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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Leckageüberwachung bei zylindrischen
Anordnungen – insbesondere
eine Leckageüberwachung
bei Geräten
der Gebäudesystemtechnik,
wie solchen der sanitären
Installations- und Heizungstechnik, beispielsweise angewendet auf
Entlüftungsgeräte aber
auch andere Geräte
und Leitungen/Rohre.
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Mit
zunehmendem Automatisierungsgrad in der Gebäudesystemtechnik insbesondere
in der sanitären
Installations- und Heizungstechnik sowie dem weitgehenden Verzicht
auf vorbeugende Wartung und Instandhaltung kommt gebäudetechnischen Überwachungsfunktionen
eine besondere Bedeutung zu. Die persönliche Identifikation mit dem
Gebäude
und der Gebäudeausrüstung findet
nicht mehr statt – der
Bauherr sind häufig
Investorengesellschaften, die das Gebäude insgesamt oder parzelliert
anderweitigen Nutzern überlassen,
die Hausverwaltung wird einer Facility Management-Gesellschaft übertragen
und die vorbeugende Instandhaltung geschieht häufig durch Ferndiagnose. Umsomehr
gewinnen überwachende
Funktionen für
Systeme und Geräte an
Bedeutung.
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Moderne
Gebäude
enthalten komplexe technische Systeme, deren Wartung und Pflege
eine saubere lückenlose
Dokumentation aller Gewerke aller Bauausführenden für den reibungslosen Betrieb durch
Fremdnutzer voraussetzt. Auch nicht ausbleibende technisch bedingte
Störungen
sowie deren Behebung verlangen nach systematischer Gebäudekenntnis.
Es reicht also nicht aus, die aufgetretene Störung nur auf deren Ursache
hin fernzudiagnostizieren, sondern es ist auch stets die örtliche
Lage im Gebäude
zu lokalisieren. Aufgabe von technischen Überwachungsgeräten ist
also nicht nur eine Störung zu
alarmieren und/oder anzuzeigen, sondern mit der Anzeige ist auch
die Lokalität
zu beschreiben, da die Installationsgeräte und Armaturen häufig zu
einem Zeitpunkt des Rohbaus installiert werden und zu einem späteren Zeitpunkt – im Rahmen
anderer Gewerke – die
die Geräte
verkleidende Innenraumgestaltung vorgenommen wird.
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Probleme
ergeben sich in der Dichtheit der Geräte über die Zeit auf Grund von
Verschleiß,
Verunreinigungen oder Bildung von Ablagerungen an den Dichtkanten – auch auf
Grund von elektrochemischen Spannungen an Übergängen unterschiedlicher Materialien – elektrochemische
Spannungsreihe. Problematisch können
sich auf Dauer auch die Öffnungs-
und Schließcharakteristiken
der Ventile und Armaturen gestalten, die ebenfalls langfristig zu Undichtigkeiten – wie oben
genannt – neigen.
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Im
folgenden wird der Stand der Technik von Leckageüberwachungen bei zylindrischen
Anordnungen – insbesondere
von Leckageüberwachungen bei
Geräten
der Gebäudesystemtechnik,
wie solchen der sanitären
Installations- und Heizungstechnik, beispielsweise von Entlüftungsgeräten aber
auch von anderen Geräten
und Leitungen/Rohren – gewürdigt; gemäß dem Stand
der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen
von Leckageüberwachungen
bei zylindrischen Anordnungen im Einsatz.
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Gemäß der deutschen
Offenlegung
DE
10 2005 027 410 /internationale Anmeldung
WO2006/133 892 wird ein Verfahren
und eine Anlage zur Detektion einer Leckage vorgestellt, wobei es sich
um die Leckage austretenden Gases handelt und eine Strömung des
Gases bei abgeschalteten Verbrauchern als Leckage festgestellt wird.
Mittels eines periodisch erhitzten Drahts wird die Umgebung ebenfalls
aufgeheizt und ein zweiter Draht mißt die Phasendifferenz zwischen
Sende- und Empfangssignal. Mit der erfinderischen Neuheit geht die
Detektion gasförmiger
Stoffe nicht einher.
