,5 cm paralelně natištěna souvislá linka vodivé tiskové vrstvy 5 s šířkou 1 cm na bázi uhlíkového kompozitu. Ten byl představován formulací na bázi GNP uhlíkových částic, jakožto vodivých částic 7, K2CO3, polymeru PVA a polymeru HEC, jakožto nevodivé polymemí matrice 6, tvořící zároveň prostředek 8 pro narušení struktury vodivé tiskové vrstvy 5 a snížení nebo přerušení její vodivosti. Do formulace byl přidán pro lepší smáčivost neionogenní surfaktant. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 170 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 5100 Ω. Po nanesení 1500 pl vody na linku vodivé tiskové vrstvy 5 a obrazce s kyselinou citrónovou vzrostl odpor celé linky vodivé tiskové vrstvy 5 na 86 000 Ω. Takto připravený senzor 2 je znázorněn na obr. 2a, po uvolnění oxidu uhličitého vznikajícího acidobazickou reakcí z nevodivé polymemí matrice 6 je senzor 2 znázorněn na obr. 2b.Periodically repeating strips of non-conductive printing layer 10 measuring 5 x 0.5 cm, which were spaced 5 cm apart, were printed on a support substrate 9 of PEN foil with a thickness of 50 μm. The printing of the structures of the non-conductive printing layers 10 was performed by screen printing on the basis of a printing formulation containing citric acid. After the given patterns of non-conductive printing layers 10 were dried, a continuous line of conductive printing layer 5 with a width of 1 cm based on a carbon composite was subsequently printed in parallel at a distance of 0.5 cm. This was represented by a formulation based on GNP carbon particles as conductive particles 7, K 2 CO 3, PVA polymer and HEC polymer as non-conductive polymer matrix 6, forming at the same time a means 8 for disrupting the structure of the conductive printing layer 5 and reducing or interrupting its conductivity. A nonionic surfactant was added to the formulation for better wettability. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, when the sheet resistance was about 170 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 5100 Ω. After applying 1500 μl of water to the conductive printing layer line 5 and the citric acid pattern, the resistance of the entire conductive printing layer line 5 increased to 86,000 Ω. The sensor 2 thus prepared is shown in Fig. 2a, after the release of carbon dioxide formed by the acid-base reaction from the non-conductive polymer matrix 6, the sensor 2 is shown in Fig. 2b.
Příklad 6Example 6
Obdobné jako v příkladu 4 s tím rozdílem, že jako nevodivá polymemí matrice 6 byl použit PMMA.Similar to Example 4 except that PMMA was used as the non-conductive polymer matrix 6.
Příklad 7Example 7
Na nosný podklad 9 z PET fólie s tloušťkou 75 pm byly natištěny souvislé pruhy nevodivé tiskové vrstvy 10 o šířce 0,5 cm. Tisk daných struktur nevodivé tiskové vrstvy 10 byl proveden sítotiskem na základě tiskové formulace obsahující kyselinu vinnou. Po zasušení daných vrstev nevodivé tiskové vrstvy 10 byla následně ve vzdálenosti 0,5 cm paralelně natištěna souvislá linka vodivé tiskové vrstvy 5 s šířkou 1 cm na bázi uhlíkového kompozitu, jak je znázorněno na obr. 3. Vzájemné uspořádání nevodivé tiskové vrstvy 10 a vodivé tiskové vrstvy 5 může být i kolmé, jak je znázorněno na obr. 4. Uhlíkový kompozit byl představován formulací na bázi GNP uhlíkových částic, jakožto vodivých částic 7, NaHCCl·,. polymem HEC, jakožto nevodivé polymemí matrice 6. Do formulace byl přidán pro lepší smáčivost neionogenní surfaktant. Po zasušení linky vodivé tiskové vrstvy 5 byl změřen její odpor, kdy plošný odpor byl cca 140 Ω na čtvercový segment plochy. 