-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ortsbezogenen Messung von
elektrischen Eigen- und Fremdpotenzialen im Erdreich. Die Erfindung
lässt sich
insbesondere bei der Überwachung
von Deponieabdichtungen auf Dichtigkeit und der Ortung eventueller
Leckagen anwenden.
-
In
der Geoelektrik, in der Bodenkunde sowie im Umweltschutz kommt der
Erfassung von elektrischen Eigen- und
Fremdpotenzialen im Erdreich erhebliche Bedeutung zu. Nach bisherigem
Stand der Technik wird dabei, je nach Aufgabenstellung im Einzelfall,
durch in der Regel mindestens zwei entfernt voneinander angeordnete
Einspeiseelektroden ein Strom in das Erdreich eingespeist und über eine
oder mehrere Sonden die Potenzialverteilung im Strömungsfeld
des stromdurchflossenen Erdreichs gemessen, erfasst und dann hinsichtlich
der Zielgröße bewertet.
-
Bei
größeren Untersuchungsobjekten
erfordert dies in der Regel entweder, wenn es sich um oberflächennahe
Messungen handelt, sehr arbeits- und zeitaufwendige manuelle Messungen,
da die Sonden ständig
manuell umgesetzt und in ihrer Lage neu eingemessen werden müssen, um
die Potenzialverteilung zu erfassen, oder es ist, bei der Erfassung von
unterirdisch im Erdreich liegenden großflächigen Objekten, eine große Anzahl
diskreter Messpunkte einschließlich
der zugehörigen
Verkabelung zu installieren und zu betreiben, was einen hohen messtechnisch-apparativen
und einen großen
einbautechnischen Aufwand zur Folge hat, um derartige Messungen
durchzuführen.
-
Dies
soll am Beispiel der Überwachung
einer mittleren Deponieabdichtung mit 50.000 m2 Gesamtfläche verdeutlicht
werden.
-
Bei
annähernd
quadratischem Grundriss hat die Deponie eine Seitenlänge von
ca. 225 m. Nach bisherigem Stand der Technik wird die Überwachung einer
solchen Abdichtung mit einem Messraster von 5×5 m durchgeführt. Hierzu
werden diskrete Sensoren einschließlich zugehöriger Verkabelung unterhalb
der Abdichtung verlegt. Jeder Messpunkt ist dabei in seiner Lage
tachymetrisch einzumessen. Die Verkabelung wird an einer oder mehreren
Stellen am Rand der Abdichtung zusammengeführt, um die Messeinheit anschliessen
zu können.
-
Im
vorgenannten Beispiel werden insgesamt 2.000 Sensoren benötigt, um
die Abdichtung messtechnisch zu erfassen. Die durchschnittliche
Leitungslänge
des einzelnen Sensors beträgt
dabei ca. 112,50 m, so dass insgesamt ca. 225 km Leitungen verlegt
werden müssen.
Zur Durchführung
der Messungen müssen,
gegebenenfalls in mehreren Etappen, die Messpunkte auf die Messeinheit
aufgeschaltet werden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Messung
von Potenzialen im Erdreich zur Verfügung zustellen, die ohne die
vorgenannten Nachteile mobiler oder stationärer Messverfahren auskommt,
zumindest in einer Koordinatenrichtung eine bessere Ortsauflösung bietet
und dabei deutlich kostengünstiger
ausgeführt
werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
in Anspruch 1 definierte Vorrichtung gelöst.
-
Bevorzugte
und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
-
Grundlage
der Erfindung ist also ein langerstreckter flexibler Hohlkörper, vorzugsweise
ein Rohr oder ein Schlauch, der ganz oder teilweise eine elektrisch
leitfähige
Wandung, vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff, aufweist.
