DE19914658C2 - Anordnung zur Messung von Undichtigkeiten in Abdichtungssystemen zur Leckagedetektion und Leckageortung elektrisch leitender Fluide sowie Verwendung einer solchen Anordnung - Google Patents
Anordnung zur Messung von Undichtigkeiten in Abdichtungssystemen zur Leckagedetektion und Leckageortung elektrisch leitender Fluide sowie Verwendung einer solchen AnordnungInfo
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- G01M3/16—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using electric detection means
Description
Die Erfindung betrifft ein in Abdichtungssysteme
integrierbares, flächiges Sensorsystem zur Detektion von
Undichtigkeiten gegenüber elektrisch leitenden Fluiden,
insbesondere Wasser, und zur Positionsmessung
detektierter Undichtigkeitsstellen. Es kann z. B. in
Deponieabdichtungen, Flachdachabdichtungen, begrünten
Flachdächern, Bauwerksabdichtungen, Kellerabdichtungen,
Tanks, elektrischen Kabeln, Leitungen usw. eingesetzt
werden. Mit demselben Basissensorsystem kann über eine
andere elektrische Meßinformation die Feuchte des
außerhalb der Abdichtung liegenden Materials gemessen
werden. Diese Information kann z. B. bei begrünten
Flachdächern zur automatisierten Bewässerung genutzt
werden.
Aus der DE 196 38 734 ist eine Vorrichtung zur Detektion
und zur Ortung von Leckageflüssigkeiten an
Abdichtungssystemen bekannt, bei der die Änderung eines
spezifischen Widerstandes eines Flächengebildes gemessen
wird, der bei Benetzung mit einer elektrisch leitenden
Flüssigkeit im Bereich der Benetzung zunimmt und bei
Benetzung mit einer elektrisch nicht leitenden
Flüssigkeit im Bereich der Benetzung abnimmt. Das
Flächengebilde ist dabei mit einer Vielzahl von
Meßkontakten versehen, die an einer Meß- und
Auswerteeinrichtung angeschlossen sind, mit welcher eine
Änderung der örtlichen Widerstandsverteilung innerhalb
des Flächengebildes ermittelbar ist.
Es sind weitere Leckprüfsysteme bekannt, bei denen
mindestens zwei Sensorleitungen, die im störungsfreien
Fall elektrisch nicht miteinander verbunden sind, durch
den Eintritt der elektrisch leitenden Flüssigkeit
gebrückt werden und so ein Alarm ausgelöst wird. DE 42 39 495,
DE 37 31 072 und DE 34 22 394 beinhalteten
Vorrichtungen zur Aufdeckung von Schäden an
flächenhaften Abdichtungen wie auf Brücken, Wannen,
Deponiesohlen und Flachdächern bei denen Leitungsbänder
durch elektrisch leitenden Flüssigkunststoff und/oder
durch Kupferbänder aufgebracht werden und elektrische
Widerstände von Leitungsbändern oder zwischen
Leitungsbändern detektiert werden.
Die bekannten Vorrichtungen erfordern entweder
aufwendige Basissensorsysteme mit strukturierten,
zumeist matrixförmigen Leiterbahn- oder
Elektrodenanordnungen und sehr vielen Anschlüssen
und/oder aufwendige und genaue Meßelektronikschaltungen
zur Detektion der Leckagen, Beides führt zu einem hohen
Herstellungsaufwand und damit zu einem hohen
Verkaufspreis. Die Zuverlässigkeit der bekannten
Vorrichtungen ist bei sehr kleinen Leckagen gering. Die
einzelnen Leitungen sind jeweils zu überwachen, was
wiederum einen hohen Meßelektronikaufwand bedeutet.
Die Vorrichtung aus DE 196 38 734 erfordert hochgenaue
Messungen zur Erfassung der Leckageposition über die
örtliche Widerstandsverteilung.