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Die
deutsche Offenlegung
DE
10 2004 061 261 schlägt
ein Verfahren zur Erfassung einer Leckage an einem eine Flüssigkeit
enthaltenen oder führenden
Hohlkörper
vor, wobei eine wenigstens an einer Stelle des Hohlkörpers gemessene
Temperatur mit einer für
den aktuellen Betriebszustand vordefinierten Temperatur verglichen
wird und wobei ein Leckagezustand durch eine Reibung zwischen einer aus
dem Hohlkörper
austretenden Flüssigkeit
und dem Material des Hohlkörpers
erkannt wird, wenn die gemessene Temperatur die vordefinierte Temperatur wenigstens
um einen vorgebbaren Schwellwert übersteigt.
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Die
vorgeschlagene Leckageüberwachung mittels
Temperaturdifferenzermittlung ist sicherlich ein mögliches
Verfahren, welches jedoch nicht universell einsetzbar ist.
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Die
deutsche Patentschrift
DE
10 2004 040 106 /europäische
Patentanmeldung
EP 1 621 863 offenbart
eine Vorrichtung zur Erfassung einer Leckage mittels eines Depots
zur Aufnahme der Leckage, wodurch das Depot ein gesondertes in unmittelbarer Nähe des Leckageaustritts
anbringbares Element mit wenigstens einem Kapillarspalt oder einer
saugfähigen
Einlage und mindestens einem Sensor ist, welcher die im Kapillarspalt
bzw. in der Einlage aufgetretene Leckage mißt.
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Nicht
jede sanitäre
oder heizungstechnische Anordnung der Gebäudesystemtechnik verfügt über zusätzliche
Sammler zur Aufnahme und Detektion von Leckage und deren Identifikation.
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Das
Gebrauchsmuster
DE
298 11 737 stellt eine Vorrichtung zur Leckageüberwachung
von Rohrleitungen – insbesondere
von mit einem Ringraum umgebenen Steig- oder Förderrohren – für Untergrundgasspeicher mittels
faseroptischer Sensorkabel zur Bestimmung der Temperaturverteilung oder
von -anomalien.
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Leckagendetektion
gasförmiger
Stoffe ist nicht Gegenstand der erfinderischen Neuheit.
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Patentschrift
DE 103 53 536 veröffentlicht eine
Vorrichtung zur drucklosen Leckageüberwachung an senkrechten Gefäßwänden derart,
daß das Bodenblech
eines Flüssigkeit-Auffangraums
eine kalottenartige Sammelmulde für Leckage besitzt und ein seitlich
an der Gehäuseseitenwand
angebrachtes Leckagemeßgerät mit einem
in die kalottenartige Sammelmulde reichenden Sensor diese auf vorhandene
Flüssigkeit
vermißt.
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Das
Bodenblech des Auffangraums ist mittels der vorbereiteten Sammelmulde
Teil der Leckagemeßeinrichtung.
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Die
deutschen Patentschriften
DE
103 14 923 und
DE 103
14 924 haben je eine Einrichtung zur Erfassung einer Leckage
zum Inhalt derart, daß eine Dichtungsanordnung
zur Abdichtung eines Maschinenelements – vorzugsweise einer Welle – aus ein oder
mehreren Dichtringen mit elektrisch leitfähigen Tragringen und einem
die Leckage aufnehmenden Depot besteht, wobei zwischen den Dichtringen/Tragringen
sich das leckageaufnehmende Depot befindet, welche das Dielektrikum
eines aus den Tragringen gebildeten Kondensators bildet und somit eine
Veränderung
des Dielektrikums-Leckagebildung – eine Kapazitätsänderung
des Meßkondensators bewirkt.
Die Leckageeinrichtung ist räumlich
zylinderförmig
um das Maschinenelement angeordnet und dient – neben der Schmierung einer
Welle – sowohl der
Dichtung als auch der Aufnahme einer Leckage; der Meßkondensator
ist als Hohlzylinder ausgebildet.
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Gemäß der deutschen
Patentschrift
DE 100 47 586 ist
eine Leckage-Überwachungseinrichtung Bestandteil
einer Leckflüssigkeits-Ablaufleitung;
in eine Rohrleitung wird eine Schikane mit einem Sumpf eingebaut,
wobei der Sumpf wiederum einen Überlauf
in die Rohrleitung besitzt.
