DE20320677U1

DE20320677U1 - Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer absperrenden Wandung

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Publication number: DE20320677U1
Application number: DE20320677U
Authority: DE
Original assignee: TEXPLOR GmbH
Current assignee: TEXPLOR GmbH
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2005-01-05
Anticipated expiration: 2013-04-15

Abstract

Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer als absperrende Einrichtung wirkenden baulichen Einheit (2; 3), insbesondere Dichtungswand, Wandung eines Erdtanks, Grundbauwerk, medienführende Unterwasserleitung oder dergleichen, mittels eines konstanten elektrischen Feldes, mit:
– wenigstens einer als Aufgabestelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode (5),
– wenigstens einer weiteren als Abgreifstelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode (6), und
– einem Messwertaufnehmer (8), der zwischen zu einer Auswertefläche projizierten Abständen von Aufgabestelle und Abgreifstelle räumlich bewegbar angeordnet ist, einen Sensor und einen Datenlogger (17) aufweist und mit einer der beiden Elektroden (5; 6) elektrisch / elektronisch verbunden ist,
wobei weiterhin:
– die beiden Elektroden (5; 6) mit einer Stromquelle (7) verbunden sind,
– unter Bezugnahme auf die zu untersuchende bauliche Einheit (2; 3) die als Abgreifstelle dienende Elektrode (5) auf einer Seite eines möglichen Feuchtezutritts (9/1;...; 9/6) und die als Abgreifstelle dienende Elektrode (6) auf einer anderen Seite...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer als absperrende Einrichtung wirkenden baulichen Einheit, insbesondere Dichtungswand, Wandung eines Erdtanks, Grundbauwerk, medienführende Unterwasserleitung oder dergleichen, mittels eines konstanten elektrischen Feldes.
Hintergrund der Erfindung
Es sind zerstörungsfreie Verfahren und Vorrichtungen zum Ausführen solcher Verfahren zur Feststellung von Leckagen bekannt, wie sie beispielsweise im Tief- und Hochbau sowie im Kanalbereich und bei der Lecksuche bei Dächern, bei Dichtungswänden, Erdtanks, Grundbauwerken, medienführenden Unterwasserleitungen oder dergleichen Einrichtungen auftreten können.
Nach einer Firmenschrift der Firma Munters, 21035 Hamburg, mit dem Titel "Kleine Ursache – grosse Wirkung" erfolgt die Feststellung von Leckagen, indem der Versuch unternommen wird, durch akustische Verfahren ein Leck festzustellen. Das ist im allgemeinen ungenau und bei unterirdisch zu vermutenden Lecks regelmässig nicht möglich. Gleiches ist für thermografische Verfahren festzustellen. Seit Jahrzehnten bekannt ist die Feststellung von Leckagen durch Befüllung eines vermutlich defekten Behältnisses mit einem Prüfgas. Diese Methode erfordert, dass das vermutet defekte Gefäss allseitig besichtigt werden kann, wie das bei freiliegenden Rohrleitungen der Fall ist. Ist die Rohrleitung nicht allseitig zu besichtigen, haben endoskopische Verfahren den Vorzug, die häufig mit einer Feuchtemessung gekoppelt sind. Deren Einsatz ist jedoch ebenso beschränkt, wie das vergleichsweise beim Einsatz elektronischer Verfahren der Fall ist.
Besonders bei älteren Bauwerken kommen Verfahren zum Einsatz, die die Störung eines initiierten bestimmbaren Potentialfeldes oder Mikrowellen zur Ermittlung von Leckagen – es handelt sich hier eher um eine Feuchtefeststellung – benutzen. Auch hier sind die Einsatzgebiete begrenzt. Bestenfalls sind diese Verfahren in geringen Teufen anwendbar, wobei Unsicherheiten in der Feststellung dann erheblich zunehmen.
Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, die Sicherheit zu erhöhen. Hierbei wurden für spezifische Zwecke auch brauchbare Methoden entwickelt, wie dies beispielsweise in dem Dokument DE-OS 42 31 896 für eine Dichtheitsprüfung von Abdichtungen aus Kunststoff bahnen beschrieben ist. Hier wird der Stromfluss hinsichtlich seiner absoluten Größe zur Dichtheitsprüfung herangezogen.