Bei kleinen lokal begrenzten Widerstandsänderungen ist
eine außerordentlich hohe Auflösung der Messung an den
Messkontakten erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung eines
zuverlässigen und kostengünstig realisierbaren
Sensorsystems für Abdichtungssysteme gegenüber
elektrisch leitenden Fluiden, insbesondere Wasser, mit
dem eine hochempfindliche und einfach Leckagedetektion
erfolgen kann, und im Falle der Detektion einer Leckage
eine genaue Lokalisierung der Leckage ermöglicht wird.
Mit demselben einfachen Sensorsystem kann zusätzlich
der Wassergehalt des außerhalb der Abdichtung liegenden
Materials gemessen werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die
Anordnung gemäß Patentanspruch 1. Weiterbildungen sind
in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben. Bevorzugte
Verwendungen sind in den Ansprüche 12 bis 24 angegeben.
Die erfindungsgemäßen Meßsysteme zur Detektion möglicher
Undichtigkeiten, zur Leckagedetektion und zur
Positionsbestimmung von Leckagen oder Undichtigkeiten
von Abdichtungen und zur Messung des Wassergehaltes des
außerhalb der Abdichtung liegenden Materials sowie die
Vorteile der Meßsysteme gegenüber dem Stand der Technik
sind nachstehend anhand schematischer Zeichnungen
erläutert. Sie stellen im einzelnen folgendes dar:
Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine schematische
Darstellung des erfindungsgemäßen
Sensorsystems zur Detektion möglicher
Undichtigkeiten, zur Leckagedetektion
und zur Positionsbestimmung von
Leckagen oder Undichtigkeiten;
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des
Basissensorsystems am Beispiel einer
Deponieabdichtung;
Fig. 4 zeigt ein weiters Ausführungsbeispiel
des Basissensorsystems am Beispiel eine
Flachdaches;
Fig. 5 zeigt eine Anwendung des
erfindungsgemäßen Verfahrens und der
Vorrichtung bei einem begrünten
Dachsystem;
Fig. 6 zeigt das Konzept des
Basissensorsystems mit einer
Leckagestelle;
in Fig. 7 ist ein elektrisches
Ersatzschaltbild eines
erfindungsgemäßen Basissensorsystems
dargestellt;
Fig. 8 zeigt einen Ansatz zur Modellierung des
Basissensorsystems;
Fig. 9 ist die Widerstandsschicht des
Basissensorsystems von einer
Schirmelektrode in Form eines
beliebigen elektrischen Leiters
umgeben;
Fig. 10 zeigt eine Realisierung des in der
Abdichtung integrierten Sensorsystems
als Mehrlagenverbundmaterial;
Fig. 11 zeigt die Form eines auf das
Basissensorsystem geschalteten
Testsignals;
Fig. 12 eine einfache Sensorelektronik;
in Fig. 13 ist ein anderes
Sensorelektronikkonzept mit einem
aktiven Integrator zur Integration des
Basissensorstromes dargestellt;
Fig. 14 zeigt ein Elektronikkonzept mit einer
Halbbrückenschaltung zur Leckageortung.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße grundliegende
Basissensorkonzept dargestellt. Die als Basissensor
dienende, mehrfach kontaktierte
Widerstandsschicht (1) ist elektrisch isoliert zwischen
zwei nichtleitenden Schichten (mit sehr hohen
Durchgangswiderständen), der Abdichtungsschicht (2) und
einer weiteren elektrisch nichtleitenden Schicht (3)
angeordnet. Die elektrisch nichtleitende Schicht (3)
kann z. B. eine weitere Abdichtungsschicht, eine
Trägerschicht, eine Wärmeisolierung, eine Folie o. ä.