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Der
Flüssigkeitstand
des Sumpfes wird gemessen und überwacht
und ist ein Maß für das Leckage-Volumen.
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Die
deutsche Offenlegung
DE
100 22 860 stellt einen Kugelhahn vor, der mit einem Doppelmantel
versehen ist zwecks Überprüfungsmöglichkeit
auf Leckage. Vorgesehen sind außerdem
doppelwandige Rohrleitungen mit entsprechenden Anschlußverbindungen.
Das Kugelventil lagert in einem axial auswechselbaren Einsatz, welcher
von einem äußeren Gehäuse umgeben
ist. Zwischen dem Einsatz und dem äußeren Gehäuse befindet sich unterhalb
des Einsatzes ein Hohlraum zur Aufnahme von Leckage. Ebenso können das
Doppelmantelrohr und die Anschlußverbindungen mittels angeordneter Hohlräume auf
Leckage geprüft
werden.
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Bei
der vorliegenden Anmeldung wird von einer Leckageprüfung – auch durch
Nachrüstung – bei Standard-Installationen
der Gebäudesystemtechnik ausgegangen.
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Das
deutsche Gebrauchsmuster
DE
91 05 501 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen einer Leckage
an einer Behälteröffnung derart,
daß ein
den Deckel auf seiner Außenseite
umfassender Leckage-Auffangraum vorgesehen ist, der von einer Kappe begrenzt
und durch eine Dichtung zwischen der Kappe und dem Behälter gasdicht
abgeschlossen ist, und daß in
dem Auffangraum eine Meßleitung
mündet, die
eine Meßeinrichtung
umfaßt,
die mit einem Signalgeber verbunden ist.
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Das
Produkt besitzt bereits zusätzlich
gestaltete und eingebrachte Ein- und/oder Vorrichtungen zur meßtechnischen
Erfassung von Leckage.
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Die
deutsche Offenlegung
DE
43 24 865 /europäische
Anmeldung
EP 635 709 be schreibt
ein Leckage-Erkennungssystem für
z. B. die Erkennung von Ölleckagen
mittels einer Vielzahl örtlich
verteilter, adreßkodierter
integrierter Einheiten, die aus einzelnen Leckagesensoren mit Meßwertvorverarbeitung zur
Temperaturkompensation bestehen, die wiederum über Busleitungen mit einer
Auswerteeinrichtung verbunden sind.
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Leckagesensor
und Meßwertvorverarbeitung,
elektrisch fremdversorgt oder lokal batteriegespeist, bilden eine
Sensoreinheit.
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Die
deutsche Patentschrift
DE 38
22 123 /europäische
Patentanmeldung
EP 348 920 offenbart ein
Verfahren und eine Schaltung zur Aufrechterhaltung eines einwandfreien
Zustands einer Schaltung zur Überwachung
von Rohren – insbesondere
von Fernheizrohrleitungen – auf
Leckage, wobei Ströme durch Überwachungsschaltungen
mit vorzugsweise Gleichrichterdioden und Indikatoren geschickt werden,
deren elektrischer Widerstand sich bei Auftreten von Feuchtigkeit ändert. Die
Indikatoren bestehen aus gegenüber
angeordneten Metallplatten, zwischen denen Schaumstoff eingebracht
ist. Tritt aus der Rohrleitung Leckage aus, erhöht sich über die Zeit die Feuchtigkeit
im Schaumstoff und zwischen den Platten der Indikatoren wird ein
Kurzschluß erzeugt.
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Die
Sensoren sind in Polyurethan-Schaum eingeschlossen, um kleine Feuchtigkeitsmengen
zu ignorieren und Widerstandsänderungen
der Sensoren erst bei relativ großen Feuchtigkeitsmengen zu erreichen.
Während
der Zeit außerhalb
des Meßvorgangs
werden die Meßschleifen
aus korrosionsverhindernden Gründen
kurzgeschlossen.
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Die
deutsche Patentschrift
DE 38
18 416 offenbart eine Leckage-Überwachungsvorrichtung derart,
daß ein
in einem Behältnis
elastisch – z.
