DE3422394C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lecksuchvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche das Erfassen einer sehr geringen Menge einer Flüssigkeitsleckage gewährleistet.

Aus der DE-OS 28 22 769 ist eine insbesondere für Flüssig­ keiten geeignete Lecksuchvorrichtung bekannt, bei der zwei elektrische Leiter im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und durch ein kontinuierlich poröses Poly­ tetrafluoroethylen-Material, dessen Poren mit einem elek­ trisch leitenden Material imprägniert sind, voneinander getrennt sind. Es wird in dieser DE-OS darauf hingewiesen, daß für die Meßspannung auch Hochspannung verwendet werden kann, um die Lecksuchvorrichtung für das Aufspüren von hochviskosen Flüssigkeiten, wie z. B. Schweröl, einzusetzen. Die dadurch erzielte Erwärmung hat also das Ziel, das Eindringen von viskosen Flüssigkeiten in die poröse Harz­ schicht zu erleichtern.

In der Japanischen Patentanmeldung 59 859, 1977, ist ein Fluiderfassungselement als Sensor zum Erfassen einer Leckage bzw. eines Verlustes von verflüssigtem Kohlenwasserstoff wie beispielsweise verschiedene Petroleum, Benzin und Erdöl und Flüssigkeiten wie beispielsweise verschiedene organische Lösungsmittel einschließlich Kohlenstofftetrachlorid, Methylethylketon (MEK), Toluol u. dgl. beschrieben.

Das bekannte Fluidanzeigeelement ist so konstruiert, daß es wenigstens einen Leiter von einem anderen Leiter trennt, wobei ein durchgehendes poröses Polytetrafluorethylen (PTEF)- Harzmittel verwendet wird, das eine leitende Substanz zwischen den beiden Leitern enthält, wobei dieses Element Flüssigkeit durch Widerstandsänderung an den beiden Leitern anzeigen soll, die durch verlorene Flüssigkeit verursacht wird, welche in das poröse Material eingedrungen ist. Da indessen das Anzeigeelement das poröse Harzmaterial verwen­ det, könnten auch Feuchtigkeit und Luftbestandteile in die Poren eindringen und der Widerstand des Materials könnte sich ändern, wenn die Temperatur steigt oder fällt. Dem­ zufolge besteht ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung darin, daß eine sehr kleine Flüssigkeitsverlustmenge nicht wirksam angezeigt werden kann, weil äußere Störungen nicht von der Anzeige einer sehr kleinen Menge an Flüssigkeitsver­ lust unterschieden werden können. Aus diesem Grund, obwohl seine Wetterbeständigkeit durch Erwärmen erhöht werden kann, würde das Anzeigeelement zum Austreiben von darin enthaltener Feuchtigkeit und Gas, damit das Element durch Temperaturänderungen im wesentlichen unbeeinflußt ist, eine Versorgung mit einer Spannung erforderlich machen, die mehrere Male so hoch ist wie die für Meßzwecke, wobei folglich der Meßschaltkreis geändert und die Anzahl der Ziffern der Digitalvorrichtung erhöht werden muß, so daß ein solches Anzeigeelement unwirtschaftlich wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Lecksuchvorrichtung zu schaffen, welche auch kleine Flüssigkeitsverlustmengen wirksam anzeigt, deren Empfindlichkeit also erheblich höher ist, als die der im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen. Diese Aufgabe wird durch die Lecksuchvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Demnach weist die Lecksuchvorrichtung eine poröse leitende Kunstharzschicht und wenigstens ein Elektrodenpaar auf, das elektrisch diese poröse leitende Harzschicht berührt. Eine Meßeinrichtung, z. B. ein Spannungsanzeiger, ein Spannungsfüh­ ler bzw. ein Spannungsprüfer, ist vorgesehen, um eine Widerstandsänderung der Kunstharzschicht als Folge eines Eintretens von Flüssigkeit in die Kunstharzschicht als Spannung auszudrücken. Zudem ist eine Energiezuführung vorgesehen, um Spanungen an das Elektrodenpaar für Heiz- und Meßzwecke anzulegen. Die Energiezuführung kann auch die Spannungen für Heiz- und Meßzwecke alternativ bzw. wahlweise an die Kunstharzschicht anlegen. Die poröse leitende Harz­ schicht ist vorzugsweise ein leitendes poröses Polytetra­ fluorethylen.