sein. Die Widerstandsschicht hat vorteilhaft einen
näherungsweise konstanten Flächenwiderstand ρ/h, wobei ρ
der spezifische Widerstand und h die Schichtdicke der
Widerstandschicht ist. Die Leckagedetektion erfolgt über
die Messung des elektrischen Widerstandes zwischen der
unter bzw. hinter der Abdichtung (2) angeordneten
Widerstandsschicht (1) und Erde. Bei einer Leckage eines
elektrisch leitenden Fluides wie z. B. Wasser und einer
galvanischen Verbindung zwischen dem Fluid, und Erde
wird ein Widerstand kleiner als der minimale
Isolationswiderstand gemessen. Zusätzlich ist eine
Erdung des Fluides vorzusehen. Dieses kann zum Beispiel
durch eine elektrisch leitende Elektrode auf der
Abdichtungsschicht, über eine (geerdete) elektrisch
leitende Schicht auf der Außenseite der Abdichtung, eine
Abdichtungsschicht mit hohem elektrischen
Durchgangswiderstand und niedrigem elektrischen
Oberflächenwiderstand, eine Erdung des oberhalb der
Abdichtung liegenden Materials usw. erfolgen. Im Falle
einer Leckage wird eine Leckageortung über die
Stromverteilung in der mehrfach kontaktierten
Widerstandsschicht durchgeführt. Hierzu wird
vorzugsweise das Verhältnis der Ströme in den einzelnen,
auf demselben elektrischen Potential liegenden
Anschlußleitungen der mehrfach kontaktierten
Widerstandsschicht (1) bestimmt. Eine prinzipielle
Meßanordnung zur Lokalisierung von Leckagen ist in Fig.
2 dargestellt. Bei einfachen Geometrien wird die
Widerstandsschicht vorzugsweise in den Ecken
kontaktiert. Bei komplexere Geometrien und nicht
konstante Flächenwiderstände, wie sie z. B. bei der
Realisierung großer Abdichtungsflächen durch
überlappende, nebeneinander angeordnete
Widerstandsschichten auftreten können, werden
vorteilhaft zusätzliche Kontaktierungen eingesetzt. Zur
eindeutigen Positionsbestimmung der Leckage sind drei
Anschlüsse der Widerstandsschicht erforderlich, bei zwei
Anschlüssen ergäbe sich eine Linie der Positionen
möglicher Leckagestellen. Bei den bekannten
Vorrichtungen zur Leckagedetektion und -lokalisation mit
strukturierten, zumeist matrixförmigen Leiterbahn- oder
Elektrodenanordnungen sind dagegen in Abhängigkeit der
realisierbaren Auflösung eine sehr hohe Anzahl von
Anschlüssen erforderlich. Es kann dabei quasi digital
nur festgestellt werden, ob sich die Leckage zwischen
jeweils zwei Anschlüssen befindet. Bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren wird dagegen über die
Verhältnisse der Ströme in den Anschlüssen der
Widerstandsschicht eine lediglich durch die Homogenität
der Widerstandsschicht begrenzte, analoge Auflösung
erreicht. Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Beispiele für die
erfindungsgemäße Basissensorsanordnung in verschiedenen
Anwendungsbereichen. Fig. 3 zeigt das Beispiel einer
Deponieabdichtung, Fig. 4 bei einem Flachdach und Fig.
5 bei einem begrünten Flachdach. Weitere
Anwendungsbereiche des erfindungsgemäßen Verfahrens und
der Anordnung sind die Leckagedetektion und
Leckagelokalisation von Leitungen, Wasserrohren,
Abwasserrohren, Kabeln, Bauwerken, Gebäuden, Tunneln,
Brücken usw.