B. federnd-gelagertes Aufnahmegefäß mit einer Einrichtung zur
Bestimmung der vertikalen Auslenkung des Aufnahmegefäßes versehen
ist, wobei das Aufnahmegefäß über eine
Flüssigkeitssammelleitung
ggf. mit Leckageflüssigkeit
versorgt wird. Bei Befüllung des
Aufnahmegefäßes senkt
sich dasselbe masse-/gewichtsproportional und ein am Boden des Gefäßes angebrachtes
Blech dient als Meßzeiger
einer optischen Sende- und Empfangseinrichtung für die vertikale Positionserfassung
und indirekte Füllstandsanzeige.
Bei dieser Anordnung ist von Bedeutung, daß die Leckage aufgefangen wird.
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Die
deutsche Patentschrift
DE 36
17 958 stellt einen neuartigen verbesserten Fühler zur
Erfassung der Leckage einer elektrisch leitenden Flüssigkeit
vor. Der Fühler
besitzt mindestens zwei elektrische Leiter, die zwischen zwei elektrisch
isolierenden Folien aus Kunststoff angeordnet sind, wobei mindestens
eine mit Öffnungen
versehen ist, so daß die parallel
verlaufenden Leiter auf der Unterlagenfolie aufliegen und daß eine Gitterfolie
mit der Unterlagenfolie verschweißt ist.
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Eine
auf der Oberseite stattfindende Benetzung mit elektrisch leitender
Flüssigkeit
führt zur elektrischen
Widerstandsänderung
zwischen den parallelen Leitern.
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Eine
Reihe von flüssigkeits-
und/oder feuchtigkeitsmessenden Sensoren oder mit solchen Sensoren
ausgestattete Geräte
bedienen sich des physikalischen Prinzips der Änderung von elektrischen Materialkonstanten,
wie z. B. des spezifischen elektri schen Widerstands ρ oder der
elektrischen Leitfähigkeit κ. Weiterhin
können
Sensorelemente, wie kapazitive oder induktive Sensoren mit Hilfe
und durch Veränderung
der dielektrischen Materialkonstanten ε und der magnetischen Permeabilität μ aufgebaut werden.
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Durch
seinen relativ einfachen Aufbau von im wesentlichen zwei Elektroden
in Verbindung mit einem durch die Umgebung beeinflußten Dielektrikum,
wurde im Bereich der Feuchte- und Flüssigkeitsmessung der kapazitive
Feuchtesensor in unterschiedlichen Applikationen und Bauformen bekannt, angewendet
für die
Messung der Feuchte, von Flüssigkeiten
oder des Taupunkts in Verbindung mit Temperaturmessung. Entstanden
sind eine Reihe von Entwicklungen auf Halbleiterbasis und von kleinsten Abmessungen.
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So
stellt das deutsche Gebrauchsmuster
DE 20 2007 007 387 einen
kapazitiven Feuchtesensor vor, der – auf einem Trägersubstrat
aufbauend – eine Grundelektrode
besitzt und – zu
dieser benachbart – eine
elektrische Kontaktierungsfläche
aufweist. Abgeschlossen wird der Aufbau durch eine feuchteempfindliche
Schicht und eine darüber
befindliche Deckelektrode. Als Trägermaterial kommen Glas, Keramik oder
Silizium (mit Isolationsschicht) in Frage, als feuchteempfindliche
Schicht – Dielektrikum – wird ein Polymer
aus der Klasse der Polyimide gewählt,
welches in Abhängigkeit
der Umgebungsfeuchte Wasser aufnimmt und dadurch seine Materialkonstante ändert.
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Gemäß der deutschen
Offenlegung
DE
10 2005 052 732 werden auf der Ebene einem Halbleitersubstrats
ein erstes und ein zweites, in Reihe geschaltetes Sensorelement
mit je unterschiedlicher Kapazität
angeordnet. Überdeckt
wird die Anordnung von einer feuchtigkeitsempfindlichen Schicht,
welche eine sich entsprechend der Umgebungsfeuchtigkeit ändernde
Dielektrizitätskonstante
aufweist. Mit der Feuchte ändern
sich die erste und zweite Kapazität unterschiedlich; die Feuchte
wird aus beiden Werten ermittelt.
