DE3201644A1

DE3201644A1 - Device for determining the moisture state

Info

Publication number: DE3201644A1
Application number: DE19823201644
Authority: DE
Inventors: Debkumar Dr.Ing. 8000 München Bose; Peter Ing.grad. 1000 Berlin Fröscher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-01-18
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1983-07-28

Abstract

The device for determining the moisture state of an object of large extent has a polyamide-insulated perforated core pair (10) which is connected to a device for simultaneously measuring the operating capacitance and conductance in the main device and which has, in addition, a comparator (25) connected to the output of the latter. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtezustandes Device for determining the moisture level

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung des Feuchtezustandes eines Gegenstandes großer Ausdehnung, wobei an oder in dem Gegenstand großer Ausdehnung Meldeadern für den Feuchtezustand angeordnet sind. The invention relates to a device for determining the Moisture condition of an object of great extent, with on or in the object signal wires for the humidity state are arranged over a large area.

In verschiedenen Fällen ist es von Bedeutung, einen Gegenstand großer Ausdehnung, wie z. B.,einen Teil eines Baukörpers, auf seinen Feuchtezustand überwachen oder überprüfen zu können. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-OS 30 11 500 bekannt, Auch aus der Kabeltechnik ist es bckanrit, zu dieseln Zwck iri einem vieladrigen Nachrichtenkabel Meldeleiter vorzusehen, deren Isolationswiderstand überwacht wird. Als Meldeleiter können beispielsweise zwei besonders ausgebildete Adern verwendet werden, deren Isolation so beschaffen ist, daß der Isolationswiderstand beim Eindringen von Feuchtigkeit sich ändert. Bei Kabeln ist dafür auch schon die Verwendung vonMeldeadern mit einer perforierten Isolation (DE-AS 10 59 062) vorgeschlagen worden. In various cases it is important to make an object great Expansion, such as B., a part of a building, monitor its moisture status or to be able to check. Such a device is for example from the DE-OS 30 11 500 known, also from cable technology, it is bckanrit to diesel purpose A multi-core communication cable is to be provided with a signaling conductor whose insulation resistance is monitored. For example, two specially trained managers can be used as reporting managers Cores are used whose insulation is such that the insulation resistance changes when moisture penetrates. In the case of cables, this is also the case Proposed use of reporting wires with perforated insulation (DE-AS 10 59 062) been.

Die Isolierung solcher Meldeadern besteht im allgemeinen aus Polyäthylen. Damit ist es zwar möglich, einen Wassereinbruch zu signalisieren, feinere Angaben bezüglich des Feuchtezustandes sind jedoch nicht möglich. Eine Verbesserung in dieser Hinsicht ist aus der DE-OS 28 06 718 bekannt. In diesem Fall besteht die Isolierung des perforierten Meldepaares aus einem Kunststoff, dessen Verlustfaktor über einen großen Feuchtigkeitsbereich konstant bleibt und danach bis zur Sättigung stark zunimmt. Die Bestimmung des Feuchtezustandes wird dadurch erheblich verbessert, vorzugsweise wird als Material für die Isolierung Polyamid verwendet. The insulation of such signal wires generally consists of polyethylene. With this it is possible to signal a water ingress, more detailed information with regard to the moisture condition are not possible. An improvement in this one Regard is known from DE-OS 28 06 718. In this case there is isolation of the perforated signaling pair made of a plastic whose loss factor exceeds a remains constant over a large humidity range and then increases sharply until saturation. This makes the determination of the moisture level considerably improved, polyamide is preferably used as the material for the insulation.

Aber auch in diesem Falle erfordert die Bestimmung des Feuchtewertes noch immer einen erheblichen Meßaufwand.But in this case too, it is necessary to determine the moisture value still a considerable measurement effort.

Es muß der Verlustfaktor tan s des Meldepaares gemessen und mit einem vorgegebenen Schwellwert F verglichen werden, der dem Grenzwert der tolerierbaren relativen Feuchte entspricht. Dies erfolgte bisher mit Kapazitätsmeßbrücken, die nach einem manuellen oder automatischen Abgleich die Kapazität und die Ableitung oder auch direkt den daraus berechenbaren Wert für tan s anzeigen. Der Vergleich mit dem Feuchteschwellwert muß manuell erfolgen.The loss factor tan s of the message pair must be measured and combined with a predetermined threshold value F are compared to the limit of the tolerable corresponds to relative humidity. So far, this has been done with capacitance measuring bridges after a manual or automatic adjustment, the capacitance and the derivation or directly display the value for tan s that can be calculated from this. The comparison with the humidity threshold must be done manually.