In Fig. 6 ist die Basissensoranordnung aus Fig. 1 mit
einer Leckagestelle (17) skizziert. Die Leckagedetektion
erfolgt entsprechend dem elektrischen Ersatzschaltbild
aus Fig. 7. Als Leckagewiderstand RL (7) wird der
elektrische Widerstand zwischen der Widerstandsschicht
(1) und Erde (4) bezeichnet. Mit der Modellierung der
Widerstandsschicht entsprechend Bild 8 über spezifische
Flächenwiderstände (9) kann der resultierende Widerstand
der Sensorfläche RS (8) errechnet werden, für eine
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist diese
Berechnung jedoch im Allgemeinen nicht erforderlich. Bei
einer ordnungsgemäßen Abdichtung ist der
Leckagewiderstand RL (7) größer oder gleich einem minimal
zulässigen Isolationswiderstand, der gemessene
Widerstand (RL + RS) ist größer als der minimal zulässige
Isolationswiderstand. Im Falle einer Leckage tritt an
der Leckagestelle (17) ein Widerstand RL (7) kleiner als
der minimal zulässige Isolationswiderstand auf. Im
Vergleich zum Durchgangswiderstand der Abdichtung ist
der resultierende Widerstand der Widerstandsschicht RS
zumeist vernachlässigbar.
Zur Eliminierung von Randeffekten und parasitären
Ableitwiderständen kann die Widerstandsschicht (1)
teilweise von einer Schirmelektrode (10) in Form eines
beliebigen elektrischen Leiters umgeben sein. Die
Schirmelektrode (10) wird, wie in Fig. 9 dargestellt,
über einen Trennverstärker (11) auf gleiches
elektrisches Potential wie die Widerstandsschicht (1)
gelegt. Hierdurch wird erreicht, daß der Bereich
zwischen Schirmelektrode und Widerstandsschicht ein
Äquipotentialvolumen wird und über diesen Bereich kein
Strom fließt.
Erfindungsgemäß kann die Widerstandsschicht in der
Abdichtungsschicht integriert sein, z. B. als
Mehrlagenverbundschicht (Multilayercompound). Dieses ist
in Fig. 10 dargestellt. Zur Detektion fehlerhafter
Verbindungen zweier solcher Bahnen kann eine elektrische
Leitung, zum Beispiel ein Draht, isoliert in die
Verbindungsfläche (den Verbindungsbereich) eingebracht
und der Draht auf dasselbe elektrische Potential wie die
Widerstandsschicht (1) geschaltet werden. In einer
anderen Ausgestaltung kann die Anordnung aus Fig. 10
mit einer zusätzlichen, außenliegenden elektrisch
leitenden Schicht zur Kontaktierung des Wassers
beziehungsweise des Leckagefluides versehen sein.
Weitere, mehrschichtige Anordnungen mit abwechselnden
elektrisch leitenden und nichtleitenden Schichten sind
denkbar. So kann zum Beispiel im Falle einer Leckage
eine erste elektrisch leitende Schicht in der Abdichtung
die Kontaktierung des Wassers sicherstellen und über die
Widerstandsschicht (1) die Leckagedetektion und
Lokalisierung erfolgen. Eine zusätzliche Messung der
Kapazität zwischen den Schichten ermöglicht über die
Änderung dieses Kapazitätswertes bei geometrischen
Veränderungen eine Vorhersage der Gefahr von
Undichtigkeiten.
Zusätzlich zur Leckagedetektion über die
Widerstandsmessung kann die parasitäre Kapazität (12)
der Widerstandsschicht gegen Erde gemessen werden. Neben
der Geometrie ist dies Kapazität vom Wassergehalt des
Materials außerhalb der Abdichtung abhängig.
Gegebenenfalls kann auch eine zusätzliche Elektrode (zum
Beispiel in Form einer elektrischen Leitung) oder ein
zusätzliches Elektrodenpaar mit zwischen den Elektroden
als Dielektrikum wirkenden Material eingesetzt werden.
Wegen der hohen Dielektrizitätszahl von Wasser ist die
zu messende Kapazität zwischen der Widerstandsschicht
und Erde, der Widerstandsschicht und der zusätzlichen
Elektrode, oder zwischen den beiden zusätzlichen
Elektroden vom Wassergehalt (der Feuchte) des dazwischen
liegenden Materials abhängig. Die Information des
Wassergehaltes des Materials kann zum Beispiel als
redundante Information zur Dichtigkeit oder auch zur
automatisierten Bewässerung von begrünten Dächern
genutzt werden. Gegebenenfalls kann zusätzlich eine
Bewässerungsdurchflußmenge z. B. über eine
Durchflußzeitmessung genutzt werden. Anstelle einer
Sensorkapazität kann zur Feuchtbestimmung auch eine
Widerstandsmessung des umgebenden Materials (Erdreich)
oder eine Kombination aus Widerstands- und
Kapazitätsmessung erfolgen.