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Die
deutsche Offenlegungsschrift
DE 103 12 206 stellt einen kapazitiven Feuchtesensor
mit Passivierungsschicht vor. Auf ein Substrat werden zwei Elektroden
bahnförmig,
ineinandergeschachtelt und in einer Ebene liegend aufgebracht. Bedeckt
werden die Elektroden durch eine Passivierungsschicht und eine darüber liegende
feuchtigkeitssensitive Schicht; die dielektrische Konstante wird
bestimmt durch die Umgebungsfeuchte. Die Elektroden sind als Paar kammförmiger Elektroden
in einer Ebene sich gegenüber
liegend ausgebildet. Der Abstand der Elektroden-Kämme voneinander
bestimmt die Hysterese des Sensors; bei Vergrößerung des Abstands wird die
Hysterese des Sensors verringert.
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Ebenfalls
auf Halbleiterbasis entwickelte Feuchtesensoren werden in den Veröffentlichungen Patentschriften
DE 40 35 371 und
DE 39 19 864 /europäische Anmeldung
EP 403 994 sowie europäische Anmeldungen
EP 1 412 732 /internationale
Anmeldung
WO2003/009 334 und
EP 395 937 vorgestellt. Entwicklungstechnische
Vorteile ergeben sich durch die eingesetzten Materialien, in der
erzielten Baugröße sowie
in der Genauigkeit der Meßwerterfassung
und -auswertung durch Hinzunahme weiterer klimatechnischer Größen, wie
z. B. der Temperatur, deutsche Patentschrift
DE 31 06 887 , Taupunktsensor.
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Alle
vorgestellten Veröffentlichungen
eignen sich nur bedingt oder gar nicht für den spezifischen Einsatz
als Einrichtung zur Leckageüberwachung
bei zylindrischen Anordnungen – insbesondere
nicht als Leckageüberwachung
bei Geräten
der Gebäudesystemtechnik,
wie solchen der sanitären
Installations- und Heizungstechnik, beispielsweise angewendet auf
Entlüftungsgeräte aber
auch andere Geräte
und Leitungen/Rohre.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Einrichtung zur Leckageüberwachung
bei zylindrischen Anordnungen – insbesondere
eine Leckageüberwachung
bei Geräten
der Gebäudesystemtechnik,
wie solchen der sanitären
Installations- und Heizungstechnik, zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen
nehmen die Unteransprüche
Bezug. Die Einrichtung zur Leckageüberwachung bei zylindrischen
Anordnungen besteht aus einem kompakten elektrotechnischen Gerät – dem mikrokontrollergesteuerten
Feuchtemelder – entstanden
aus einem Produzentenbaukasten mit räumlich ausgedehntem, flexiblem,
kapazitivem Feuchtesensor. Auslaufende Flüssigkeiten, die ihre mannigfaltigen
Ursachen in Undichtigkeiten von Geräten und/oder Leitungen/Rohren
der Installationstechnik haben, werden meßtechnisch erfaßt und als
Störfall
alarmiert. Dazu wird im Prinzip der flexible Feuchtesensor an die
Oberfläche
des zu überwachenden
Geräts
und/oder Leitung/Rohr bündig
angelegt.
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Das
Gerät wird
wahlweise mit Batteriebetrieb oder Netzbetrieb steckerfertig ausgeliefert;
auch ist – je
nach Einsatzort – eine
energieautarke Version vorgesehen. Das Gerät besitzt eine optische und/oder akustische
Betriebszustandsanzeige und ebenso eine Alarmierung für den Störfall.
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Eine
weitere positive Ausgestaltung erfährt das Gerät durch verschiedene Montagemöglichkeiten
an unterschiedlichen Einsatzorten und für differente Applikationen.
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Eine
weitere Ausprägungsform
betrifft den Geräteaufbau,
der sich wie folgt gestaltet; es gibt ein Befestigungs-/Montageteil,
welches auch den kapazitiven Feuchtesensor aufnehmen kann, eine
zentrale Steuereinheit mit elektrischer Versorgung sowie einen Anzeige-
und Alarmierungsteil.
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Je
nach Ausstattung kann das Gerät
lokal in Verbindung mit einem zu überwachenden Installationsgerät, wie z.