Wird dieser Schlauch im Erdreich verlegt, so entsteht durch das elektrische
Strömungsfeld,
das in an sich bekannter Weise zur Durchführung des Messverfahrens mittels Geberelektroden
dem Erdreich aufgeprägt
wird, in der erdberührten
Wandung des Hohlkörpers
ein elektrisches Potenzial, das dem Erdpotenzial an gleicher Stelle
entspricht. Ist die Wandung des Hohlkörpers elektrisch leitfähig, so
ist wiederum das elektrische Potenzial an der Innenseite der Wandung
proportional dem Potenzial an der Außenwand. Mit einer längsverschiebbaren
Sonde kann das Potenzial in einfacher Weise ortsbezogen abgetastet
und gemessen werden.
-
Um
eine Dämpfung
der ortsbezogen sehr unterschiedlichen Potenziale entlang des Hohlkörpers zu
vermeiden, sollte der Hohlkörper
entweder über sich
in Längsrichtung
abwechselnde Bereiche mit leitfähiger
und nicht leitfähiger
Wandung verfügen und/oder
es sollte die Leitfähigkeit
des Mantels in Längsrichtung
so eingestellt werden, dass sie gleich oder kleiner ist, als die Leitfähigkeit
des geoelektrischen wirksamen Volumens im Umfeld des Hohlkörpers.
-
Die
Messung des Nutzpotenzials innerhalb des Hohlkörpers kann auf unterschiedliche
Art und Weise erfolgen.
-
Im
einfachsten Fall wird mittels eines Schleifkontaktes, der über eine
mitlaufende elektrisch isolierte Leitung mit der Messeinheit verbunden
ist, der ortsbezogene Potenzialverlauf entlang des Hohlkörpers ermittelt.
Die Leitung kann dabei gleichzeitig die Aufgabe der Zug- bzw. Schubkraftübertragung
einer vom freien Ende der Leitung aufgeprägten Verschiebungskraft übernehmen.
Ist die Länge
der jeweils leitfähigen
und nicht leitfähigen
Abschnitte des Hohlkörpers
bekannt, so kann durch Auszählen
der Fenster mit und ohne Potenzialverbindung, die die verschiebbare
Sonde bei der Verschiebung überstrichen
hat, in einfacher Weise die zu einem Potenzialmesswert zugehörige Position
im Hohlkörper
bestimmt werden. Diese Position kann allerdings auch durch eine
Längenmessung
oder Längenmesseinrichtung
vom Zug- oder Schubende des Rohres aus bestimmt werden.
-
Anstelle
einer mittels Schub- bzw. Zugdraht verschiebbaren Sonde kann das
ortsbezogene Potenzial auch dadurch zur Messeinheit übertragen werden,
dass ein nicht oder abschnittsweise gegenüber dem Innenraum des flexiblen
Hohlkörpers
isolierend ausgebildeter Kontaktdraht, vorzugsweise aus korrosionsbeständigem Metall,
so in Längsrichtung des
Hohlkörpers
angeordnet wird, dass ein direkter elektrischer Kontakt mit den
leitfähigem
Wandungsbereichen des Hohlkörpers
sicher vermieden wird. Dieser Draht wird an einem freien Ende des
Hohlkörpers
mit dem Messeingang der Auswerteeinheit verbunden.
-
Um
nun den Potenzialverlauf entlang des Hohlkörpers zu messen, wird eine
leitfähige
Flüssigkeit,
die nach Möglichkeit
nur eine geringe Benetzung mit dem Hohlkörper und dem Kontaktdraht aufweist, in
den Hohlkörper
eingefüllt,
wobei nur so viel Flüssigkeit
in den Hohlkörper
eingefüllt
wird, dass sich eine im Verhältnis
zur Länge
des Hohlkörpers
nur sehr kurze Flüssigkeitssäule von
zum Beispiel einigen Zenitmetern oder Dezimetern Länge ausbildet. Als
Kontaktflüssigkeit
kann zum Beispiel Quecksilber verwendet werden. Durch die Kontaktflüssigkeit
wird lokal eine elektrisch leitfähige
Verbindung zwischen dem Kontaktdraht und der Wandung hergestellt,
so dass das Nutzpotenzial von der Wandung auf den Draht und damit
auf die Messeinheit übertragen
wird. Der lichte Querschnitt des Hohlkörpers, die Viskosität sowie
die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
gegenüber
der Wandung des Hohlkörpers
sowie die Oberflächenspannung
der Flüssigkeit
gegenüber
der Wandung des Hohlkörpers
sowie gegenüber
dem Kontaktdraht sind dabei so aufeinander abzustimmen, dass ein
Abriss der Flüssigkeitssäule inklusive undefinierter
Tropfenbildung im Hohlkörper
ebenso wie ein Zerlaufen der Flüssigkeitssäule im Bereich weitgehend
horizontal verlaufender Messbereiche vermieden wird.
