DE19912478A1 - Test appts. to detect leak tightness and location of leaks of electric isolating material - Google Patents

Test appts. to detect leak tightness and location of leaks of electric isolating material

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Abstract

The appts. has two current electrodes (1,3) and two electric potential probes (2,4) positioned above and adjacent but not under the sealing (5) to be tested. Current is fed via the electrodes and measured. The voltage between the probes is measured. The voltage difference between a probe near the sealing and one above the sealing is measured (8). An apparent specific electric resistance is calculated. The resistance value is high where the sealing is intact and is significantly smaller when a leakage is present.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zum Nachweis der Dichtheit von und Leckortung in flächig ausgebildeten Abdichtungen aus elektrisch isolierendem Material, wie z. B. Kunststoffdichtungsbahnen bei Deponieoberflächenabdichtungen. Die Abdichtung aus elektrisch isolierendem Material ist von elektrisch leitenden Material, wie z. B. Erdreich und Abfall, umgeben. Die Dichtheit der Abdichtung wird dabei durch die Bestimmung des scheinbaren spezifischen elektrischen Widerstandes einer elektrischen Anordnung nachgewiesen.The invention relates to a test device for the detection of Leak tightness and leak detection in flat-shaped Seals made of electrically insulating material, such as. B. Plastic geomembranes for landfill surface seals. The seal made of electrically insulating material is from electrically conductive material, such as. B. Soil and Waste, surround. The tightness of the seal is determined by the Determination of the apparent specific electrical Resistance of an electrical arrangement demonstrated.

Solche Prüfeinrichtungen sind bekannt. Bei den bisher bekannten Prüfeinrichtungen werden erdgebundene Komponenten, d. h. Stromelektroden, elektrische Potentialsonden und Zuleitungen sowohl über als auch unter der Abdichtung positioniert. Die Möglichkeit eines nachträglichen Einbaus der erdgebundenen Komponenten ist ohne Eingriff in die Abdichtung nicht gegeben. Bei den bisher bekannten Prüfeinrichtungen muss der Einbau der erdgebundenen Komponenten immer mit dem Einbau der Abdichtung koordiniert werden. Die Materialien der erdgebundenen Komponenten müssen langzeitbeständig ausgelegt werden, da die erdgebundenen Komponenten unter der Abdichtung oftmals aggressiven Bedingungen ausgesetzt sind und ohne Eingriff in die Abdichtung nicht mehr zugänglich sind.Such test facilities are known. With the so far known test facilities become earthbound components, d. H. Electrodes, electrical potential probes and Supply lines both above and below the seal positioned. The possibility of retrofitting the earthbound components does not interfere with the seal not given. With the previously known test facilities must the installation of earthbound components always with the installation the sealing must be coordinated. The materials of the Earth-based components must be designed to be long-term resistant because the earthbound components are under the waterproofing are often exposed to aggressive conditions and without Intervention in the seal are no longer accessible.

Die Aufgabe der Erfindung ist daher eine Prüfeinrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der alle erdgebundenen Komponenten nur über und neben der flächig ausgebildeten Abdichtung in dem elektrisch leitenden Material positioniert werden. Die neue Prüfeinrichtung kann nach Einbau der Abdichtung eingerichtet werden und muss nicht mit dem Einbau der Abdichtung koordiniert werden. Die Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden werden fest eingebaut oder ohne festen Einbau eingerichtet. Ein Zugriff auf die Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden ist jederzeit ohne Eingriffe in die flächig ausgebildete Abdichtung gewährleistet. Die erdgebundenen Komponenten müssen nicht zwingend langzeitbeständig ausgelegt werden.The object of the invention is therefore a test device for To provide all earthbound components only over and next to the flat seal in the electrically conductive material can be positioned. The new Test facility can be set up after installing the waterproofing and does not have to with the installation of the seal be coordinated. The current electrodes and electrical Potential probes are permanently installed or without permanent installation  set up. Access to the current electrodes and electrical potential probes is always without intervention in the flat sealing ensures. The Earth-based components do not have to be long-term design.

Bei der neuen Prüfeinrichtung werden Stromelektroden so verschaltet (vgl. Fig. 1), dass mit einer Spannungsquelle (6) jeweils über eine Stromelektrode (1) neben der Abdichtung (5) und eine Stromelektrode (3) über der Abdichtung Strom eingespeist wird. Der eingespeiste Strom wird gemessen (7). Die Spannungsdifferenz zwischen einer elektrischen Potentialsonde (2) neben der Abdichtung und einer elektrischen Potentialsonde (4) über der Abdichtung wird gemessen (8). Aus den Ergebnissen der Strom- und Spannungsmessung wird ein scheinbarer spezifischer elektrischer Widerstand berechnet. Der scheinbare spezifische elektrische Widerstand rs der jeweiligen Anordnung aus Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden, berechnet sich aus:
In the new test facility, current electrodes are connected (see FIG. 1) in such a way that current is fed in with a voltage source ( 6 ) via a current electrode ( 1 ) in addition to the seal ( 5 ) and a current electrode ( 3 ) above the seal. The current fed is measured ( 7 ). The voltage difference between an electrical potential probe ( 2 ) next to the seal and an electrical potential probe ( 4 ) above the seal is measured ( 8 ). An apparent specific electrical resistance is calculated from the results of the current and voltage measurement. The apparent specific electrical resistance r s of the respective arrangement of current electrodes and electrical potential probes is calculated from:

rs = G.U/I
r s = GU / I

wobei I der über der Stromelektrode (1) neben der Abdichtung und der Stromelektrode (3) über der Abdichtung eingespeiste elektrische Strom, U die zwischen einer elektrischen Potentialsonde (2) neben der Abdichtung und einer elektrischen Potentialsonde (4) über der Abdichtung gemessene elektrische Spannung und G der für die geometrische Anordnung der Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden zueinander charakteristische Geometriefaktor ist.where I is the electrical current fed in via the current electrode ( 1 ) next to the seal and the current electrode ( 3 ) above the seal, U is the electrical voltage measured between an electrical potential probe ( 2 ) next to the seal and an electrical potential probe ( 4 ) above the seal and G is the geometric factor which is characteristic of the geometric arrangement of the current electrodes and electrical potential probes.

Befinden sich die Stromelektrode (3) und die elektrische Potentialsonde (4) beide im Bereich über einer intakten Abdichtung, wird ein großer scheinbarer spezifischer elektrischer Widerstand gemessen. Befinden sich die Stromelektrode (3) und die elektrische Potentialsonde (4) beide im Bereich über einer Leckage in der Abdichtung, wird ein signifikant kleinerer scheinbarer spezifischer elektrischer Widerstand gemessen.If the current electrode ( 3 ) and the electrical potential probe ( 4 ) are both in the area above an intact seal, a large apparent specific electrical resistance is measured. If the current electrode ( 3 ) and the electrical potential probe ( 4 ) are both in the area above a leak in the seal, a significantly smaller apparent specific electrical resistance is measured.

Die neue Prüfeinrichtung kann genau dann eingesetzt werden, wenn der spezifische elektrische Widerstand der Abdichtung um ein vielfaches größer ist als der spezifische elektrische Widerstand des umgebenden Materials. Die neue Prüfeinrichtung kann genau dann eingesetzt werden, wenn der kleinste Durchmesser der flächig ausgebildeten Abdichtung aus elektrisch isolierendem Material um ein mehrfaches größer ist als die Mächtigkeit der Schicht aus elektrisch leitendem Material über der Abdichtung. Die Genauigkeit der Ortung einer Leckage mit der neuen Prüfeinrichtung ist abhängig vom Abstand der Stromelektrode (3) und elektrischen Potentialsonde (4) über der Abdichtung zueinander und von der Mächtigkeit der Schicht aus elektrisch leitendem Material über der Abdichtung.The new test facility can be used if the specific electrical resistance of the seal is many times greater than the specific electrical resistance of the surrounding material. The new test facility can be used if the smallest diameter of the flat seal made of electrically insulating material is several times larger than the thickness of the layer made of electrically conductive material over the seal. The accuracy of the location of a leak with the new test device depends on the distance between the current electrode ( 3 ) and electrical potential probe ( 4 ) over the seal and on the thickness of the layer of electrically conductive material over the seal.