B. einem Entlüfter
für Heizungs- und/oder
Solaranlagen, funktionieren; es kann an Leitungen oder Rohren beliebigen
Durchmessers adaptiert werden, es kann weiterhin in Wand-/Schienenmontage – auch als
Reiheneinbau-Gerät (REG) – mit abgesetztem
Sensorteil plaziert werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der erfinderischen Neuheit erfolgt die Alarmierung
lokal vor Ort oder dezentral mittels verdrahteter oder drahtloser
Technik, auch in Bustechnologie mit bekannten Verfahren der Gebäudesystemtechnik.
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Weitere
Ausstattungsmerkmale betreffen den räumlich ausgedehnten flexiblen
kapazitiven Feuchtesensor. Je nach Anwendungsbezug wird der Feuchtesensor – im wesentlichen
bestehend aus einer kupferkaschierten, leiterbahngeätzten Folie,
versehen mit einer zusätzlichen
Passivierungsschicht – mit
einer elastischen Manschette oder einer textilen Tasche mit Haftverschlußband verarbeitet.
Durch zusätzlichen
feuchtigkeitsaufnehmenden Schichtaufbau läßt sich die Hysterese des Feuchtemelders
einstellen.
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Der
Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage
beigefügten
Zeichnungen von Ausführungsbeispielen
weiter verdeutlicht. Es zeigen
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1 Feuchtemelder
mit Gerätebefestigung
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2 Feuchtemelder
mit Leitungs- oder Rohrbefestigung
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3 Feuchtemelder
mit Wand- oder Schienenbefestigung
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4 Modularer
Aufbau des Feuchtemelders
- a) Feuchtemelder
mit Alarmierung
- b) Geräteaufsatz
für Wand-/Schienenbefestigung
- c) Geräteaufsatz
für Leitungs-
oder Rohrbefestigung
- d) Geräteaufsatz
für Gerätebefestigung.
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Gleiche
und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den
Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die
Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der
Figuren.
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Wie
aus 1 ersichtlich, besteht der Feuchtemelder 1 mit
Befestigungsaufsatz 2 aus einem kompakten elektrischen
Gerät,
hier mit Gerätebefestigung 21,
welches versorgungsmäßig mit
Batteriebetrieb oder Netzanschluß ausgestattet werden kann.
Je nach Anwendungsbezug ist auch eine energieautarke Lösung vorgesehen
mit aufladbaren Batterien und Mikrogeneratoren. Innerhalb des Gehäuses höherer Schutzart 11 befindet
sich eine Versorgungs- und Steuerplatine, die je nach Ausstattung eine
Batterieaufnahme oder ein Netzteil vorsieht. Die Batterien sind über das
Batteriefach 13 zugänglich; im
Falle der Netzversorgung ist eine kurze 2-polige Anschlußleitung
mit einem genormten rastenden Steckverbinder vorgesehen. Eine korrekte
Betriebsweise des Geräts
bzw. der Versorgung wird durch die Betriebszustandsanzeige 14 angezeigt.
Im Falle des Batteriebetriebs wird abnehmender La dezustand durch
eine Blinkfunktion mit/ohne akustischer Unterstützung signalisiert. Die Sicherung
des Gehäuses erfolgt über die
Gehäuse-/Deckelverschraubung 12.
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Rückwärtig besitzt
das Gehäuse
eine 2-polige elektrische Kontaktierung 215 zum Befestigungsaufsatz/Gerätebefestigung 2, 21 bzw.
zum Feuchtesensor. Die Steuerplatine beinhaltet eine elektrische Schaltung
mit Mikrokontroller zur höherfrequenten Ansteuerung
des kapazitiven Feuchtesensors sowie eine Logik- und Auswerteschaltung
für das
Meßsignal.
In Abhängigkeit
des Meßergebnisses
wird bei Feuchtemessung die optische und/oder akustische Alarmierung 15, 16 mit/ohne
Blinkfunktion gesetzt. Je nach Ausstattung ist eine Fernsignalisierung
der Alarmierung verdrahtet oder per Funk auch über bekannte Schnittstellen
der Gebäudesystemtechnik vorgesehen.
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Auf
der rückwärtigen Seite
des Gehäuses
ist der mechanische Anschluß des
Befestigungsaufsatzes 2 bzw. der zweiteiligen Gerätebefestigung 21 vorgesehen.