-
Die
Verschiebung der Flüssigkeitssäule in Längsrichtung
des Hohlkörpers
kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Im einfachsten Fall ist der
Hohlkörper
mit ausreichendem Gefälle
verlegt, so dass die Flüssigkeitssäule aufgrund
der Schwerkraft von einem Hochpunkt zu einem Tiefpunkt fließt. Hierbei
kann die Geschwindigkeit des Durchfließens in einfacher Weise durch
eine Drosselung der verdrängten
oder nachströmenden
Luftsäule
beeinflusst werden. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens
wird die Flüssigkeitssäule hydraulisch
oder pneumatisch durch den Hohlkörper
bewegt, indem der Hohlkörper
vor oder hinter der aus der Kontaktflüssigkeit bestehenden Flüssigkeitssäule mit
einer unter Über-
bzw. Unterdruck stehenden Flüssigkeits- oder
Druckgassäule
beaufschlagt wird. Im Fall einer hydraulischen Verschiebung sollte
die verwendete Hydraulikflüssigkeit
vorzugsweise nur eine sehr niedrige, idealerweise keine elektrische
Leitfähigkeit
und nur eine möglichst
geringe Benetzung mit der Hohlkörperwandung,
dem Kontaktdraht und der Kontaktflüssigkeit aufweisen.
-
Als
Hydraulikflüssigkeit
wird eine Flüssigkeit gewählt, die
sich mit der Kontaktflüssigkeit
nicht vermischt.
-
Die
Positionsbestimmung der Kontaktsäule innerhalb
des Hohlkörpers
kann in dieser Verfahrensvariante auf unterschiedliche Weise erfolgen.
-
Zunächst kann,
wie bereits im Zusammenhang mit der Kontaktsonde beschrieben, die
Position durch Auszählen
sich abwechselnder Bereiche leitfähiger und damit erdpotenzialverbundener
und nicht erdpotenzialverbundener Wandungsbereiche erfolgen. In
gleicher weise kann auch der Kontaktdraht mit sich abwechselnden
isolierten und nicht isolierten Abschnitten ausgebildet werden und
so der Kontaktdraht für
die Positionsbestimmung genutzt werden.
-
In
einer anderen Ausgestaltung kann der Kontaktdraht oder ein weiterer
im Hohlkörper
mitgeführter,
gegenüber
dem Kontaktdraht und der Hohlkörperwandung
isoliert angeordneter Draht als längenproportionales Widerstandselement
ausgebildet werden, wobei die Position der Kontaktflüssigkeit
im Hohlkörper
aus dem längenabhängigen Schleifenwiderstand
Kontaktdraht-Kontaktflüssigkeit
gegen Erde oder aus dem positionsabhängigen Widerstandsverhältnis der
von beiden freien Enden des Widerstandselements über die Kontaktflüssigkeit
gegen Erde gemessenen Schleifenwiderstände bestimmt wird.
-
Eine
weitere Möglichkeit
der Positionsbestimmung der Kontaktflüssigkeit besteht in der Messung
des zur Verschiebung eingesetzten Volumens an Hydraulikflüssigkeit
bzw. Druckgas oder durch Messung des zu bzw. ausströmenden Luftvolumens, zum
Beispiel bei Betrieb des Systems im freien Gefälle.