Da die Spannung für Heiz- und Meßzwecke getrennt an die Kunstharzschicht angelegt werden können, können die Eigen­ schaften dieser als Sensor wirkenden Schicht verbessert werden, wenn er erwärmt ist, und folglich kann als Meßein­ richtung ein billiger Spannungsanzeiger zum Messen der Spannung verwendet werden. Dies gewährleistet, daß eine Lecksuchvorrichtung wirtschaftlich geschaffen werden kann, die eine sehr geringe Menge an Flüssigkeitsverlust anzeigen bzw. erfassen kann. Die Energiezuführung kann zweckmäßig für fortdauerndes Überwachen verwendet werden, wenn sie abwechselnd Spannungen für Heiz- und Meßzwecke zuführen soll, so daß die Meßeinrichtung nur dann betrieben werden kann, wenn die Energiezuführung die Spannung für Meßzwecke anlegt. Die poröse leitende Kunstharzschicht kann aus einem leitenden Polytetrafluorethylen (PTFE)-Harzmaterial gebildet sein, wobei dieses Material porös gemacht ist, indem das zusätzliche Schmiermittel verdampft wird, nachdem es strang­ gepreßt ist. Um die Porösität des Materials weiterhin zu erhöhen, kann das Material geschäumt werden, oder es kann weiter durch Strecken porös gemacht werden. Wenn für die leitende poröse Kunstharzschicht ein PTFE-Material verwendet wird, muß das Harz nicht oder teilweise gesintert werden.

Die Kunstharzschicht kann mit zwei Elektrodenpaaren versehen sein, wobei ein Paar von Energiezuführelektroden elektrisch die poröse leitende Kunstharzschicht berührt und das andere Elektrodenpaar die Kunstharzschicht an der Innenseite der Energiezuführelektroden berührt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 perspektivisch und teilweise im Schnitt eine Lecksuchvorrichtung,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Lecksuchvor­ richtung,

Fig. 3 schematisch die Lecksuchvorrichtung nach Fig. 1, die teilweise in Wasser eingetaucht ist, welches einen Petroleumtank umgibt, wobei die Lecksuchvorrichtung Verluste oder Leckagen anzeigt, die bei diesem Behälter auftreten können.

In Fig. 1 ist ein Paar von Energiezuführelektroden 3, 3 im Abstand voneinander längs jeder Seite einer porösen leitenden Kunstharzschicht 2 eines Flüssigkeitsverlustsensors 1 vorgesehen, wobei die Elektroden elektrisch die Kunstharzschicht berühren, während ein Paar von Meßelektroden 4, 4 an der Innenseite beider Energiezuführelektroden 3, 3 auf solche Weise angeordnet sind, daß sie ebenfalls die Kunstharzschicht berühren. Diese Elektroden 3, 4 und die poröse leitende Harzschicht 2 sind von äußeren Abdeckungen 5, 5 umgeben und abgedichtet, die wahlweise für die zu erfassende Flüssigkeit durchlässig sind, jedoch für Wasser undurchlässig sind. Ein längli­ cher durchgehender poröser PTFE-Harz kann für die Ver­ wendung als äußere Abdeckung 5 geeignet sein, die für die Flüssigkeit, welche zu erfassen ist, durchlässig ist, jedoch für Wasser undurchlässig ist.