Nach dem Stand der Technik in weiteren Dokumenten, zum Beispiel DE-OS 199 21 556 und JP 2002156305 , wird ein zwischen zwei Polen fließender elektrischer Strom hinsichtlich seiner absoluten Höhe zur Beurteilung der Dichtheit herangezogen. Konkret beziehen sich die Sachverhalte auf die Prüfung der Dichtheit von Dächern und von mit Folie abgedichteten Wasserbekken, durch die Ionen wandern. Im Falle der Feststellung der Dichtheit eines Wasserbeckens, einer Deponie oder dergleichen Anwendungsfällen führt die Durchführung des dargestellten Verfahrens nur dann zu objektiven Aussagen, wenn der Chemismus des die Messfühler umhüllenden Bodens sowie seine Auswirkungen und die daraus resultierende elektrische Leitfähigkeit konkret bekannt sind. So würde eine unbekannte Salzablagerung im zu prüfenden Material, zum Beispiel im Boden oder in trockenem Mauerwerk, eine entschiedene Verbesserung der Leitfähigkeit bedingen. Damit würde eine Undichtheit angenommen und dokumentiert werden, ohne dass diese tatsächlich vorhanden ist. Damit ist eine mobile Anwendung des jeweiligen Verfahrens und der Einsatz einer dementsprechend aufgebauten Anordnung nicht immer möglich.
Zur Lösung besonderer Aufgaben, wie die Gewinnung geophysikalischer Daten, wird in dem Dokument EP 0 729 590 vorgeschlagen, im relevanten Erdreich über ein Gleichstromfeld und dessen Veränderung Rückschlüsse auf die elektrochemischen Eigenschaften des anstehenden Bodens zu gewinnen. Eine Lösung mit gleicher Wirkung liefert die in der Schrift AT 378 854 vorgeschlagene Anordnung. Zunächst spielen Störungen durch differierende Bodenverhältnisse oder gar Verwertungen im Boden hier eine Rolle, des weiteren ist auf eine andere Aussage abgestellt. Es werden Aussagen zum spezifischen Widerstand des anstehenden Bodens und dergleichen getroffen, jedoch ist eine gezielte Anwendung der genannten Verfahren zur Leckageortung nicht gegeben.
Die Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb; eine Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer als absperrende Einrichtung wirkenden baulichen Einheit, insbesondere Dichtungswand, Wandung eines Erdtanks, Grundbauwerk, medienführende Unterwasserleitung oder dergleichen, mittels eines konstanten elektrischen Feldes anzugeben, die, wenn gewünscht, kontinuierlich Übertage wie Untertage unter den unterschiedlichsten Einsatzbedingungen gleichermassen einsetzbar ist, um Leckstellen aufzuspüren. Weiterhin sollen Universalität und Genauigkeit gegenüber bekannten Anordnungen auch unter schwierigen räumlichen Einsatz- und Umgebungsbedingungen gewährleistet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand von abhängigen Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist eine Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer als absperrende Einrichtung wirkenden baulichen Einheit, insbesondere Dichtungswand, Wandung eines Erdtanks, Grundbauwerk, medienführende Unterwasserleitung oder dergleichen, mittels eines konstanten elektrischen Feldes vorgesehen, wobei die Anordnung die folgenden Merkmale aufweist: wenigstens einer als Aufgabestelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode, wenigstens einer weiteren als Abgreifstelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode, und einem Messwertaufnehmer, der zwischen zu einer Auswertefläche projizierten Abständen von Aufgabestelle und Abgreifstelle räumlich bewegbar angeordnet ist, einen Sensor und einen Datenlogger aufweist und mit einer der beiden Elektroden elektrisch / elektronisch verbunden ist, wobei weiterhin die beiden Elektroden mit einer Stromquelle verbunden sind, unter Bezugnahme auf die zu untersuchende bauliche Einheit die als Abgreifstelle dienende Elektrode auf einer Seite eines möglichen Feuchtezutritts und die als Abgreifstelle dienende Elektrode auf einer anderen Seite angeordnet sind, und der Messwertaufnehmer in der Nähe von als relevant zuordbaren Bereichen plazierbar und dort erfassbare Werte für das konstante elektrische Feld aufnehmend ausgebildet ist.
Bei der Nutzung der Anordnung wird insbesondere einer Seite einer zu prüfenden, einen Flüssigkeitsdurchgang verhindernden absperrenden Wandung, die vorzugsweise in eine überwiegend homogene Masse eingebettet ist, wie sie das Erdreich oder eine umgebende Flüssigkeit darstellen, wenigstens eine Aufgabestelle und auf der anderen Seite der absperrenden Wandung wenigstens eine Abgreifstelle angeordnet. Von einer Stromquelle ist ein Pol dieser Stromquelle mit der Aufgabestelle verbunden, der andere dagegen mit der Abgreifstelle. Über die Stromquelle wird eine willkürlich vorgewählte definierbare Spannung und eine willkürlich definierte Stromstärke angelegt. Damit fließt zwischen Aufgabestelle und Abgreifstelle ein elektrischer Strom.