Der Erfindung liegt dif Aufgabe zugrurlde, das Verfahren nocti einfacher zu gestalten, weil die Bestimmung des Feuchtezustandes - möglichst automatisch - oft vor Ort erfolgen muß, d. h. auf irgendeinem Bauplatz, in einem Lager oder auch am Verlegeort eines Kabels. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Meldeadern eine perforierte Kunststoffisolierung aufweisen, die mit einer Vorrichtung zum simultanen Messen der Betriebskapazität und Ableitung dieses Meldepaares verbunden sind, und daß ein nachgeschalteter Komparator angeordnet ist.The invention is based on the task of making the method nocti simpler to design, because the determination of the moisture condition - as automatically as possible - often has to be done on site, d. H. on any construction site, in a warehouse or even at the installation location of a cable. To solve this problem it is proposed according to the invention, that the message wires have a perforated plastic insulation, which with a Device for the simultaneous measurement of the operating capacity and derivation of this message pair are connected, and that a downstream comparator is arranged.

Auf diese Weise wird die Prüfung des Feuchtezustandes eines Gegenstandes auf die direkte Messung der Ableitung eines perforierten Meldepaares urid auf dessen automatischen Vergleich mit einem Schwellwert F # tanS zurückgeführt.In this way, the test of the moisture status of an object on the direct measurement of the derivation of a perforated message pair urid on its automatic comparison with a threshold value F # tanS.

Dazu brauchen in einer Wechselspannungsmessung lediglich die Betriebskapazität C und die f3etribsableitung G gemessen und zwei resultiererlde, der Meßgr5ßerl proportionale Gleichspannungen Uc bzw. UG in einem Analogkomparator auf UG 7 F U um miteinander verglichen zu werden. Dabei erfolgt im Komparator ein Vergleich der Betriebsableitung bei trockenem Kabel mit der Kapazität bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad, wobei diese Kapazität mit einem dem Schwellwert proportionalen Faktor multipliziert wird.All that is needed in an AC voltage measurement is the operating capacity C and the f3etribs derivative G are measured and two resulting results, the measured variable proportional DC voltages Uc or UG in an analog comparator on UG 7 F U to each other to be compared. The operational derivative is compared in the comparator with a dry cable with the capacity at a certain degree of humidity, where this capacity with one factor proportional to the threshold value is multiplied.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung wird man eine Ausbildung bevorzugen, bei der die Meldeadern in an sich bekannter Weise mit einer Isolierung aus Polyamid versehen sind. Polyamid hat den Vorteil, daß eine daraus bestehende Isolation einer Meldeader über einen großen Feuchtigkeitsbereich einen konstanten Verlustfaktor aufweist (bis ca. 75 % relativer Feuchte), dann aber bis zur Sättigung stark zunimmt. DieVerwendung eines solchen Meldepaares ermöglicht es in noch besserem Maße, den Feuchtezustand nicht durch Messung des Isolationswiderstandes, sondern des Verlustfaktors zu ermitteln.In the embodiment of the invention, preference will be given to a training in which the reporting wires in a manner known per se with an insulation made of polyamide are provided. Polyamide has the advantage that an existing insulation Signaling wire has a constant loss factor over a large humidity range (up to approx. 75% relative humidity), but then increases sharply until saturation. The use of such a message pair enables the Moisture condition not by measuring the insulation resistance, but the loss factor to investigate.

Als bevorzugtes Anwendungsgebiet wird man die Vorrichtung nach der Erfindung einem vielpaarigen elektrischen Kabel zuordnen, so daß man auch bei Kabeln in der Lage ist, vor Ort, also auf der Verlegestelle oder im Lagerbereich den Feuchtezustand schnell zu ermitteln. Mit dieser Methode können z. B. Teile eines Baukörpers, z. B. Flachdächer, in die ein Meldepaar eingelegt ist, automatisch auf Eindringen von Feuchte überwacht werden.A preferred field of application is the device according to the Assign the invention to a multi-pair electrical cable, so that you can also use cables is able to measure the moisture level on site, i.e. on the installation site or in the storage area to determine quickly. With this method z. B. parts of a structure, e.g. B. Flat roofs in which a reporting pair is inserted, automatically on intrusion of Humidity can be monitored.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten und nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.The invention is illustrated schematically with reference to the drawing and the exemplary embodiments described in more detail below are described in detail.