Die Fig. 11 bis 14 beinhalten grundlegende
Elektronikkonzepte des erfindungsgemäßen Sensorsystems.
Auf die als Basissensor dienende Widerstandsschicht (1)
wird jeweils ein Eingangssignal in Form eines
vorzugsweise bipolar getakteten Gleichspannung
geschaltet(siehe Fig. 11). Bei der Verwendung einer
reinen Gleichspannung könnten Polarisationseffekte und
Elektrolyse auftreten. Bei der Verwendung zum Beispiel
sinusförmiger Wechselspannungen würden parasitäre
kapazitive Effekte (zum Beispiel Verschiebungsströme)
und gegebenenfalls auch parasitäre induktive Effekte
(zum Beispiel transformatorische Störspannungen) die
Messung erschweren. Vorzugsweise wird die
Widerstandsmessung in den Zeitabschnitten mit konstanter
Spannung erfolgen, da dann die parasitäre
Sensorkapazität (12) nicht gleichzeitig mitgemessen
wird.
Die Schaltung in Fig. 12 zeigt eine einfache Messung
der parasitären Sensorkapazität (12) mit Hilfe eines
Relaxationsoszillators. Über die Schmitt-Trigger-
Schaltung (13) wird die in Fig. 11 dargestellte
getaktete Gleichspannung gegen Erde (4) auf die
Widerstandsschicht (1) geschaltet. Das Ersatzschaltbild
des Basisssensors aus dem resultierenden
Flächenwiderstand (8) und der parasitären
Sensorkapazität (12) wirkt bei intakter Abdichtung und
damit vernachlässigbarem (unendlichem) Leckagewiderstand
(7) als passiver Integrator. Die Periodendauer der
Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers (13) ist ein Maß
für die parasitäre Sensorkapazität (12). Die Schmitt-
Trigger-Schaltung (13) kann gegebenenfalls vorteilhaft
über einen einfachen Komparator (Spannungsvergleicher)
mit nachgeschalteten Schaltern auf eine positive und
negative Versorgungsgleichspannung realisiert werden.
Beim Auftreten einer Leckage wird die parasitäre
Sensorkapazität (12) durch den Leckagewiderstand (7)
quasi kurzgeschlossen. Die Periodendauer der
Ausgangsspannung des Schmitt-Triggers (13) geht gegen
unendlich. Hierdurch kann mit der selben Schaltung auch
eine Leckage detektiert werden.
Fig. 13 zeigt eine Schaltung zur Leckagedetektion mit
einem aktiven integrator (15). Über den Schmitt-Trigger
(13) wird wiederum die in Fig. 11 dargestellte
getaktete Gleichspannung gegen Erde (4) auf die
Widerstandsschicht (1) geschaltet. Der gegebenenfalls
sehr kleine Leckstrom über den Leckagewiderstand wird
aufintegriert. Das Ausgangssignal des Integrators ist
wiederum auf eine Schmitt-Trigger-Schaltung (13)
geschaltet. Die Frequenz des Ausgangssignals der
Schmitt-Trigger-Schaltung (13) ist proportional zum
Leckstrom und damit auch (näherungsweise) umgekehrt
proportional zum Leckagewiderstand.