Fig. 2 zeigt eine Umsetzung der Prüfeinrichtung ohne fest eingebaute erdgebundene Komponenten zum Nachweis der Dichtheit von und Leckortung in einer Deponieoberflächenabdichtung. Alle Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden sind korrosionsbeständige Stahlspieße. Die Abdichtung aus elektrisch isolierendem Material ist eine Kunststoffabdichtung (5). Über der Kunststoffabdichtung liegt eine Deckschicht (9a) aus elektrisch leitendem Bodenmaterial. Unter der Kunststoffabdichtung befindet sich ein elektrisch leitender Deponiekörper (9b). Der Deponiekörper ist in das gewachsene Erdreich (9c) eingebunden. Ein Elektrodenpaar bestehend aus einer Stromelektrode (3) und einer elektrischen Potentialsonde (4) wird in einem festen Abstand zueinander in die Deckschicht (9a) gesteckt. Eine Stromelektrode (1) ist außerhalb des Deponiekörpers (9c) in einem Bohrloch in einer Tiefe, die etwa der Mächtigkeit des Deponiekärpers entspricht, positioniert. Eine elektrische Potentialsonde (2) ist in großer Entfernung neben der Abdichtung positioniert. Befindet sich das Elektrodenpaar über einer intakten Abdichtung, wird ein großer scheinbarer spezifischer elektrischer Widerstand gemessen. Befindet sich das Elektrodenpaar über einer Leckage in der Kunststoffabdichtung, ist der gemessene scheinbare spezifische elektrische Widerstand signifikant kleiner. FIG. 2 shows an implementation of the test device without permanently installed earthbound components for verifying the tightness of and leak detection in a landfill surface seal. All current electrodes and electrical potential probes are corrosion-resistant steel skewers. The seal made of electrically insulating material is a plastic seal ( 5 ). Over the plastic seal is a cover layer ( 9 a) made of electrically conductive floor material. There is an electrically conductive landfill body ( 9 b) under the plastic seal. The landfill body is embedded in the grown soil ( 9 c). A pair of electrodes consisting of a current electrode ( 3 ) and an electrical potential probe ( 4 ) is inserted at a fixed distance from one another in the cover layer ( 9 a). A power electrode (1) is (C 9) in a well at a depth which corresponds approximately to the thickness of the Deponiekärpers, positioned outside of the landfill. An electrical potential probe ( 2 ) is positioned at a great distance next to the seal. If the pair of electrodes is over an intact seal, a large apparent specific electrical resistance is measured. If the pair of electrodes is above a leak in the plastic seal, the apparent apparent specific electrical resistance is significantly lower.

Bei einer weiteren Umsetzung der Prüfeinrichtung, nicht dargestellt, werden korrosionsbeständige Stahlspieße in einem gleichabständigen Raster fest in die Deckschicht über einer Kunststoffabdichtung eingebaut. Unter der Kunststoffabdichtung befindet sich ein Deponiekörper. In Bohrlöchern rings um die Kunststoffabdichtung werden in einer Tiefe, die etwa der Mächtigkeit des Deponiekörpers entspricht, Stromelektroden installiert. In großer Entfernung neben der Kunststoffabdichtung ist eine elektrische Potentialsonde installiert. Die in die Deckschicht eingebauten Stahlspieße werden über erdverlegte Zuleitungen mit einem oder mehreren Zuleitungssammlern verbunden. Auch die in den Bohrlächern installierten Stromelektroden und die in großer Entfernung installierte elektrische Potentialsonde werden über erdverlegte Zuleitungen mit einem Zuleitungssammler verbunden. Die in der Deckschicht eingebauten Stahlspieße können sowohl als Stromelektrode als auch als elektrische Potentialsonde geschaltet werden. An den Zuleitungssammlern werden die scheinbaren spezifischen elektrischen Widerstände für unterschiedliche geometrische Anordnungen gemessen.With another implementation of the test facility, not are shown, corrosion-resistant steel skewers in one equally spaced grid in the top layer over a Plastic seal installed. Under the plastic seal there is a landfill body. In holes around the Plastic seals are at a depth that is about the Corresponds to the thickness of the landfill body, current electrodes Installed. At a great distance next to the Plastic sealing is an electrical potential probe Installed. The steel skewers built into the top layer are buried with one or more Supply collectors connected. Even those in the wells installed current electrodes and those at a great distance installed electrical potential probe are over underground cables connected to a cable collector. The steel skewers built into the top layer can both as a current electrode as well as an electrical potential probe be switched. At the supply collectors, the  apparent specific electrical resistances for different geometrical arrangements measured.

In einer weiteren Umsetzung der Prüfeinrichtung, nicht dargestellt, werden in die Zuleitungssammler elektronische Baugruppen eingebaut, die eine Fernansteuerung aller Stromelektroden und aller elektrischen Potentialsonden über Steuerleitungen ermöglichen.In a further implementation of the test facility, not shown, are electronic in the cable collector Assemblies installed that remote control of all Current electrodes and all electrical potential probes over Enable control lines.

Claims (11)