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 pak mělo odpor cca 4200 Ω. Po nanesení 1500 pl vody na linku vodivé tiskové vrstvy 5 uhlíkového kompozitu a linku vodivé tiskové vrstvy 5 s kyselinou vinnou vzrostl odpor celé linky na 73 000 Ω.Continuous strips of a 0.5 cm wide non-conductive printing layer 10 were printed on a support substrate 9 of PET film with a thickness of 75 μm. The structures of the non-conductive printing layer 10 were screen-printed on the basis of a printing formulation containing tartaric acid. After the given layers of the non-conductive printing layer 10 were dried, a continuous line of a conductive printing layer 5 with a width of 1 cm based on a carbon composite was subsequently printed in parallel at a distance of 0.5 cm, as shown in Fig. 3. layer 5 can also be perpendicular, as shown in Fig. 4. The carbon composite was represented by a formulation based on GNP carbon particles, as conductive particles 7, NaHCCl 2. HEC polymer as a non-conductive polymer matrix 6. A nonionic surfactant was added to the formulation for better wettability. After drying the line of the conductive printing layer 5, its resistance was measured, when the sheet resistance was about 140 Ω per square segment of the surface. 30 cm of the line of the conductive printing layer 5 then had a resistance of approx. 4200 Ω. After applying 1500 μl of water to the carbon composite conductive printing layer line 5 and the tartaric acid conductive printing layer line 5, the resistance of the whole line increased to 73,000 Ω.
Příklad 8Example 8
Obdobné podmínky jako v příkladu 2 s tím rozdílem, že jako nevodivá polymemí matrice 6 byl použit PMMA. Linky vodivé tiskové vrstvy 5 vykazovaly plošný odpor 90 Ω na čtvercový segment plochy. Po nanesení N-Methyl-2-pyrrolidon neboli NMP jakožto aprotického rozpouštědla vzrostl odpor 30 cm linky vodivé tiskové vrstvy 5 z 2700 Ω na 115 000 Ω.Conditions similar to Example 2 except that PMMA was used as the non-conductive polymer matrix 6. The lines of the conductive printing layer 5 had a surface resistance of 90 Ω per square segment of surface. After the application of N-methyl-2-pyrrolidone or NMP as an aprotic solvent, the resistance of the 30 cm line of the conductive printing layer 5 increased from 2700 Ω to 115,000 Ω.
Příklad 9Example 9
Lineární senzor 2 realizovaný dle příkladu 1 byl umístěn na rovném nosném podkladu 9. Na začátku vodivé dráhy senzom, resp. vodivé tiskové vrstvy 5 byl pevně umístěn RF vysílač 3, resp. vysílací část čtecího zařízení, přičemž kapacitní vazební prvek uvnitř byl v tomto uspořádání umístěn nad vodivou dráhou vodivé tiskové vrstvy 5 ve výšce 5 mm. RF přijímač 4, tedy přijímací část čtecího zařízení byl umístěn na opačný konec vodivé dráhy, resp. vodivé tiskové vrstvy 5 senzom, přičemž kapacitní vazební prvek uvnitř byl v tomto uspořádání umístěn nad vodivou dráhou vodivé tiskové vrstvy 5 rovněž ve výšce 5 mm. Ve výchozím stavu bezThe linear sensor 2 realized according to Example 1 was placed on a flat support base 9. At the beginning of the conductive path sensor, resp. conductive printing layer 5, the RF transmitter 3, resp. the transmitting part of the reading device, the capacitive coupling element inside being located in this arrangement above the conductive path of the conductive printing layer 5 at a height of 5 mm. The RF receiver 4, i.e. the receiving part of the reading device, has been placed at the opposite end of the conductive path, resp. of the conductive printing layer 5 without sensing, the capacitive coupling element inside being located in this arrangement above the conductive path of the conductive printing layer 5 also at a height of 5 mm. By default without