-
Wird
zusätzlich
zur Messung des Volumenstroms im Zusammenhang mit der Positionsbestimmung
der Druckverlauf im Hohlkörper
in Abhängigkeit
von der Position der Kontaktflüssigkeit
bestimmt, wobei strömungsbedingte
Druckeinflüsse
zu kompensieren sind, so kann neben der Position auch die Höhenlage
der Kontaktflüssigkeit
gegenüber
einem Bezugsnormal und der Neigungswinkel an der Stelle der Kontaktflüssigkeit
bestimmt werden.
-
Wird
mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die
im Beispiel angeführte
Abdichtung überwacht,
so werden hierzu bei gleichem seitlichen Abstand der Messstrecken
von 5 m insgesamt ca. 45 Messleitungen mit einer Gesamtlänge von
10.125 m benötigt. Anstelle
eines vielkanaligen Messstellenumschalters wird für die Messung
nur ein Messkanal benötigt,
wobei zumindest entlang der Messstrecke zumindest prinzipiell eine
beliebig feine Auflösung
erzielt wird.
-
Gleichzeitig
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
benutzt werden, um Setzungen des jeweiligen Bauwerks, zum Beispiel
einer Deponieabdichtung, mit zu erfassen.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Deponieabdichtung
mit mehreren/schlauchförmigen,
im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Hohlkörpern,
-
2 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines schlauchförmigen Hohlkörpers aus
elektrisch leitfähigem
Material mit einem an der Innenseite des Hohlkörpers anliegenden, entlang des
Hohlkörpers
verschiebbaren Schleifkontakt,
-
3 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines schlauchförmigen Hohlkörpers, der
sich abwechselnde elektrisch leitfähige und elektrisch nicht leitfähige Wandungsabschnitte
aufweist und wiederum mit einem an seiner Innenseite anliegenden,
in Längsrichtung
verschiebbaren Schleifkontakt versehen ist,
-
4 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines schlauchförmigen Hohlkörpers, der
eine elektrisch leitfähige
Wandung aufweist und im Inneren mit einem in Längsrichtung verlaufenden, elektrisch
leitfähigen
Kontaktleiter versehen ist,
-
5 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines Hohlkörpers gemäß 4,
der jedoch im Gegensatz dazu axial sich abwechselnde elektrisch
leitfähige
und elektrisch nicht leitfähige Wandungsabschnitte
aufweist,
-
6 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines Hohlkörpers gemäß 4,
wobei der Kontaktleiter sich abwechselnde elektrisch isolierte Abschnitte
und elektrisch nicht isolierte Abschnitte aufweist,
-
7 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines schlauchförmigen Hohlkörpers mit
einem darin koaxial angeordneten, zentrisch gehaltenen Kontaktleiter,
-
8 eine
perspektivische Darstellung eines Abschnitts eines schlauchförmigen Hohlkörpers, der
radial in einen elektrisch leitfähigen
und einen elektrisch nicht leitfähigen
Wandungsabschnitt unterteilt ist und an der Innenseite des elektrisch
nicht leitfähigen
Wandungsabschnittes einen elektrisch leitfähigen Kontaktleiter aufweist,
-
9 einen
Querschnitt durch einen schlauchförmigen, aus elektrisch leitfähigem Material hergestellten
Hohlkörper,
in dem ein langgestreckter, elektrisch nicht leitfähiger, im
Querschnitt sichelförmiger
Halter koaxial verläuft,
der an seiner Innenseite einen elektrisch leitfähigen Kontaktleiter trägt, und
-
10 einen
Querschnitt durch einen schlauchförmigen, aus elektrisch leitfähigem Material hergestellten
Hohlkörper
mit einem elektrisch nicht leitfähigen,
im Querschnitt sichelförmigen
Halter gemäß 9,
der im Gegensatz dazu jedoch an seiner Innenseite einen weiteren
elektrischen Leiter als längenproportionales
Widerstandselement aufweist.