Ein Konzept zur Positionsbestimmung der Leckage wurde
bereits in Fig. 2 dargestellt. Über direkte
Strommessungen oder Messungen des zeitlichen
Stromintegrals in den einzelnen Kontaktierungen der
Widerstandsschicht (1) kann über eine Bestimmung der
Verhältnisse dieser Ströme in den Anschlußleitungen der
Widerstandsschicht (1) die Position der Leckage (17)
bestimmt werden. In Fig. 14 ist eine andere Möglichkeit
skizziert. Die Widerstandsschicht (1) mit dem
resultierenden Flächenwiderstand (8) zwischen jeweils
zwei Kontaktierungsstellen wird hier als Halbbrücke mit
einer vorzugsweise symmetrischen getakteten
Versorgungsgleichspannung geschaltet. Die
Brückenspannung wird jeweils mit einem geeigneten,
vorzugsweise mittelwertbildenden Meßverstärker (16)
zwischen Erde (4) und Elektronikmasse (15) gemessen. Aus
den Messungen mehrerer Brückenspannungen zwischen
jeweils zwei Kontaktierungsstellen der
Widerstandsschicht erfolgt die Positionsbestimmung der
Leckagestelle.
In Fig. 15 ist eine Deponiebasisabdichtung der
Deponieklasse 2 gezeigt. Dabei ist in der Fig. 15 links
der herkömmliche Aufbau gezeigt. Unterhalb der
Abfallschicht 26 ist eine Entwässerungsschicht 27
ausgebildet, die von einer Schutzlage 23 unterlegt ist.
Unter der Schutzlage 23 ist eine Kunststoffdichtungsbahn
2 angeordnet, unter der wiederum eine Schutzlage 23
angeordnet ist. Darunter ist eine mineralische Dichtung
29 vorgesehen, unter der die geologische Barriere 28
angeordnet ist.
In der rechten Hälfte der Fig. 3 ist der Aufbau bei
einer erfindungsgemäßen Verwendung gezeigt. Die
Positionen 26, 27, 23 und 2 sind identisch. Unter der
Kunststoffdichtungsbahn 2 ist die erfindungsgemäße
Sensoranordnung vorgesehen, auf die die Schutzlage 23
folgt. Darunter ist unmittelbar die geologische Barriere
28 vorgesehen. Die mineralische Dichtung 29 kann dabei
entfallen.
In Fig. 16 ist eine Deponieoberflächenabdichtung der
Deponieklasse 2 gezeigt. Dabei ist in Fig. 16 links der
herkömmliche Aufbau gezeigt, während in Fig. 16 rechts
der erfindungsgemäße Aufbau gezeigt ist.
Herkömmlich ist unter der Vegetationsschicht mit
Bepflanzung 22 eine Entwässerungsschicht 21, darunter
eine Schutzlage 23, dieser folgend eine
Kunstdichtungsbahn 2, darunter eine Schutzschicht 23,
darunter eine mineralische Dichtung 29, darunter eine
Ausgleichsschicht 25 und darunter der Abfall 26
angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung und
Verwendung sind die Positionen 22, 21, 23 und 2
identisch. Allerdings ist zwischen der
Kunststoffdichtungsbahn 2 und der Schutzschicht 23 die
Anordnung der Sensorlage 1 vorgesehen. Erfindungsgemäß
kann die mineralische Dichtung 29 entfallen, so daß die
Ausgleichsschicht 25 unmittelbar unter der Schutzschicht
23 vorgesehen sein kann.