Unabhängig davon, ob es sich um Gleich- oder Wechselstrom handelt, baut sich über den Stromfluss zwischen beiden Polen ein konstantes elektrisches Feld auf. Entlang der auf Dichtheit zu prüfenden Wandung ergeben sich dort Veränderungen des elektrischen Feldes im Sinne von Anomalien, wo ein Flüssigkeitsdurchtritt erfolgt. Diese Veränderungen des elektrischen Feldes werden als Maß für einen vorhandenen Feuchte- beziehungsweise Flüssigkeitsdurchtritt ermittelt und als Messgrösse für eine Bewertung bereitgestellt. Dieses Abtasten erfolgt, vorzugsweise unter Bezugnahme auf identifizierbare Koordinaten über einen Messwertaufnehmer, der deshalb mit Aufgabestelle oder Abgreifstelle verbunden ist, damit ein Referenzwert zum Vergleich zur Verfügung steht und der aus Sensor und einem Datenlogger besteht. Eine erfindungsgemässe Variante , sieht vor, dass der Sensor des Messwertaufmehmers roiterend ausgebildet ist. Diese Variante ist vorzugsweise dann einsetzbar, wenn der Messwertaufnehmer beispielsweise in einer Abwasserleitung und einem Feldaufbau von außen nach innen eingesetzt werden soll.
Im weiteren werden die vom Messwertaufnehmer registrierten Daten aufgenommen, aufgezeichnet und vorzugsweise ausgeschrieben, um sie auslesen zu können. Das kann in horizontaler Richtung in zeitlicher Abfolge verändert, jedoch ebenso in vertikaler Richtung erfolgen. Überall dort, wo sich Spitzen abzeichnen, sind Undichtheiten vorhanden, die einen Flüssigkeitsdurchtritt, der in der Regel unerwünscht ist, markieren. Gemessene Werte werden im Vergleich zu den Referenzwerten als Nachweis für die durch die absperrende Wand durchdringende Flüssigkeit für weitere Betrachtungen als Signal bereitgestellt.
Damit ist es ebenso möglich, die anliegenden Kennwerte des elektrischen Feldes hinsichtlich ihrer absoluten Höhe nach festzustellen und anzuzeigen. Die ermittelten Werte sind relativ adäquat dem Flüssigkeitsdurchgang.
Das Abtasten erfolgt, um eine Reproduzierbarkeit und Lokalisierung zu ermöglichen, innerhalb eines festgelegten Rasters. Dieses Raster wird bei der Feststellung von Abweichungen, also der Feststellung von Undichtheiten, verkleinert, um bei beizuhaltender Lokalisierungsmöglich- und Reproduzierbarkeit den Umständen angepasst den Verlauf von Maximalwerten explizit registrieren und ausschreiben zu können und so, wenn vorhanden, auch Risse in der abdichtenden Wandung lokalisieren zu können.
Eine Vorzugsvariante sieht vor, dass die ermittelten Werte der elektrischen Feldlinien und ihrer Anonmalien per Monotoring ausgewiesen werden.
Eine Ausgestaltung kann vorsehen, dass der aus Sensor und Datenlogger bestehende Messwertaufnehmer, wie bereits beschrieben, mit dem in seiner Nähe befindlichen nächsten Pol elektrisch/elektronisch verbunden ist, um einen Referenzwert für die Bewertung der er mittelten Signale im Datenlogger zu haben und gleichzeitig mögliche Umgebungsstörungen auszuschliessen.
Eine zweckmässige Ausgestaltung sieht vor, dass die Gegenelektrode, wenn sie im umgebenden Erdreich angeordnet ist, einen Sensor aufweist, der weitere Informationen zur Registriereinheit liefern kann, beispielsweise in Abhängigkeit von seiner Bauart Angaben zur Temperatur oder der Feuchte an der Messstelle und dergleichen Angaben zur Umgebung, sodass Zusatzinformationen zur Umgebung erfassbar sind. Es ist ebenso möglich, dass Elektrode und Gegenelektrode mit einem ortungsfähigen Baustein ausgerüstet sind, um beispielsweise Schlussfolgerungen über die tatsächliche Tiefe der Messstelle ziehen zu können, um eine eventuelle Abweichung bei einem Verlaufen bei einer zum Einbringen der Elektrode oder Gegenelektrode erforderlichen Bohrung kompensieren zu können.
Um am Messwertaufnehmer wie auch immer ermittelte Werte zur Anzeige und Auswertung zu bringen, kann ein übliches Kabel verwendet werden. Es ist jedoch ebenso möglich, diesen mit einer bekannten zur Funkübertragung geeigneten Einrichtung zu versehen. Weiters ist es ebenso möglich, einen oder mehrere Messwertaufnehmer kurzfristig in einem Verdachtsbereich zu montieren und die Leckageverhältnisse über einen Zeitraum "X" aufzuzeichnen und/oder per Monotoring ständig anzuzeigen. Auch hier ermöglicht eine Funkübertragung den Fernzugriff auf die Messdaten. Die Datenerfassung, Übertragung und Auswertung kann auch hier automatisiert erfolgen.
Eine weitere zweckmässige Ausgestaltung sieht vor, dass – beispielsweise bei Dichtungswänden – diese mit einer zur GPS-Übertragung geeigneten Einrichtung versehen sind_; um eine ständige Kenntnisnahme der Werte an geeigneter Stelle zu ermöglichen.