-
In 1 ist
schematisch ein Abschnitt einer Deponieabdichtung 1 dargestellt,
die beispielsweise aus miteinander verschweißten und/oder verklebten Kunststoffdichtungsbahnen
hergestellt ist. Die Kunststoffdichtungsbahnen wirken elektrisch
isolierend. Die Deponieabdichtung 1 ist mit einer Vielzahl
von rohr- oder schlauchförmigen Hohlkörpern 2 versehen,
die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Die schlauchförmigen Hohlkörper 2 definieren
jeweils eine Messstrecke und weisen eine Wandung auf, die jeweils
zumindest abschnittsweise elektrisch leitfähig ausgebildet ist. Die schlauchförmigen Hohlkörpern sind
vorzugsweise aus elektrisch leitfähigem Kunststoff gefertigt.
-
In
jedem der schlauchförmigen
Hohlkörper 2 ist
ein entlang des Hohlkörpers
verschiebbarer Messkontakt angeordnet bzw. ausgebildet, der an der
Innenseite des jeweiligen Hohlkörpers 2 anliegt.
Ferner ist jedem Hohlkörper 2 eine
Positionsmesseinrichtung 3 zur Erfassung der Position des
Messkontaktes innerhalb des Hohlkörpers 2 zugeordnet.
-
Mittels
zweier (nicht dargestellter) Geberelektroden kann dem Erdreich bzw.
Deponiematerial, das an der den schlauchförmigen Hohlkörpern 2 abgewandten
Seite der Deponieabdichtung 1 anliegt, ein elektrisches
Strömungsfeld
aufgeprägt
werden. Befindet sich in der Deponieabdichtung 1 ein Leck, so
wird das elektrische Strömungsfeld über das
Leck auf einen Bereich des Erdreichs auf der anderen Seite der Deponieabdichtung 1 übertragen,
an welchem die schlauchförmigen
Hohlkörper 2 anliegen.
An dem Leck bildet sich im Erdreich außerhalb der Deponieabdichtung 1 somit
ein elektrisches Strömungsfeld, dessen
Stärke
(Potenzial) mit zunehmender Entfernung vom Leck abnimmt. In der
erdberührenden Wandung
des jeweiligen schlauchförmigen
Hohlkörpers 2 entsteht
demzufolge ein elektrisches Potenzial, das dem Erdpotenzial an gleicher
Stelle entspricht. Da die Wandung des Hohlkörpers 2 elektrisch
leitfähig
ist, ist wiederum das elektrische Potenzial an der Innenseite der
Wandung proportional dem Potenzial an der Außenseite der Wandung. Mit einem längsverschiebbaren
Messkontakt kann das Potenzial in einfacher Weise ortsbezogen abgetastet
und gemessen werden.
-
Der
längsverschiebbare
Messkontakt kann auf verschiedene Weise realisiert werden. In 2 ist
eine Ausführungsform
gezeigt, bei der der längsverschiebbare
Messkontakt als elektrischer Schleifkontakt 4 ausgebildet
ist. Der in Strichlinien dargestellte Schleifkontakt 4 hat
zwei nach außen
vorgespannte federelastische Schenkel aus elektrisch leitfähigem Material,
die nach innen gebogene Enden aufweisen. Der Schleifkontakt 4 ist
an einem zug- und/oder
schubkraftübertragenden
Mittel 5, beispielsweise einem Seil oder Draht, elektrisch
leitend befestigt. Das zug- und/oder schubkraftübertragenden Mittel 5 selbst
ist ebenfalls elektrisch leitfähig
und vorzugsweise mit Kunststoff oder einem anderen elektrischen
Isolator ummantelt. Die beiden Enden des zug- und/oder schubkraftübertragenden
Mittels 5 sind an Wickelrollen 6 befestigt, die
durch gleichsinnig drehende Motoren 7 angetrieben werden.