Die einzige Figur zeigt das Schaltprinzip für die Prüfung eines Cegenstandes auf seinen Feuchtezustand.The only figure shows the switching principle for testing an object on its moisture level.

Die dargestellte Schaltung ist wie folgt aufgebaut: Das polyamidisolierte perforierte Aderpaar 10 wird mit Hilfe eines Frequenzgenerators 11 mit dem Innenwiderstand 12 mit einer Wechselspannung u0 beaufschlagt. Die Meßfrequenz wird dabei zwischen 1 und 10 kHz gewählt. Durch den Blindkomperator (A)C und die Realkomponente G der Ableitung des Aderpaares 10 fließt der Meßstrom iM Am Eingangswiderstand (Re) 16 eines nachgeschalteten Spannung verstärkers 15 liegt dann die Meßspannung uM, die mit einem Verstärkungsfaktor v auf die Spannung uM' verstärkt wird. Zwei nachgeschaltete phasenempfindliche Doppelweggleichrichter 17, 18, die über die Leitung 19 von dem Generator 11 um 900 bzw. Oo phasenverschoben angesteuert werden, richten die verstärkte Meßspannung UM gleich.The circuit shown is structured as follows: The polyamide-insulated perforated pair of wires 10 is with the help of a frequency generator 11 with the internal resistance 12 applied with an alternating voltage u0. The measuring frequency is between 1 and 10 kHz selected. By the blind comparator (A) C and the real component G der Deriving the wire pair 10, the measuring current flows iM Am Input resistance (Re) 16 of a downstream voltage amplifier 15 is then the measurement voltage uM, which is amplified to the voltage uM 'with an amplification factor v. Two downstream phase-sensitive full-wave rectifier 17, 18, which over the line 19 are driven out of phase by the generator 11 by 900 or Oo the amplified measuring voltage UM is the same.

Daraus ergeben sich zwei Ausgangsgleichspannungen Uc und UG, die dem Blind- und dem Realwert der Ableitung des Meldeaderpaares proportional sind. Beide Spannungen werden einem nachgeschalteten Spannungskomparator 25 zugeführt, wobei die Spannung Uc durch einen Spannungsteiler 21 im Verhältnis FE, das dem Grenzwert der Feuchte proportional ist, geteilt wird Sind R1 und R2 die Widerstände der Spannungsteilerschaltung, so ist .This results in two DC output voltages Uc and UG, which are proportional to the reactive and the real value of the derivative of the signaling wire pair. Both voltages are fed to a downstream voltage comparator 25, the voltage Uc being divided by a voltage divider 21 in the ratio FE, which is proportional to the limit value of the humidity. If R1 and R2 are the resistors of the voltage divider circuit, then .

Das am Komparator entstehende Ausgangssignal U, a ist der Differenz zwischen dem Verlust faktor des Meldepaares und dem eingestellten Spannungsteilungsverhältnis F proportional, d. h. es besteht die Beziehung O w Ua für F 7tan #.The output signal U, a produced at the comparator is the difference between the loss factor of the message pair and the set voltage division ratio F proportional, i.e. H. there is the relationship O w Ua for F 7tan #.

Infolge der hohen Spannungsverstärkung V k des Komparators wird praktisch nur das Vorzeichen des Ausgangssignals Ua ausgewertet, so daß es praktisch nur noch nach der nachstehenden Gleichung vom Verlustfaktor tan , d. h.Due to the high voltage gain V k of the comparator becomes practical only the sign of the output signal Ua is evaluated, so that it is practically only according to the equation below of the loss factor tan, i. H.

vom Feuchtegrad des Kabels in bezug auf den Schwellwert F abhängig ist: Ua = c . xC . Vk (F - tan 6 ), dabei ist c = 2/# . Rg . V . uO.depends on the moisture level of the cable in relation to the threshold value F. is: Ua = c. xC. Vk (F - tan 6), where c = 2 / #. Rg. V. uO.

ir g o 1 Figur 3 Ansprüche Leerseite ir g o 1 Figure 3 claims Blank page

Claims

Patent claim I device for determining the moisture level of an object of great extent, where on or in the Subject of great expansion Signal wires for the humidity state are arranged, d u r c h e ke n n -z e i c h n e t that the signal wires (10) have a perforated plastic insulation, with a device (15-18) for simultaneously measuring the operating capacitance and derivation of this message pair are connected, and that a downstream comparator (25) is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n "e t that the message wires (10) in a known manner with an insulation made of polyamide.

3. Vprrichtung according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z It is clear that the device is associated with a multi-pair cable.