Wie bereits angedeutet, können die ermittelten Werte als Signale einem Rechner aufgegeben werden. Hier werden diese programmtechnisch aufbereitet. Sind Werte bekannt, die sich mit einer unbehandelten homogenen Masse ergeben haben (Dieser Wert kann ebenfalls "Null" sein), ist eine Basis für vergleichende Betrachtungen gegeben, da aus anderen Messungen ebenfalls Erfahrungen vorliegen, bei welcher Differenz in den Kennwerten des elektrischen Feldes, bezogen auf den zeitlichen Verlauf, welcher Flüssigkeitsdurchtritt erfolgte. Über eine zweckbestimmte Software lassen sich Näherungswerte zum Umfang der Leckage rechnerisch ermitteln.
Es ist ebenso möglich, die Messwerte zur Gewinnung weiterer geophysikalischer Aussagen bereitzustellen. Beispielsweise könnte ein starkes Differieren der Messwerte, ohne dass definitiv Flüssigkeitsabgänge feststellbar sind, ein Hinweis auf einen Hohlraum im Boden sein.
Der elektrische Strom an der Aufgabestelle kann ständig anliegen, er kann ebenso gepulst aufgegeben werden. Ebenso kann die Messwerterfassung und/oder -darstellung ständig oder diskontinuierlich in Form einer Momentananzeige und damit zeitlich gestreckt erfolgen. Vorteilhafterweise werden die ermittelten Angaben jedoch in der Registriereinrichtung gespeichert und bei Bedarf ausgeschrieben.
Die Erzeugung einer für den Betrieb der Anordnung notwendigen elektrischen Spannung kann im stationären Betrieb, beispielsweise bei einer sich in der Vertikalen erstreckenden Dichtungswand, über einen Anschluss an ein in der Nähe befindliches stationäres Netz erfolgen. Im reinen Baustelleneinsatz wird vorzugsweise ein Akkumulator verwendet.
Um eine Leckage aufzufinden, ist es notwendig, die Positionen des Messwertaufnehmers, der sich immer zwischen Aufgabestelle und Abgreifstelle befindet, zu verändern, weil auf Grund des sich zwischen beiden aufbauenden elektrischen Feldes letztlich nur die Strecke zwischen beiden relevant ist. Über die horizontale Positionsveränderung wird eine neue Kurve geschrieben. Wird diese zur vorhergehenden in Beziehung gebracht, sind weitergehende Erkenntnisse möglich. So lässt sich beipielsweise ein Riss und dessen weiterer Verlauf feststellen. Es ist nicht auszuschliessen ist, dass weitere Positionsveränderungen und neue Messungen zur Lokalisierung nötig sind.
Es ist ebenso möglich, eine Vielzahl von Elektroden für die Aufgabestelle und Gegenelektroden für die Abgreifstelle einzubringen, wenn es um die Dichtheitsmessung entlang einer absperrenden Wand mit grösserer Längsausdehnung geht. Diese können einzeln oder gruppenweise zugeschalten sein.
Handelt es sich um ein in sich geschlossenes Grundbauwerk, beispielsweise ein rundes oder ovales, mit Flüssigkeit gefülltes Grundbauwerk, bei dem ein Leck zu vermuten ist, wird vorzugsweise die Aufgabestelle im Inneren angeordnet. Auf der Aussenseite sind mehrere Abgreifstellen in den Boden eingebracht oder mit nur einer Elektrode wird nach jeder Messung systematisch die Position verändert, bis eine zweifelsfreie Lokalisierung über den Messwertaufnehmer gegeben ist. Auf der zugänglichen freien Innenseite des mit Flüssigkeit ge füllten Grundbauwerkes wird der Messwertaufnehmer bewegt, um dem Verlauf des elektrischen Feldes adäquate Werte gewinnen zu können.
Ebenso ist es möglich und zweckmässig, bezogen auf die Tiefe der zu überprüfenden absperrenden Wandung, Elektrode oder Gegenelektrode in unterschiedlichen Tiefen anzuordnen, um die Leckage höhenmässig zu bestimmen, falls die Streuung des elektrischen Feldes zu gross ist. In diesem Falle kann es ebenso zweckmässig sein, mit mehreren übereinander angeordneten Elektroden oder Gegenelektroden zu arbeiten.
Damit ist es mittels der erfindungsgemässen Lösung möglich, punktuell, linienförmig und flächenhaft Messwerte zu ermitteln und aufzubereiten, um Rückschlüsse auf die Grösse eines Lecks und/oder auf auslaufende oder zulaufende Mengen zu ziehen.
Die als Aufgabe- und Abgreifstelle dienenden Elektroden sind den Anwendungsbedingungen zweckentsprechend ausgeführt. Im Allgemeinen sind beide stabförmig ausgeführt und regelmässig bis zur Spitze isoliert sind, damit der Stromaustritt konzentriert und lokalisierbar erfolgt.