Mindestens eines der beiden Enden des zug- und/oder schubkraftübertragenden
Mittels 5 ist an einer Messeinrichtung 3 angeschlossen,
mit der das elektrische Potenzial der Wandung des schlauchförmigen Hohlkörpers 2 im
Bereich des Schleifkontaktes 4 sowie die Position des Schleifkontaktes 4 innerhalb
des Hohlkörpers 2 gemessen
wird. Die Position des Schleifkontaktes 4 im Hohlkörper 2 kann
dabei insbesondere durch eine Längenmessung
des zug- und/oder schubkraftübertragenden
Mittels 5 erfolgen.
-
Die
Wandung des Hohlkörpers 2 weist
bei der Ausführungsform
gemäß 2 eine
elektrische Leitfähigkeit
auf, die gleich oder geringer ist, als die Leitfähigkeit des geoelektrisch wirksamen
Volumens des Erdreichs entlang der durch den Hohlkörper 2 definierten
Messstrecke.
-
3 zeigt
eine Ausführungsform,
die sich von derjenigen gemäß 2 dadurch
unterscheidet, dass der flexible, schlauchförmige Hohlkörper 2 axial sich
abwechselnde elektrisch leitfähige
Wandungsabschnitte 8 und elektrisch nicht leitfähige Wandungsabschnitte 9 aufweist.
Die elektrisch leitfähigen und
elektrisch nicht leitfähigen
Abschnitte 8, 9 haben dabei jeweils die gleiche
Länge.
Ist die Länge
der jeweils leitfähigen
und nicht leitfähigen
Wandungsabschnitte 8, 9 bekannt, so kann durch
Auszählen
der Fenster (Abschnitte) mit und ohne Potenzialverbindung, welche
der längsverschiebbare
Schleifkontakt 4 bei einer Verschiebung im Hohlkörper 2 überstrichen
hat, in einfacher Weise die zu einem Potenzialmesswert zugehörige Position
des Schleifkontaktes 4 im Hohlkörper 2 bestimmt werden.
-
4 zeigt
gegenüber
den 2 und 3 eine alternative Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform
ist der flexible, schlauchförmige
Hohlkörper 2 mit
einem in Längsrichtung
verlaufenden, elektrisch leitfähigen
Kontaktleiter 10 versehen, der zum Innenraum des Hohlkörpers 2 zumindest
abschnittsweise keine elektrische Isolierung aufweist, jedoch aufgrund
seiner Anordnung und/oder Befestigung gegenüber den elektrisch leitfähigen Bereichen
der Hohlkörperwandung
keinen unmittelbaren elektrischen Kontakt aufweist. Der Kontaktleiter 10 ist
an einem freien Ende des Hohlkörpers 2 an
einer Messeinrichtung 3 angeschlossen, mittels der das
elektrische Potenzial des an die Außenseite des Hohlkörpers 2 angrenzenden
Erdreichs sowie die Position eines an der Innenseite des Hohlkörpers 2 anliegenden,
entlang des Hohlkörpers 2 verschiebbaren Messkontaktes
messbar ist. Der längsverschiebbare Messkontakt
wird dabei durch eine elektrisch leitfähige Kontaktflüssigkeit 11 realisiert,
die innerhalb des Hohlkörpers 2 eine
Flüssigkeitssäule bildet,
deren Länge
im Vergleich zur Länge
des Hohlkörpers 2 sehr
gering ist, zum Beispiel nur einige Zentimeter beträgt.
-
Eine
geeignete Kontaktflüssigkeit
ist beispielsweise Quecksilber. Am jeweiligen Ort der Kontaktflüssigkeit 11 wird
zwischen dem Kontaktleiter 10 und der Wandung des Hohlkörpers 2 eine
elektrische Verbindung hergestellt, so dass ein im Bereich der Kontaktflüssigkeit 11 in
der Wandung des Hohlkörpers 2 vorhandenes
elektrisches Potenzial über
den Kontaktleiter 10 durch die damit verbundene Messeinrichtung 3 gemessen
werden kann. Die Kontaktflüssigkeit 11 besitzt
in Bezug auf die Wandung des Hohlkörpers 2 und den Kontaktleiter
eine so geringe Benetzungsneigung, dass die von ihr gebildete Flüssigkeitssäule bei
einer Verschiebung innerhalb des Hohlkörpers 2 nicht zerteilt
wird.