Weil das längliche durchgehende poröse PTFE-Harz höchst wasserabweisend ist, kann es zweckmäßig als äußere Ab­ deckung 5 zum Erfassen der Gegenwart von Flüssigkeiten verwendet werden, die anders als Wasser sind. Demgemäß ist es erforderlich, äußere Abdeckungen zu verwen­ den, die für Wasser durchlässig sind, um sie hydrophil zu machen, wenn es notwendig ist, wäßrige Flüssigkeiten zu erfassen bzw. anzuzeigen.

Weiterhin kann ein stranggepreßtes PTFE-Harz, das ein leitendes Material enthält, zweckmäßig für die Verwen­ dung als poröse leitende Kunstharzschicht 2 sein.

Wenn PTFE verwendet wird, werden Flüssigkeiten wie bei­ spielsweise Petroleum u. dgl. leicht erfaßt, weil das Harz wasserabweisend ist, von Petroleum jedoch durch­ drungen wird. Andere Harzarten können verwendet werden, um den verschiedenen zusätzlichen Erfordernissen zu ent­ sprechen.

Als elektrischer Leiter, der dem Harz einzuverleiben ist, kann beispielsweise Graphitpulver, Rußpulver, Kohlenstoffasern, verschiedene Arten von Metallpulver, Thurmette, Metallnitride, Metallboride, Metallsilicide, Metalloxide, Metallhalbleiter, organische Halbleiter und andere ähnliche Füller verwendet werden. Einer der oben erwähnten füllenden Leiter ist mit 5 bis 70 Gew.-% PTFE-Harz gemischt, und das Gemisch wird mit zugesetztem zusätzlichen Schmiermittel mittels herkömmlicher Ver­ fahren stranggepreßt, um eine poröse leitende Kunstharzschicht zu erhalten.

Die Energiezuführelektroden 3, 3 des Flüssigkeitsverlust­ sensors 1 sind mit der Energiezuführung 6 verbunden, welche Spannung zum Aufheizen des Flüssigkeitsverlust­ sensors 1 und auch für Meßzwecke liefert. Die Spannung für Heizzwecke ist einige Male so hoch wie die Spannung für Meßzwecke, und folglich wird eine Meßeinrichtung 7 der Lecksuchvorrichtung, die mit den Meßelektroden 4, 4 des Flüssigkeitsverlust­ sensors 1 verbunden sind, nur dann arbeiten, wenn die Energiezuführung 6 die Meßspannung ausgibt.

Gemäß diesem Beispiel werden die Feuchtigkeit und das Gas, das in dem Flüssigkeitsverlustsensor 1 enthalten ist, ausgetrieben, weil die Spannung für Heizzwecke von der Energiezuführung 6 geliefert wird. Weil die leitende Kunstharzschicht im stabilisier­ ten Zustand bei einer konstanten Temperatur gehalten wird, ist das Erfassen von sehr geringen Mengen an Leck­ flüssigkeit gewährleistet. Da die Meßeinrichtung so konstruiert ist, daß sie nur dann arbeitet, wenn die Span­ nung für Meßzwecke angelegt wird, kann für Anzeigezwecke eine nicht teure Vorrichtung verwendet werden. Zusätzlich kann, weil die Meßelektroden 4, 4 an der Innenseite der Energiezuführelektroden 3, 3 in diesem Beispiel angeordnet sind, die Messung und Anzeige von Flüssigkeitsverlust genau und schnell erfolgen.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, wobei der Flüssigkeitsverlustsensor 8 mit einem Paar Elektroden 10, 10 ausgerüstet ist, die in elektri­ schem Kontakt mit einer porösen leitenden Kunstharzschicht 9 stehen und sowohl für Energiezuführ- und Meßzwecke ver­ wendet werden. Ein Flüssigkeitsverlustsensor 8 in diesem Beispiel ist mit einer äußeren Abdeckung 11 umhüllt und abgedichtet, die ähnlich der in Fig. 1 ist. Eine Energie­ zuführung 12 zum abwechselnden Anlegen von Spannungen für Heiz- und Meßzwecke an den Flüssigkeitsverlustsensor 8 ist mit den Elektroden 10, 10 verbunden, und eine Meßeinrichtung 13, die nur dann arbeitet, wenn die Span­ nung für Meßzwecke angelegt wird, ist ebenfalls mit den Elektroden 10, 10 verbunden.