Für den Fall einer Leckagefeststellung in einem rohrförmigen Körper, wie es ebenfalls Kanalbauteile sein können, sieht eine erfindungsgemässe Vorzugsvariante vor, dass das als Messwertaufnehmer verwendete Bauteil auf einem zweckentsprechend ausgestaltetem Schlitten befestigt ist.
Dieser Schlitten weist zunächst Längsrichtung des zu untersuchenden rohrförmigen Körpers eine Längsausdehnung auf. In Längsrichtung der gedachten Mittellängsachse des zu untersuchenden rohrförmigen Körpers zueinander beabstandet und in Richtung der Mittellängsachse sind wenigstens zwei sternförmige Halterungen gleicher Teilung symmetrisch zueinander angeordnet, die durch ein Trageteil miteinander verbunden sein können. Diese sternförmigen Halterungen weisen in gleicher Teilung strahlenförmig angeordnet Radialteile auf, die bezogen auf die sternförmigen Halterungen gleicher Teilung symmetrisch zueinander ausgebildet sind.
Eine Vorzugsvariante sieht vor, dass jeweils drei strahlenförmige Radialteile ausgebildet und diese vorzugsweise im Winkel von 120 Grad angeordnet sind. Alle strahlenförmigen Radialteile können in radialer Richtung teleskopisch ausgebildet sein. Die Enden der strahlenförmigen Radialteile der sternförmigen Halterungen sind brückenartig durch jeweils ein u- förmig ausgebildetes Verbindungsteil paarweise miteinander verbunden, sodass sich eine stabile Lagerung der zu dem Schlitten ergänzten durch ein Trageteil miteinander verbundenen sternförmigen Halterungen in dem zu untersuchenden rohrförmigen Körper ergibt, die durch die teleskopische Ausbildung der Radialteile zum Zweck einer hinreichenden Führung dem Innendurchmesser des zu untersuchenden rohrförmigen Körper angepasst werden kann.
Auf der dem zu untersuchenden rohrförmigen Körper zugewandten Aussenseite der U-förmig ausgebildeten Verbindungsteile tragen diese Rollen, damit der Schlitten ohne wesentliche Eigenhemmung in Längsrichtung des zu untersuchenden rohrförmigen Körpers verziehbar ist.
Wenigstens einem der beiden Radialteile in Richtung der gedachten Mittellängsachse ist an einer freien Stirnseite ein Rotator mit einem weiteren Teleskoparm in radialer Richtung sich erstreckend vorgesetzt, der an seinem Ende eine Halterung für den Messwertaufnehmers aufweist, sodass durch den Teleskoparm eine beabstandete Einstellung des Messwertaufnehmers auf den Innendurchmesser des zu untersuchenden rohrförmigen Körpers möglich ist. Des weiteren trägt der Schlitten einen Antrieb für den Rotator. Damit kann der Rotator beim Verziehen des Schlittens im zu untersuchenden rohrförmigen Körper eine kontinuierliche Drehbewegung ausführen und den Messwertaufnehmer mit konstanter steuerbarer Geschwindigkeit an der Wandung des rohrförmigen Körpers entlang führen, sodass sich ein schraubenförmig zuordenbare Registratur ermittelter Werte ergibt.
Das die beiden Radialteile verbindende Trageteil nimmt weitere zur Einrichtung gehörende Einzelelemente, wie beispielsweise den im Zusammenhang mit dem Betrieb des Messwertaufnehmers notwendigen Datenlogger, auf.
Sowohl Elektrode als auch Gegenelektrode sind unterwasserfähig ausgebildet, sodass selbst in einer Flüssigkeit, beispielsweise im Inneren eines gefüllten Tanks, eine Anwendung gegeben ist. Gleiches bezieht sich auf den Messwertaufnehmer.
Für die Durchführung des Messverfahrens ist es prinzipiell unerheblich, ob Gleich- oder Wechselspannung zum Einsatz kommt. Spannung und Stromstärke werden im allgemeinen so gewählt, dass eine Gefährdung des Bedienungspersonales nicht gegeben ist.