-
Die
Verschiebung der Flüssigkeitssäule in Längsrichtung
des Hohlkörpers 2 kann
hydraulisch oder pneumatisch erfolgen, indem der Hohlkörper 2 vor
oder hinter der aus der Kontaktflüssigkeit 11 bestehenden
Flüssigkeitssäule mit
einer unter Über- oder
Unterdruck stehenden Flüssigkeits-
oder Druckgassäule
beaufschlagt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dementsprechend
mit einer Pumpe bzw. einem Gebläse
ausgestattet.
-
Bei
der in 4 dargestellten Ausführungsform weist die Wandung
des Hohlkörpers 2 eine
elektrische Leitfähigkeit
auf, die gleich oder geringer ist, als die Leitfähigkeit des geoelektrisch wirksamen
Volumens des den Hohlkörper 2 umgebenden
Erdreichs. Der Kontaktleiter 10 weist einen längenproportionalen
elektrischen Widerstand auf, so dass die Position der Kontaktflüssigkeit 11 im
Hohlkörper 2 durch
Messen des längenabhängigen Schleifenwiderstandes
des Kontaktleiters 10 gegen Erde bestimmt werden kann.
Alternativ kann die Position der Kontaktflüssigkeit 11 auch aus
dem positionsabhängigen
Widerstandsverhältnis
der von beiden freien Enden des Kontaktleiters 10 über die
Kontaktflüssigkeit 11 gegen
Erde gemessenen Schleifenwiderstände
bestimmt werden.
-
Eine
weitere Möglichkeit,
die Position der Kontaktflüssigkeit 11 im
Hohlkörper 2 zu
bestimmen, ist in 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird
die Position der Kontaktflüssigkeit
im Hohlkörper, ähnlich der
Ausführungsform
mit Schleifkontakt gemäß 3,
durch Auszählen
sich abwechselnder leitfähiger
und nicht leitfähiger
Wandungsabschnitte 8, 9 des Hohlkörpers 2 oder
deren Überprägung im Messdatenverlauf
ermittelt. In einer alternativen Ausführungsform hierzu kann der
Kontaktleiter 10, wie in 6 gezeigt,
sich abwechselnde elektrisch isolierte Abschnitte 12 und
elektrisch nicht isolierte Abschnitte 13 aufweisen, die
jeweils eine vorgegebene einheitliche Länge aufweisen, so dass die
Position der Kontaktflüssigkeit 11 im
Hohlkörper 2 in
entsprechender Weise durch Auszählen
der sich abwechselnden elektrisch isolierten und elektrisch nicht
isolierten Abschnitte 12, 13 des Kontaktleiters 10 oder
deren Überprägung im
Messdatenverlauf ermittelt werden kann.
-
Die
Flüssigkeitssäule der
Kontaktflüssigkeit 11 ist
bei den Ausführungsformen
gemäß den 5 und 6 so
bemessen, dass ihre Länge
kürzer
ist als die Länge
der sich abwechselnden elektrisch leitfähigen und elektrisch nicht
leitfähigen
Wandungsabschnitte 8, 9 des Hohlkörpers 2 bzw.
der sich abwechselnden elektrisch isolierten und elektrisch nicht isolierten
Abschnitte 12, 13 des Kontaktleiters 10. Hierdurch
wird eine eindeutige Auszählung
der sich abwechselnden Abschnitte 8, 9 bzw. 12, 13 sichergestellt.