Die Gerätebefestigung
besteht aus den Befestigungsbügeln
1, 2 212, 213, die innenseitig hohlförmig zwecks
Aufnahme des Feuchtesensors 214 ausgeprägt sind. Die Befestigungsbügel werden
verschraubt oder rastend mechanisch fest miteinander verbunden.
Der durch die beiden Befestigungsbügel aufgespannte Durchmesser
ist dem der vorgesehenen Geräte-,
Leitungs- oder Rohraufnahme angepaßt. Weitere mechanische Aufnahmeadapter
sind für
kleinere Durchmesser vorzusehen, jedoch muß der Feuchtesensor stets dicht
am Meßobjekt
liegen. Der Verbund von Feuchtemelder und Befestigungsaufsatz erfolgt
mittels der Gehäuseverschraubung 211.
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Den
Feuchtesensor bildet eine schmale, in Längsrichtung ausgedehnte kupferkaschierte
geätzte
flexible Leiterplatine, die über
zwei in der Ebene liegenden Elektroden mit kammförmig ausgeprägten Leiterbahnen
verfügt,
wobei die Kupferbahnen durch eine Zink-, Silber- oder Goldauflage
passiviert sind. Die flexible Leiterplatine ist durch Abschneiden
kürzbar.
Die beiden Kamm-Zahn-Elektroden des Paares von kammförmigen Elektroden
sind in Längsrichtung der
flexiblen Leiterplatte ausgedehnt und liegen in geringem Abstand
gegenüber.
Damit bildet das Paar kammförmiger
Elektroden eine Kapazität
und die Umgebung das Dielektrikum. Erhält der Feuchtesensor eine schützende,
hydrophobe oder -phile Umhüllung,
die ggf. auch die Feuchte speichert, ändert sich das Dielektrikum
und die Hysterese des Meßverfahrens
wird beeinflußt.
Die Anschlußelektroden
des Sensors sind über
Kontaktierungen 215 mit dem Gerätegehäuse verbunden.
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2 zeigt
den Feuchtemelder 1 mit Befestigungsaufsatz 2,
hier mit Leitungs- oder
Rohrbefestigung 22. Die Ausstattung und Funktionalität des Geräts entspricht
den Ausführungen
unter 1.
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Rückwärtig besitzt
das Gehäuse
eine 2-polige elektrische Kontaktierung 226 zum Befestigungsaufsatz
bzw. zur Leitungs-/Rohrbefestigung 2, 22 bzw.
zum Feuchtesensor sowie einen mechanischen Anschluß des Befestigungsaufsatzes 2 bzw.
der einteiligen Leitungs-/Rohrbefestigung 22. Die Gerätebefestigung
besteht aus der Adapterplatte 222, die mechanisch fest
mit der Sensoraufnahme 223 verbunden ist und welche innenseitig
den Feuchtesensor 225 aufnimmt. Ein Haftverschluß 224 gestattet
den bündigen
Verschluß bei
unterschiedlichen Durchmessern von Geräte-, Leitungs- oder Rohraufnahmen.
Weitere mechanische Aufnahmeadapter sind nicht vorzusehen, der Feuchtesensor
liegt stets dicht am Meßobjekt.
Der Verbund von Feuchtemelder und Befestigungsaufsatz erfolgt mittels
der Gehäuseverschraubung 221.
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3 zeigt
den Feuchtemelder 1 mit Befestigungsaufsatz 2,
hier mit Wand-/Schienenbefestigung 23. Die Ausstattung
und Funktionalität
des Geräts
entspricht den Ausführungen
unter 1.
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Da
es sich in diesem Fall um ein abgesetztes Gerät handelt, ist der Feuchtesensor 234 über eine separate
Anschlußleitung 235 mit
dem Feuchtemelder verbunden. Um die Wiederverwendung des Geräts herzustellen,
werden die oben beschriebenen Kontaktierungen 215, 226 zwischen
Gerät und
Befestigungsaufsatz für
den Leitungsanschluß des Feuchtesensors
genutzt. Die Gerätebefestigung
besteht aus der Adapterplatte 232, die mechanisch fest mittels
den Befestigungsschrauben 233 an Wand und/oder Montageschiene
befestigt wird. Der Verbund von Feuchtemelder und Befestigungsaufsatz bzw.