Claims (23)
1. Anordnung zur Leckagedetektion und Leckageortung von
elektrisch zumindest gering leitenden liquiden
Leckagefluiden an elektrisch nicht leitenden
Abdichtungssystemen, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abdichtungssystem aus einer elektrisch isoliert
zwischen zwei nicht leitenden Schichten (2, 3) und
durch diese gegenüber dem Fluid abgedichteten
elektrischen Widerstandsschicht (1) besteht, die
einen mindestens näherungsweise konstanten
Flächenwiderstand aufweist, dass das Fluid zumindest
hochohmig geerdet ist, dass an die Widerstandsschicht
(1) mehrfach elektrische Anschlussleiter
angeschlossen sind, die an eine gemeinsame geerdete
elektrische Spannungsquelle angeschlossen sind, wobei
in die Anschlussleiter jeweils ein Strommessgerät
eingeschaltet ist, mittels derer ein Leckagestrom
messbar ist sowie über das Verhältnis der erfassten
Ströme in den einzelnen Anschlussleitern eine
Leckageortung erfassbar ist, und dass die
Widerstandsschicht randseitig von einer
Schirmelektrode in Form eines beliebigen
elektrischen Leiters umgeben ist, auf welche die
gleiche, jedoch elektrisch unabhängige Spannung wie
auf die Anschlussleiter der Widerstandsschicht
geschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Spannungsquelle eine konstante
Spannung mindestens abschnittsweise eingespeist ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass sämtliche Anschlussleiter auf
gleichem elektrischen Potential liegen.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anschlussleiter am Rand der
Widerstandsschicht angeschlossen sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anschlussleiter an den Ecken
der rechteckigen Widerstandsschicht angeschlossen
sind.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Widerstandsschicht innerhalb
einer mehrlagigen Abdichtungs- und/oder
Isolationsschicht angeordnet ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, dass auf die Widerstandsschicht eine
getaktete, abschnittsweise konstante Gleichspannung
geschaltet ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Widerstandsschicht als
elektrisch zumindest gering leitende
Kunststoffschicht ausgebildet ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Widerstandsschicht als
Glasfaserschicht und/oder textile Faserschicht mit
Kunststoffvliesen oder ähnlichen Flächengebilden mit
elektrisch leitenden Bindemitteln, z. B. Graphit, Ruß
oder dergleichen elektrisch leitenden Stoffen,
ausgebildet ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Strommessgeräte mit einer
zentralen Einheit von dieser schaltbar und/oder
ablesbar gekoppelt sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass auch die Spannungsquelle von der zentralen
Einheit schaltbar ist.
12. Verwendung einer Anordnung zur Leckagedetektion und
Leckageortung von elektrisch zumindest gering
leitenden und zumindest hochohmig geerdeten oder
geeignet kontaktierten Fluiden durch elektrisch nicht
leitende Abdichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen zwei elektrisch nicht leitenden
Abdichtungsschichten (2) mit jeweils einem sehr
hohem Durchgangswiderstand eine elektrisch leitende
Widerstandsschicht (1) mit einem näherungsweise
konstanten Flächenwiderstand angeordnet ist
oder die Widerstandsschicht innerhalb der
Abdichtungsschicht oder als Mehrlagenverbundschicht
(Multilayorcompound) angeordnet ist, und die
Widerstandsschicht über mehrere
Anschlüsse kontaktiert ist und der Widerstand
zwischen der Widerstandsschicht und Erde bestimmt
wird und bei einem gemessenen Widerstand größer oder
gleich dem minimalen Isolationswiderstand keine
Leckage und bei einem gemessenen Widerstand kleiner
dem minimalen Isolationswiderstand eine Leckage
festgestellt wird, und/oder im Falle einer
Leckagedetektion eine Positionsbestimmung der
Leckage über die elektrische Strömungsfeldverteilung
in der Widerstandsschicht bzw. die gemessene Strom-
oder Spannungsverteilung an den Anschlüssen der
Widerstandsschicht erfolgt.
13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anordnung bei einer
Deponieabdichtung eingesetzt wird.
14. Verwendung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung als
Dichtigkeitssensor für Flachdächer eingesetzt wird.
15. Verwendung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung als
Dichtigkeitssensor für Kabel und Leitungen eingesetzt
wird.
16. Verwendung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung bei
Kellerabdichtungen oder Tanklagerabdichtungen
eingesetzt wird.
17. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass auf die
Widerstandsschicht (1) bzw. auf deren mehrfachen
Kontaktierungsanschlüssen dasselbe Testsignal gegen
Erde, vorzugsweise in Form einer getakteten,
abschnittsweise konstanten Gleichspannung,
geschaltet wird und ein sich im Falle einer Leckage
oder einer Undichtigkeit mit einem elektrisch
zumindest gering leitenden Fluid ergebende
Ableitströme abschnittsweise aufintegriert werden,
wobei die Ableitströme im Augenblick der Änderung
des Testsignals nicht bei der
Ableitwiderstandsbestimmung berücksichtigt werden
und die Frequenz des Ausgangssignals der
Sensorelektronik näherungsweise proportional zum
Leckstrom und umgekehrt proportional zum
Leckagewiderstand ist.
18. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
dass über einen Schmitt-Trigger (13) eine getaktete
Gleichspannung zwischen Erde (4) und die
Widerstandsschicht (1) geschaltet wird und ein sich
ergebender Leckstrom über eine aktive
Integratorschaltung (15) aufintegriert wird und das
Ausgangssignal des Integrators auf den Schmitt-
Trigger (13) geschaltet wird und die Frequenz des
Ausgangssignals des Schmitt-Triggers zur
Leckagedetektion gemessen wird.
19. Verwendung nach einen der Ansprüche 12 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Leckagelokalisierung
die Widerstandsschicht (1) zwischen jeweils zwei
Kontaktierungsstellen als Halbbrückenanordnung (gemäß
Fig. 14) zu einer Brückenschaltung verschaltet wird,
die Brücke mit einer vorzugsweise getakteten
symmetrischen Versorgungsspannung (5) betrieben wird
und die Brückenspannung zwischen Erde (4) und
Elektronikmasse (15) gemessen wird, wobei über die
Messung mehrerer Brückenspannungen zwischen jeweils
zwei Kontaktierungsstellen der Widerstandsschicht (1)
eine eindeutige Positionsbestimmung der Leckagestelle
erfolgt.
20. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass über eine Messung der
Kapazität desselben Basissensors, also der
Widerstandsschicht (1) gegen Erde (4), eine
Bestimmung des Wassergehaltes des Materials oberhalb
(außerhalb) der Abdichtung erfolgt, wobei dieses
Messergebnis zur redundanten Dichtigkeitsmessung
und/oder automatisierten oder ggf. ferngesteuerten
Bewässerung genutzt wird.
21. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Bestimmung der
Feuchte des Materials außerhalb der Abdichtung durch
eine zusätzliche Widerstandsmessung des Materials
und/oder eine Kapazitätsmessung des Materials
erfolgt, und dieses Messergebnis zur redundanten
Dichtigkeitsmessung oder/und zur automatisierten oder
ggf. ferngesteuerten Bewässerung genutzt wird.
22. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Ferndiagnose und
eine Fernwartung des Meßsystems erfolgt, wobei bei
begrünten Dächern die zum Pflanzenwachstum ggf.
erforderlichen Bewässerung ebenfalls ferngesteuert
erfolgt.
23. Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion von
Leckagen in Verbindungsstellen einzelner Bahnen des
Abdichtungs- und Sensorsystems ein elektrischer
Leiter durch die Abdichtungsschicht elektrisch
isoliert in den Verbindungsbereich eingebracht wird
und dieser Leiter auf dasselbe elektrische Potential
wie die Widerstandsschicht geschaltet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29924053U DE29924053U1 (de) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Anordnung zur Messung von Undichtigkeiten in Abdichtungssystemen zur Leckagedetektion und Leckageortung elektrisch leitender Fluide |
DE1999114658 DE19914658C2 (de) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Anordnung zur Messung von Undichtigkeiten in Abdichtungssystemen zur Leckagedetektion und Leckageortung elektrisch leitender Fluide sowie Verwendung einer solchen Anordnung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999114658 DE19914658C2 (de) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | Anordnung zur Messung von Undichtigkeiten in Abdichtungssystemen zur Leckagedetektion und Leckageortung elektrisch leitender Fluide sowie Verwendung einer solchen Anordnung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19914658A1 DE19914658A1 (de) | 2000-11-16 |
DE19914658C2 true DE19914658C2 (de) | 2003-10-02 |
Family
ID=7903112
Family Applications (1)
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