1. Prüfeinrichtung zum Nachweis der Dichtheit von und Leckortung in Abdichtungen aus elektrisch isolierendem Material, welche elektrisch leitendes Material abdecken und zumindest zum Teil mit elektrisch leitendem Material bedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Stromelektroden (1, 3) und mindestens zwei elektrische Potentialsonden (2, 4) über und neben, jedoch nicht unter der zu prüfenden Abdichtung (5) aus elektrisch isolierendem Material in elektrisch leitendes Material positioniert werden (vgl. Fig. 1). Über die Stromelektroden wird Strom eingespeist und der eingespeiste Strom gemessen. Zwischen den elektrischen Potentialsonden wird die entstehende Spannung gemessen. Befindet sich mindestens eine Stromelektrode oder eine elektrische Potentialsonde im Bereich über einer Leckage in der Abdichtung, so wird in mindestens einer elektrischen Größe eine signifikante Änderung gemessen.1. Test device for detecting the tightness of and leak detection in seals made of electrically insulating material, which cover electrically conductive material and are at least partially covered with electrically conductive material, characterized in that at least two current electrodes ( 1 , 3 ) and at least two electrical potential probes ( 2 , 4 ) above and next to, but not under the seal to be tested ( 5 ) made of electrically insulating material in electrically conductive material (see. Fig. 1). Current is fed in via the current electrodes and the current fed is measured. The resulting voltage is measured between the electrical potential probes. If there is at least one current electrode or an electrical potential probe in the area above a leak in the seal, a significant change is measured in at least one electrical variable. 2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden so ausgeführt sind, dass sie sowohl als Stromelektrode als auch als elektrische Potentialsonde eingesetzt werden können.2. testing device according to claim 1, characterized, that all current electrodes and electrical potential probes like this are designed as both current electrodes and can be used as an electrical potential probe. 3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass über der Abdichtung Stromelektroden und elektrische Potentialsonden in festem Abstand zueinander fest installiert werden.3. Test device according to claim 1 and 2, characterized, that over sealing electrical electrodes and electrical Potential probes permanently installed at a fixed distance from each other become. 4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass über der Abdichtung je eine Stromelektrode und eine elektrische Potentialsonde nicht fest eingebaut mit beliebigem Abstand zueinander an beliebigen Stellen positioniert werden.4. Test device according to claim 1 and 2, characterized, that one current electrode and one over the seal  electrical potential probe not permanently installed with any Distance to each other at any position. 5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Potentialsonde (2) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung installiert wird.5. Test device according to claim 1 and 2, characterized in that an electrical potential probe ( 2 ) is installed next to the flat seal. 6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Potentialsonde (2) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung aus mehreren räumlich verteilten elektrischen Potentialsonden besteht.6. Test device according to claim 1, 2 and 5, characterized in that the electrical potential probe ( 2 ) consists of several spatially distributed electrical potential probes in addition to the flat seal. 7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromelektrode (1) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung installiert wird.7. Test device according to claim 1 and 2, characterized in that a current electrode ( 1 ) is installed next to the flat seal. 8. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromelektrode (1) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung aus mehreren räumlich verteilten Stromelektroden besteht.8. Test device according to claim 1, 2 and 7, characterized in that the current electrode ( 1 ) consists of a plurality of spatially distributed current electrodes in addition to the flat seal. 9. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die elektrische Potentialsonde (2) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung als auch die Stromelektrode (1) neben der flächig ausgebildeten Abdichtung nicht fest eingebaut eingesetzt werden.9. Test device according to claim 1, 2 and 5 to 8, characterized in that both the electrical potential probe ( 2 ) in addition to the flat seal and the current electrode ( 1 ) next to the flat seal are not used permanently installed. 10. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromelektroden und elektrischen Potentialsonden zumindest zum Teil aus korrosionsbeständigem Stahl bestehen. 10. Test device according to claim 1 and 2, characterized, that the current electrodes and electrical potential probes at least partially made of corrosion-resistant steel.   11. Verfahren zum Nachweis der Dichtheit von und Leckortung in Abdichtungen aus elektrisch isolierendem Material, welche elektrisch leitendes Material abdecken und zumindest zum Teil mit elektrisch leitendem Material bedeckt sind, wobei mindestens zwei Stromelektroden und mindestens zwei elektrische Potentialsonden über und neben, jedoch nicht unter der zu prüfenden Abdichtung aus elektrisch isolierendem Material in elektrisch leitendes Material positioniert werden. Über die Stromelektroden wird Strom eingespeist und der eingespeiste Strom gemessen. Zwischen den elektrischen Potentialsonden wird die entstehende Spannung gemessen. Befindet sich mindestens eine Stromelektrode oder eine elektrische Potentialsonde im Bereich über einer Leckage in der Abdichtung, so wird in mindestens einer elektrischen Größe eine signifikante Änderung gemessen.11. Procedure for the proof of the tightness of and leak location in Seals made of electrically insulating material, which cover electrically conductive material and at least partially are covered with electrically conductive material, wherein at least two current electrodes and at least two electrical potential probes above and next to, but not below the seal to be tested made of electrically insulating Material can be positioned in electrically conductive material. Current is fed in via the current electrodes and the fed current measured. Between the electrical The resulting voltage is measured with potential probes. There is at least one current electrode or one electrical potential probe in the area above a leak in the seal, so is in at least one electrical quantity measured a significant change.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1099946A1 (en) * 1998-09-10 2001-05-16 ORPHEUS Geophysik Gesellschaft für Baugrund- und Umweltanalytik mbH Leak sensing device for plastic liners and corresponding method of detecting leaks
DE102004055167B3 (en) * 2004-11-16 2006-05-04 Rolf Ronschke Gmbh Underground liquid gas tank insulation status test procedure measures rest potential to buried electrodes and currents to earthed auxiliary anode from tank and test plate

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