-
In
den 7 bis 9 sind verschiedene Ausführungsformen
dargestellt, die die Anordnung bzw. Befestigung des elektrisch leitfähigen Kontaktleiters 10 gegenüber elek trisch
leitfähigen
Bereichen der Hohlkörperwandung
veranschaulichen. Bei der Ausführungsform
gemäß 7 ist
der Kontaktleiter 10 im Wesentlichen zentrisch innerhalb
des schlauchförmigen
Hohlkörpers 2 angeordnet,
wobei er durch eine Vielzahl von Haltern 14 aus elektrisch nicht
leitendem Material von den elektrisch leitfähigen Bereichen der Hohlkörperwandung
elektrisch getrennt ist. Die Halter 14 weisen jeweils drei
Arme auf, die im Wesentlichen gleichmäßig zueinander beabstandet
sind und einen Umfangskreis definieren, dessen Durchmesser geringfügig kleiner
als der Innendurchmesser des schlauchförmigen Hohlkörpers 2 ist.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 8 ist der
schlauchförmige
Hohlkörper 2 über seinen
Umfang in einen elektrisch leitfähigen
Wandungsabschnitt 21 und einen elektrisch nicht leitfähigen Wandungsabschnitt 22 unterteilt,
wobei der elektrisch leitfähige
Kontaktleiter 10 an der Innenseite des elektrisch nicht
leitfähige
Wandungsabschnittes 22 durch (nicht dargestellte) Befestigungsmittel
fixiert ist.
-
Bei
der Ausführungsform
gemäß 9 ist
in dem schlauchförmigen,
aus elektrisch leitfähigem Material
hergestellten Hohlkörper 2 ein
langgestreckter, elektrisch nicht leitfähiger, im Querschnitt sichelförmiger Halter 15 angeordnet,
an dessen Innenseite ein elektrisch leitfähiger Kontaktleiter 10 fixiert
ist.
-
Die
Ausführungsform
gemäß 10 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß 9 dadurch,
dass in dem Hohlkörper 2 ein
weiterer Leiter 16, der gegenüber dem Kontaktleiter 10 und
der Hohlkörperwandung
elektrisch isoliert ist, als längenproportionales
Widerstandselement angeordnet ist. Der Leiter 16 dient
der Positionsbestimmung der Kontaktflüssigkeit innerhalb des Hohlkörpers 2.
Die Position der Kontaktflüssigkeit
wird dabei durch Messen des längenabhängigen Schleifenwiderstandes des
Leiters 16 gegen Erde oder aus dem positionsabhängigen Widerstandsverhältnis der
von beiden freien Enden des Leiters 16 gegen Erde gemessenen Schleifenwiderstände bestimmt.
-
Die
Erfindung ist in ihrer Ausführung
nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr
sind verschiedene Varianten denkbar, die auch bei grundsätzlich abweichender Gestaltung
von dem in den beiliegenden Ansprüchen definierten Erfindungsgedanken
Gebrauch machen. So kann beispielsweise die Position der Kontaktflüssigkeit 11 im
Hohlkörper 2 auch
durch Messen eines zur Verschiebung der Kontaktflüssigkeit 11 in
den Hohlkörper 2 eingebrachten
Fluidvolumens und/oder eines durch die Kontaktflüssigkeit 11 aus dem
Hohlkörper 2 verdrängten Fluidvolumens
bestimmt werden. Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, die Geschwindigkeit
der Verschiebung der Kontaktflüssigkeit 11 durch
Drosselung eines in dem Hohlkörper 2 ein-
oder ausströmenden
Fluids zu steuern.
-
Die
Verwendung einer Kontaktflüssigkeit 11 bietet
im Übrigen
auch die Möglichkeit,
den Höhenverlauf
des Hohlkörpers 2 durch
Erfassung des Druckverlaufes der Kontaktflüssigkeit 11 im Hohlkörper zu
bestimmen. Anhand des Höhenverlaufes
des jeweiligen Hohlkörpers 2 können Höhenlageveränderungen
und damit Setzungen des Hohlkörpers
bzw. einer zugeordneten Deponieabdichtung erfasst werden.