-6 CZ 2018 - 628 A3 přítomnosti kapaliny byl vodivou tiskovou vrstvou 5 senzoru 2 přenášen měřicí signál o frekvenci 27 MHz z RF vysílače 3 do RF přijímače 4, kde byl přenos signálu indikován plnou výchylkou indikátoru 11. Takto uspořádaný lineární senzorový systém 1 je znázorněn na obr. 5. Následně byla na senzor 2 aplikována kapalina, která byla absorbována superabrsorbční vrstvou senzoru 2, čímž došlo k následnému rozrušení vodivé tiskové vrstvy 5. V důsledku toho byl narušen přenos měřicího signálu mezi RF vysílačem 3 a RF přijímačem 4, což bylo indikováno nulovou výchylkou indikátoru 11. RF přijímač 4 byl plynule posouván směrem k RF vysílači 4 ve směru podélné osy vodivé tiskové vrstvy 5 až do okamžiku, kdy indikátor 11 opět ukázal plnou výchylku. Takto bylo lokalizováno místo defektu vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 způsobené kontaktem s kapalinou. Takto uspořádaný lineární senzorový systém J_ je znázorněn na obr. 6.-6 CZ 2018 - 628 A3 in the presence of liquid, a measuring signal with a frequency of 27 MHz was transmitted through the conductive printing layer 5 of the sensor 2 from the RF transmitter 3 to the RF receiver 4, where the signal transmission was indicated by full deflection of the indicator 11. in Fig. 5. Subsequently, a liquid was applied to the sensor 2, which was absorbed by the superabsorbent layer of the sensor 2, thereby subsequently disrupting the conductive printing layer 5. As a result, the transmission of the measurement signal between the RF transmitter 3 and the RF receiver 4 was disrupted. indicated by the zero deflection of the indicator 11. The RF receiver 4 was continuously moved towards the RF transmitter 4 in the direction of the longitudinal axis of the conductive printing layer 5 until the indicator 11 again showed full deflection. Thus, the location of the defect of the conductive printing layer 5 of the sensor 2 caused by the contact with the liquid was located. The linear sensor system J arranged in this way is shown in FIG. 6.
Příklad 10Example 10
Lineární senzor 2 realizovaný dle příkladu 2 byl umístěn na rovném nosném podkladu 9. Na senzor 2 byla aplikována kapalina, čímž došlo lokálnímu narušení vodivé tiskové vrstvy 5. Nad senzor 2 bylo ve výšce 10 mm umístěno čtecí zařízení v kompaktním provedení s integrovaným RF vysílačem 3 i RF přijímačem 4 s pracovní frekvencí 27 MHz a pevným umístěním obou vazebních kapacitních elementů ve vzájemné vzdálenosti 20 cm. V oblasti mimo defekt vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 čtecí zařízení indikovalo přenos měřicího signálu senzorem 2 maximální výchylkou indikátoru 11. Posunem čtecího zařízení ve směru podélné osy vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 nad senzorem 2 bylo lokalizováno místo defektu vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 způsobené kontaktem s kapalinou prostřednictvím poklesu výchylky indikátoru 11. Takto uspořádaný lineární senzorový systém J_ je znázorněn na obr. 7.The linear sensor 2 realized according to Example 2 was placed on a flat support base 9. Liquid was applied to the sensor 2, which locally disturbed the conductive printing layer 5. Above the sensor 2 a reading device in a compact design with integrated RF transmitter 3 was placed at a height of 10 mm. i RF receiver 4 with a working frequency of 27 MHz and a fixed location of both coupling capacitive elements at a distance of 20 cm from each other. In the area outside the defect of the conductive printing layer 5 of the sensor 2, the reading device indicated the transmission of the measuring signal by the sensor 2 by the maximum deflection of the indicator 11. By moving the reading device in the direction of the longitudinal axis of the conductive printing layer 5 of the sensor 2 above the sensor 2. contact with the liquid by means of a decrease in the deflection of the indicator 11. The linear sensor system J 1 thus arranged is shown in FIG.