Die erfindungsgemässe Lösung gestattet, mittels eines relativ einfacheren apparativen Aufwandes und sehr häufig bei Vermeidung erheblicher Zusatzarbeiten, wie Ausgrabungen oder gar Beseitigung von Bauteilen, Leckagen sicher festzustellen und gleichzeitig Schlussfolgerungen zur Größe dieser Leckage und damit geeignete Schlussfolgerungen zu ihrer Beseitigung zu ziehen. Bedeutend ist, dass die Messungen entgegen der Richtung eines eine absperrende Wand durchdringenden Mediums erfolgen können, sodass beispielsweise Aufgrabungen im Umfeld eines Erdtanks, um die Leckage aufzuspüren, unterbleiben können, da eine zweifelsfreie Feststellung mit der erfindungsgemässen Lösung gegeben ist. Eine erfindungsgemäß aufgebaute Anordnung ist bei sicherer Funktionsweise leicht transportier- und umsetzbar.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Anordnung bei der Leckageortung eines teilweise unterirdisch angeordneten Einbaus, wie das bei einer Tiefgarage der Fall ist;
2 eine ausgeschriebene Kurve von Feldänderungen für die beispielhafte Darstellung gemäss 1;
3 eine prinzipielle Ausbildung einer erfindungsgemässen Anordnung bei der Leckageortung in einem Abwassersystem;
4 eine spezifische Ausführungsform einer Anordnung, die zur Leckageortung in einem rohrförmigen Körper dient, in der Seitenansicht; und
5 die Anordnung nach 4 in Vorderansicht.
Im folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Ausführungsbeispiel I
Es steht als Aufgabe, in einem nach oben offenen im Erdreich 1 befindlichen Einbau, wie es beispielsweise eine Tiefgarage ist, festzustellen, wo dieser aus Bodenplatte 2 und Seitenwand 3 bestehende Einbau Undichtheiten 9/1, 9/2, 9/3 und 9/4 aufweist. Das Grundwasser steht von aussen bis zu einer Markierung 4 an und im Inneren des Einbaus sind Feuchtigkeitsstellen festzustellen.
Zu diesem Zweck der Feststellung der Undichtheiten wird ausserhalb des Einbaus auf der Geländeoberkante des Erdreiches 1 eine als Elektrode 5 ausgebildete Aufgabestelle angeordnet. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um eine stabförmige Elektrode 5, die infolgedessen relativ leicht ins Erdreich eingebracht werden kann. Diese Elektrode 5 ist auf ihrem Aussendurchmesser bis zur Spitze reichend isoliert ist, sodass dort konzentriert der Strom austreten kann. Des weiteren wird im Inneren des Einbaus in einer relativ weiten Entfernung eine weitere als Abgreifstelle ausgebildeter Gegenpol 6 angeordnet.
Elektrode 5 und Gegenpol 6 sind mit einer Spannungsquelle 7 verbunden. Mit deren Hilfe wird ein Strom von 150 Millivolt aufgegeben. Damit bildet sich zwischen Elektrode 5 und Gegenpol 6 ein elektrisches Feld aus. Dieses elektrische Feld wird dort gestört und verdichtet sich, wo ein Wasserdurchtritt gegeben ist.
Im Inneren des Einbaus werden mit einem beweglichen Messwertaufnehmer 8, der mit dem Gegenpol 6 gekoppelt ist und zwischen Elektrode 5 und Gegenpol 6 linear bewegt wird, die empfangbaren Feldlinien hinsichtlich ihrer Dichte und unter Bezugnahme auf ihre räumliche Zuordnung registriert. Über eine mit der erfindungsgemässen Anordnung gekoppelte Recheneinheit, die mit zweckentsprechender Software betrieben wird, wird eine zugehörige Kurve gemäss 2 ausgeschrieben. Hier markieren sich die durch die Feldlinienverdickungen die Undichtheiten 9/1, 9/2, 9/3 und 9/4 als Wasserdurchtrittsstellen W1, W2, W3 und W4 deutlich und bei massstabsbezogener Fixierung in der Kurve ist ein exaktes Auslesen möglich.
Nach seitlichem Verschieben des Messwertaufnehmers 8 kann eine neue Kurve ermittelt und geschrieben werden, die zu veränderten Erkenntnissen hinsichtlich der Dichtheit führen kann und unter Umständen den Verlauf eines Risses markieren kann.
Ausführungsbeispiel II
Eine in 4m Tiefe unterirdisch verlegte Abwasserleitung 10 ist auf ihre Dichtheit hin zu kontrollieren. Trotz visueller Inaugenscheinnahme, die brauchbare Erkenntnisse nicht erbrachte, gibt es Anzeichen für einen unerwünschten Wasserabgang. Ebenso ist interessant, ob irgendwo etwa gar Wasser aus dem Bereich des Grundwassers zuläuft.
Zunächst ist ein Einstiegsschacht 11 vorhanden, von dem die zu kontrollierende Abwasserleitung 10 seitlich abführt.
Zum Zweck der Kontrolle wird deshalb vorzugsweise im oberen Bereich des Einstiegsschachtes 11 eine Elektrode 5 angebracht, die mit einem Pol der Spannungsquelle 7 verbunden ist. Des weiteren ist an das Ende der Messstrecke über ein motorisch angetriebenes Fahrwerk, einem kleinen Traktor, der Gegenpol 6 transportiert worden. Am Gegenpol 6 ist der Minus-Pol der Gleichspannungsquelle anliegend. Auf der über Abwasserleitung befindlichen Rasensohle wird der Messwertaufnehmer 8 bewegt, der mit der Elektrode 5 zur Erfassung von Referenzwerten elektrisch/elektronisch verbunden ist, um bei in die Abwasserleitung 10 ein- oder austretendem Grundwasser Anomalien als Feldlinienveränderungen zu erfassen.