Mit dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, einen sehr kleinen Betrag an Flüssigkeitsverlust wie im Fall des Beispiels 1 nach Fig. 1 zu erfassen.

Wie oben erläutert ist, ist es möglich, eine Lecksuchvorrichtung zu schaffen, mit welcher das Erfassen und Anzeigen einer sehr kleinen Menge an Flüs­ sigkeitsverlust wirtschaftlich gewährleistet ist, wobei die Lecksuchvorrichtung eine poröse leitende Kunstharzschicht, die mit einem teilchenförmigen elektrischen Lei­ ter gefüllt ist, wenigstens ein Elektrodenpaar, das in elektrischem Kontakt mit der Kunstharzschicht steht, einen Flüssigkeitsverlustsensor zum Erkennen des Eindringens von Flüssigkeitsverlust in die poröse leiten­ de Harzschicht als Ergebnis von Widerstandsänderungen, eine Meßeinrichtung zum Erfassen und zum Anzeigen des Widerstandes an den Elektroden des Flüssigkeitsverlust­ sensors in Ausdrücken von Spannungen und eine Energie­ zuführung umfaßt, die wahlweise Spannungen an dem Elek­ trodenpaar des Flüssigkeitsverlustsensors für Heiz- und Meßzwecke anlegt.

In Fig. 3 ist schematisch der Flüssigkeitsverlustsensor 1 gezeigt, welcher in einen Graben 16 eingetaucht ist, der mit Wasser 18 ge­ füllt ist, welches einen Petroleum/Erdöllagertank 14 umgibt und einen Verlust durch Lecken aus dem Tank an­ zeigen soll.

Claims (6)

1. Lecksuchvorrichtung für Flüssigkeiten mit einer porösen leitenden Kunstharzschicht (2; 9) und wenigstens einem Paar von voneinander beabstandeten Elektroden (3, 4; 10), welche im elektrischen Kontakt mit dieser porösen leitenden Kunstharzschicht (2; 9) sind, einer Meßeinrichtung (7; 13) zum Erfassen von Widerstandsänderungen und einer Energiezuführungsvorrichtung (6; 12) zum Zuführen einer Meßspannung an die Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführung (6; 12) außerdem an zumindest ein Elektroden­ paar (3; 10) eine Spannung für Heizzwecke liefert, welche um ein Mehrfaches größer ist, als die für Meßzwecke verwendete Spannung, und daß die Meßeinrichtung (3; 7) zum Erkennen von Widerstandsänderungen so beschaffen ist, daß sie nur dann arbeitet, wenn die Meßspannung angelegt ist.

2. Lecksuchvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezuführung (6; 12) diese Spannungen für die Heiz- und Meßzwecke alternativ der porösen leiten­ den Kunstharzschicht (2) zuführt.

3. Lecksuchvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzschicht (2) leitendes Polytetrafluoro­ ethylen ist.

4. Lecksuchvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzschicht (2) nicht oder teilweise gesintert ist.

5. Lecksuchvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzschicht (2) mit äußeren Abdeckungen (5; 11) versehen ist, die für die an ihrem Außenumfang zu erkennende Flüssigkeit durchlässig sind, und daß die Kunstharzschicht (2) zusammen mit den Abdeckungen (5; 11) einen Flüssigkeitsverlustsensor (1; 8) bildet.

6. Lecksuchvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunstharzschicht (2) mit zwei Elektrodenpaaren (3; 4) versehen ist, welche ein Paar von Energiezuführ­ elektroden (3), die elektrisch die poröse leitende Kunstharzschicht (2) berühren, und ein Meßelektrodenpaar (4) umfassen, das die poröse leitende Kunstharzschicht (2) an der Innenseite der Energiezuführelektroden (3) berührt.