Příklad 11Example 11
Na nekovovém potrubí s ropnými produkty představující nosný podklad 9 byl umístěn lineární senzor 2 průsaku dle příkladu 4 o délce 200 cm vodivé tiskové vrstvy 5. Na opačných koncích vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 byl pevně umístěn RF vysílač 3 a RF přijímač 4 čtecího zařízení s pracovní frekvencí 27 MHz. Stav senzoru 2 byl v tomto uspořádání periodicky monitorován čtecím zařízením a informace o stavu byla bezdrátově přenášena na kontrolní pracoviště. Kapalina unikající prasklinou v potrubí způsobila narušení vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2. Tento defekt byl detekován čtecím zařízením a informace přenesena na kontrolní pracoviště. Takto uspořádaný lineární senzorový systém 1 je znázorněn na obr. 8.A linear leak sensor 2 according to Example 4 with a length of 200 cm of conductive printing layer 5 was placed on a non-metallic pipe with petroleum products representing the support substrate 9. At the opposite ends of the conductive printing layer 5 of sensor 2 a RF transmitter 3 and RF receiver 4 of a reading device with operating frequency 27 MHz. In this arrangement, the status of the sensor 2 was periodically monitored by a reading device and the status information was transmitted wirelessly to the control station. The liquid escaping through the crack in the pipe caused the conductive printing layer 5 of the sensor 2 to be disturbed. This defect was detected by a reading device and the information was transferred to the control workplace. The linear sensor system 1 arranged in this way is shown in FIG. 8.
Příklad 12Example 12
Na vnější straně dna nádrže s kapalinou představující nosný podklad 9 byl umístěn lineární senzor 2 průsaku dle příkladu 3 o délce 150 cm vodivé tiskové vrstvy 5. Na opačných koncích vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 byl pevně umístěn RF vysílač 3 a RF přijímač 4 čtecího zařízení s pracovní frekvencí 27 MHz. Stav senzoru 2 byl v tomto uspořádání periodicky monitorován čtecím zařízením a informace o stavu byla bezdrátově přenášena na kontrolní pracoviště. Kapalina unikající prasklinou ve dně nádrže způsobila narušení vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2. Tento defekt byl detekován čtecím zařízením a informace přenesena na kontrolní pracoviště. Takto uspořádaný lineární senzorový systém 1 je znázorněn na obr. 9.A linear leak sensor 2 according to Example 3 with a length of 150 cm of conductive printing layer 5 was placed on the outside of the bottom of the liquid tank representing the support substrate 9. At the opposite ends of the conductive printing layer 5 of sensor 2 a RF transmitter 3 and RF receiver 4 of the reading device were fixed. with an operating frequency of 27 MHz. In this arrangement, the status of the sensor 2 was periodically monitored by a reading device and the status information was transmitted wirelessly to the control station. The liquid escaping through the crack in the bottom of the tank caused the conductive printing layer 5 of the sensor 2 to be disturbed. This defect was detected by a reading device and the information was transferred to the control workplace. The linear sensor system 1 arranged in this way is shown in FIG. 9.