Wand-/Schienenbefestigung erfolgt mittels der Gehäuseverschraubung 231.
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In
diesem Fall ist der Feuchtesensor – wie in 2 dargestellt – mit einer
Sensoraufnahme verbunden und wird ebenso gehandhabt – mit einem Haftverschluß um die
Geräte-,
Leitungs- oder Rohraufnahme wird bei unterschiedlichen Durchmessern ein
bündiger
Verschluß mechanisch
hergestellt. Die elektrische Verbindung erfolgt über die Anschlußleitung 235.
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4 verdeutlicht
den modularen Aufbau des Feuchtemelders 1 mit optischer
und/oder akustischer Alarmierung für Betriebsbereitschaft und
Alarmierung sowie die oben beschriebenen unterschiedlichen Befestigungsaufsätze 2 wie
den Geräteaufsatz für Wand-/Schienenbefestigung 23,
den Geräteaufsatz
für Leitungs-
oder Rohrbefestigung 22 sowie den Geräteaufsatz für Gerätebefestigung 21.
Deutlich werden auch die elektrischen Verbindungsstellen 215 und 226 zwischen
Feuchtemelder und Befestigungsaufsatz. Die Adapterplatte 232 für die Wand-/Schienenbefestigung
ist zum Zwecke des Anschlusses und der Aufnahme der Sensor-Anschlußleitung
hohl ausgeführt.
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In
einer weiteren Ausprägungsform
der erfinderischen Neuheit sind die Steuerplatine für die elektrische
Schaltung mit Mikrokontroller zur höherfrequenten Ansteuerung des
kapazitiven Feuchtesensors mit der Logik- und Auswerteschaltung
für das Meßsignal
und die optische und/oder akustische Betriebszustandsanzeige und
die Alarmierung für
den Störfall
mit/ohne Blinkfunktion mechanisch getrennt und elektrisch trennbar
miteinander verbunden.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß bei abgesetzter
Alarmierung die Kommunikation drahtgebunden, funkgesteuert und/oder busgesteuert
nach bekannten Protokollen der Gebäudesystemtechnik erfolgt.
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Weitere
erzielbare Vorteile bestehen in der Montagevielfalt und -freundlichkeit
des Geräts
durch unterschiedliche Adaptionen an Geräte oder Hohlraumprofile nahezu
beliebiger Querschnitte – nicht nur
Rundrohre.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
erfährt
der aus einer kupferkaschierten und geätzten, flexiblen Leiterplatte
bestehende Feuchtesensor durch seine hydrophile oder hydrophobe
Schutzhülle eine Änderung
seiner Hysterese.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch
den Einsatz des Mikrokontrollers die meßtechnischen Parametern – wie Meßbereich,
Toleranz und Hysterese – und die
Alarmierungsparameter – wie
Dauer, Blink- und Summer-Frequenz, optische und akustische Alarmierung – einstellbar
sind. Bei bestimmten Applikationen werden Vorwahlschalter vorgesehen.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche; die
zahlreichen Möglichkeiten
und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der
Anzahl der Schutzrechtsansprüche
wider.
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- 1
- Feuchtemelder
- 11
- Gerätegehäuse/-deckel
- 12
- Gehäuse-/Deckelverschraubung
- 13
- Batteriefach
(entfällt
bei Netzversion)
- 14
- Betriebszustandsanzeige
- 15
- Störfallanzeige,
optisch
- 16
- Störfallanzeige,
akustisch
- 2
- Befestigungsaufsatz
- 21
- Gerätebefestigung
- 211
- Gehäuseverschraubung
- 212
- Befestigungsbügel 1
- 213
- Befestigungsbügel 2
- 214
- Feuchtesensor
- 215
- Kontaktierung
- 22
- Leitungs-/Rohrbefestigung
- 221
- Gehäuseverschraubung
- 222
- Adapterplatte
- 223
- Sensoraufnahme
- 224
- Haftverschluß
- 225
- Feuchtesensor
- 226
- Kontaktierung
- 23
- Wand-/Schienenbefestigung
- 231
- Gehäuseverschraubung
- 232
- Adapterplatte
- 233
- Befestigungsschrauben
- 234
- Feuchtesensor
(nicht dargestellt)
- 235
- Anschlußleitung
(nicht dargestellt)