Nach dem Herstellen seiner Funktionsfähigkeit werden Elektrode 5 und Gegenpol 6 mit einem Strom von 200 mV beaufschlagt. Zwischen den Lagepunkten von Elektrode 5 und Gegenpol 6 bildet sich ein elektrisches Feld aus, das sich im wesentlichen entlang des Verlaufes der Abwasserleitung 10 erstrecken wird. Anomalien in der Wiedergabe der Feldlinien sind dort vorhanden, wo eine Muffe undicht ist.
Der Messwertaufnehmer 8 wird entlang der Abwasserleitung 10 zwischen den nach oben hin projezierten Koordinaten von Elektrode 5 und Gegenpol 6 bewegt und der Feldlinienverlauf erfasst und mitgeschrieben. Überall dort, wo sich Spitzen in diesem Feldlinienverlauf zeigen, ist eine Feldlinienverdichtung und somit eine Undichtheit vorhanden, die einer zweckentsprechenden Bewertung bedarf. Es werden schliesslich die Anomalien An Die Anomalien werden, wie bekannt, registriert und raumbezogen erfasst und ausgewiesen.
Ausführungsbeispiel III
Eine spezifische Ausführungsform zur Leckageortung in einem Abwassersystem gemäss 4 besteht zunächst aus zwei sternförmigen Halterungen 11, die über ein Trageteil 10 miteinander verbunden sind. Jede der sternförmigen Halterungen 11 besitzt 3 in einem Win kel von jeweils 120 Winkelgrad zuein- ander angeordnete Radialteile 12, die teleskopisch ausziehbar gestaltet sind. Jeweils ein Radialteil 12 einer sternförmigen Halterung 11 ist mit dem zuge- hörigen anderen Radialteil 12 der zweiten sternförmigen Halterung 11 über ein u-förmig ausgebildetes Verbindungsteil 13 miteinander verbunden, sodass die beiden sternförmigen Halterungen 11 zueinander festgelegt sind. Jedes der u-förmig ausgebildeten Verbindungsteile 13 trägt auf der der Wandung des zu untersuchenden Abwassersystems zugewandten Seite Rollen 16, damit ein ungehindertes Verziehen der Einrichtung im Abwassersystem möglich ist und eine allseitige Führung gegeben ist.
Durch die teleskopisch ausziehbaren Radialteile 12 lässt sich der äußere Durchmesser der Einrichtung dem Innendurchmesser des zu untersuchenden Abwassersystems anpassen, sodass eine fortwährende Führung der Gesamtanordnung im Abwassersystem einstellbar ist.
An einer der beiden sternförmigen Halterungen 11 ist ein sich in radialer Richtung erstreckender Teleskoparm 15 angeordnet. Dieser trägt an seinem äußeren Ende den Messwertaufnehmer 8, der auf Grund der Anordnung am Teleskoparm 15 in eine Position gebracht werden kann, die in unmittellbarer Nähe zu den Wandungen des Abwassersystems liegt. Des weiteren ist in die sternförmige Halterung 11, an der der Teleskoparm 15 befestigt ist, ein Rotator 14 integriert, der den radial angeordneten Teleskoparm 15 in eine kontinuierliche Drehbewegung versetzt. Auf dem Trageteil 10 sind weitere notwendige Einzelelemente befestigt. Das kann besipielsweise der Datenlogger sein, das kann jedoch ebenso eine Antenne für den Messwertaufnehmer sein, mit deren Hilfe gewonnene Daten zu einer Registriereinheit weitergeleitet werden.
Auf die Darstellung von Elementen zum Klemmen der teleskopischen Verstellung von Teleskoparm 15 und Radialteilen 12 wurde verzichtet.