Příklad 13Example 13
Na vnější straně dna nádrže s kapalinou představující nosný podklad 9 byla přímo natištěna vodivá tisková vrstva 5 lineárního senzoru 2 průsaku se složením dle příkladu 3 o šířce 1 cm a délce 300 cm vodivé tiskové vrstvy 5. Na opačných koncích vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2 byl pevně umístěn RF vysílač 3 a RF přijímač 4 čtecího zařízení s pracovní frekvencí 27 MHz. Stav senzoru 2 byl v tomto uspořádání periodicky monitorován čtecím zařízením a informace o stavu byla bezdrátově přenášena na kontrolní pracoviště. Kapalina unikající prasklinou ve dněOn the outside of the bottom of the liquid tank representing the support substrate 9, a conductive printing layer 5 of a linear leakage sensor 2 with a composition according to Example 3 with a width of 1 cm and a length of 300 cm of conductive printing layer 5 was printed directly. fixed RF transmitter 3 and RF receiver 4 of a reading device with an operating frequency of 27 MHz. In this arrangement, the status of the sensor 2 was periodically monitored by a reading device and the status information was transmitted wirelessly to the control station. Liquid escaping through a crack in the bottom
-7 CZ 2018 - 628 A3 nádrže způsobila narušení vodivé tiskové vrstvy 5 senzoru 2. Tento defekt byl detekován čtecím zařízením a informace přenesena na kontrolní pracoviště.-7 CZ 2018 - 628 A3 tanks caused the disturbance of the conductive printing layer 5 of the sensor 2. This defect was detected by a reading device and the information was transferred to the control workplace.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Lineární senzorový systém pro bezkontaktní signalizaci a měření průniku kapalin lze využít při aplikacích, kdy je potřeba sledovat průnik kapalin.The linear sensor system for contactless signaling and liquid penetration measurement can be used in applications where liquid penetration needs to be monitored.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-628A CZ2018628A3 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-628A CZ2018628A3 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ308247B6 CZ308247B6 (en) | 2020-03-18 |
| CZ2018628A3 true CZ2018628A3 (en) | 2020-03-18 |
Family
ID=69772697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-628A CZ2018628A3 (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2018628A3 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ309455B6 (en) * | 2022-02-21 | 2023-01-25 | Univerzita Pardubice | Electronic sensor for selective detection of liquids |
| DE202023002750U1 (en) | 2022-02-21 | 2024-05-13 | Tesla Blatna, A.S. | Electronic sensor for selective liquid detection |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1751515A1 (en) * | 2004-06-04 | 2007-02-14 | Sensible Solutions AB | Moisture sensor system |
| WO2008069753A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Sensible Solutions Sweden Ab | Sensor arrangement using rfid units |
| US8978452B2 (en) * | 2011-08-11 | 2015-03-17 | 3M Innovative Properties Company | Wetness sensor using RF circuit with frangible link |
| JP6146596B2 (en) * | 2013-02-04 | 2017-06-14 | ユミン システム テクノロジー カンパニー，リミテッド | Acid solution leak detector |
| CN206740342U (en) * | 2017-03-17 | 2017-12-12 | 左金凤 | A kind of box sealing performance detection means |
-
2018
- 2018-11-14 CZ CZ2018-628A patent/CZ2018628A3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ308247B6 (en) | 2020-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ2018628A3 (en) | Linear sensor system for non-contact signalling and measuring liquid penetration | |
| US8971673B2 (en) | Sensor tape for security detection and method of fabrication | |
| TW201312104A (en) | Wetness sensor using RF circuit with frangible link | |
| US20150338363A1 (en) | Capacitive fringing field sensors and electrical conductivity sensors integrated into printed circuit boards | |
| KR102109143B1 (en) | Leak detector with liquid inflow means | |
| US10883954B2 (en) | Capacitive sensor array for structure damage detection or health assessment | |
| US20130113505A1 (en) | Sensor for detecting liquid spilling | |
| JP2019124657A (en) | Moisture detection sensor | |
| KR101479177B1 (en) | Leak sensor for sensing moisture | |
| US20100141281A1 (en) | Water detector | |
| US8653971B2 (en) | Sensor tape for security detection and method of fabrication | |
| US5017908A (en) | Solvent responsive signal-carrying device | |
| US20230417621A1 (en) | Fluid detection fabric | |
| CN101371364A (en) | Sensor for detecting organic liquids | |
| KR101738245B1 (en) | Leak Sensor Apparatus For Sensing Moisture | |
| EP0191547B1 (en) | Sensorcable | |
| DE69232306T2 (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETECTING OIL ON WATER | |
| KR102084721B1 (en) | Capacitive leak sensor | |
| KR101500515B1 (en) | Oil leakage detecting apparatus | |
| KR101101579B1 (en) | tape for self checking water leakage and apparatus including the same | |
| KR101937437B1 (en) | Multiple leak detection sensor | |
| CZ35976U1 (en) | Electronic sensor for selective detection of liquids | |
| CZ202280A3 (en) | Electronic sensor for selective detection of liquids | |
| CN220854047U (en) | Water immersion probe device | |
| CN210774583U (en) | Liquid leakage detection device |