1: Erdreich
2: Bodenplatte
3: Seitenwand
4: Grundwasser-Markierung
5: Elektrode
6: Gegenpol
7: Stromquelle
8: Messwertaufnehmer
9/1, 9/2, 9/3, 9/4, 9/5, 9/6: Undichtheiten
W1, W2, W3, W4: Wasserdurchtrittsstellen
10: Trageteil
11: sternförmige Halterung
12: Radialteil
13: Verbindungsteil
14: Rotator
15: Teleskoparm
16: Rollen
17: Datenlogger

Claims

Anordnung zum Feststellen einer Leckage in einer als absperrende Einrichtung wirkenden baulichen Einheit (2; 3), insbesondere Dichtungswand, Wandung eines Erdtanks, Grundbauwerk, medienführende Unterwasserleitung oder dergleichen, mittels eines konstanten elektrischen Feldes, mit: – wenigstens einer als Aufgabestelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode (5), – wenigstens einer weiteren als Abgreifstelle dienenden, elektrisch leitend ausgeführten Elektrode (6), und – einem Messwertaufnehmer (8), der zwischen zu einer Auswertefläche projizierten Abständen von Aufgabestelle und Abgreifstelle räumlich bewegbar angeordnet ist, einen Sensor und einen Datenlogger (17) aufweist und mit einer der beiden Elektroden (5; 6) elektrisch / elektronisch verbunden ist, wobei weiterhin: – die beiden Elektroden (5; 6) mit einer Stromquelle (7) verbunden sind, – unter Bezugnahme auf die zu untersuchende bauliche Einheit (2; 3) die als Abgreifstelle dienende Elektrode (5) auf einer Seite eines möglichen Feuchtezutritts (9/1;...; 9/6) und die als Abgreifstelle dienende Elektrode (6) auf einer anderen Seite angeordnet sind, und – der Messwertaufnehmer (8) in der Nähe von als relevant zuordbaren Bereichen plazierbar und dort erfassbare Werte für das konstante elektrische Feld aufnehmend ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Messwertaufnehmer (8) zum Feststellen einer Leckage in einem rohrförmigen Körper auf einem Schlitten angeordnet ist, welcher in Längsrichtung des rohrförmigen Körpers eine Längsausdehnung aufweist, und wobei weiterhin: – der Messwertaufnehmer (8) wenigstens zwei sternförmige, zueinander beabstandete und miteinander in Richtung einer Mittellängsachse verbundene Halterungen (11) gleicher Teilung aufweist, die symmetrisch zueinander angeordnet sind und die strahlenförmig angeordnete Radialteile (12) aufweisen, – die Radialteile (12) bezogen auf die sternförmigen Halterungen (11) gleicher Teilung symmetrisch zueinander gebildet sind, – Enden der strahlenförmig angeordneten Radialteile (12) der sternförmigen Halterungen brückenartig über jeweils ein u-förmig ausgebildetes Verbindungsteil (13) paarweise miteinander verbunden sind, – wenigstens einem der Radialteile (12) in Richtung der gedachten Mittellängsachse des Schlittens an einer freien Stirnseite ein Rotator (14) mit einem weiteren Teleskoparm (15) in radialer Richtung sich erstreckend vorgesetzt ist, der an seinem vom Rotator (14) entfernten Ende eine Halterung für den Messwertaufnehmer (8), und – der Schlitten einen Antrieb für die Initiierung einer Drehbewegung des Rotators (14) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2, bei der die sternförmige Halterung (11) drei strahlenförmige Radialteile (12) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 3, bei der die strahlenförmigen Radialteile (12) im Winkel von 120 Grad angeordnet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die strahlenförmigen Radialteile (12) in radialer Richtung teleskopisch ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die dem zu untersuchenden rohrförmigen Körper zugewandte Aussenseite der u-förmig ausgebildeten Verbindungsteile (13) Rollen (16) trägt.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei der in Richtung der Mittellängsachse des Schlittens und die sternförmigen Halterungen (11) verbindend ein Trageteil (10) gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 7, bei der das Trageteil (10) weitere zur Anordnung gehörende Einzelelemente aufnimmt.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der eine Registriereinheit vorgesehen ist, um mit dem Messwertaufnehmer (8) gewonnene Werte zu empfangen.
Anordnung nach Anspruch 9, bei der die Registriereinheit übermittelte Werte punktuell ermittelnd und aufbereitend ausgeführt ist.
Anordnung nach Anspruch 9, bei der die Registriereinheit die übermittelten Werte linienförmig ermittelnd und aufbereitend ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der die Registriereinheit die übermittelten Werte graphisch anzeigend ausgeführt ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der eine Verbindung wenigstens einer der Elektroden (5; 6) mit der Registriereinheit eine Funkverbindung ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei der die Verbindung wenigstens einer der Elektroden (5; 6) mit der Registriereinheit eine GPS-Verbindung (GPS – „Global-Position-System") ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, die die Messwerte für die Ermittlung geophysikalischer Kennwerte bereitstellend und aufbereitend aufgebaut ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, bei der die Registriereinheit die Kennwerte des elektrischen Feldes fixierend ausgebildet ist und elektrisch / elektronisch mit einer auslesbaren Einrichtung, die bezogen auf einen zeitlichen Verlauf gemessene Kennwerte speichert, verbunden ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der wenigstens eine der Elektroden (5; 6) einen ortungsfähigen Baustein aufweist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Elektroden (5; 6) an eine als Sensor ausgebildete Empfangseinrichtung elektrisch / elektronisch gekoppelt sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Elektroden (5; 6) als Sensor ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stromquelle (7) eine transportable Einrichtung zum Puffern des elektrischen Stromes ist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Messwertaufnehmer (8) eine Momentananzeige aufweist.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Elektroden (5; 6) unterwasserfähige Elektroden sind.
Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Messwertaufnehmer (8) rotationsfähig ausgebildet ist.