DE4301035A1

DE4301035A1 - Sensorkabel zur Detektion von Leckagen

Info

Publication number: DE4301035A1
Application number: DE19934301035
Authority: DE
Original assignee: BRANDES GmbH
Current assignee: BRANDES GmbH
Priority date: 1993-01-16
Filing date: 1993-01-16
Publication date: 1994-07-21

Description

Die Erfindung geht aus von einem Sensorkabel gemäß dem Oberbe griff des Anspruchs 1. Ein derartiges Sensorkabel ist bekannt durch die DE-PS 30 10 279.

Zur Detektion und Lageortung von Leckagen in einem ein Medium führenden Leitungsrohr ist es bekannt, dem Leitungsrohr über ei nen Teil seiner Länge, über seine gesamte Länge oder auch über mehrere in Reihe liegende Leitungsrohre, ein sogenanntes Sensorkabel zuzuordnen. Ein derartiges Kabel enthält im allge meinen einen oder zwei nicht isolierte Sensorleiter. Bei Flüssigkeitseinbruch, z. B. einer Undichtigkeit in dem Innenrohr eines aus Innenrohr und Außenrohr bestehenden Leitungsrohres, wird die Feuchtigkeit zwischen den Sensorleitungen erhöht. Die dadurch bewirkte Verringerung des Widerstandes zwischen den Sensorleitern oder die Änderung der Kapazität zwischen diesen Leitern kann am Eingang oder Ausgang eines Leitungsrohres meßtechnisch ermittelt werden und als Anzeige einer Leckage dienen. Durch Brückenmeßschaltungen kann oder ähnliche Einrichtungen dabei zusätzlich auf die Lage der Leckage geschlossen werden.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß bei Verlegung eines derartigen Sensorkabels in Bereichen, in denen es zu Kondensa tion oder Schwitzwasser-Bildung kommen kann, Fehlauslösungen auftraten. Es wird dann aufgrund einer an sich unkritischen, geringen Feuchtigkeitserhöhung eine Leckage angezeigt, obwohl eine wirklich zu detektierende Leckage nicht vorliegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sensorkabel zu schaffen, das bei einer leichten Betauung durch Kondensation oder Schwitzwasser-Bildung noch nicht und erst bei einem definierten Flüssigkeitsstand anspricht. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist somit ein Sensorkabel zur Detektion von Leckagen in einem ein Medium führenden Leitungsrohr mit zwei einen Feuchtigkeitsdetektor bildenden, sich entlang des Leitungsrohres erstreckenden Leitern so ausgebildet,daß die Leiter an in Umfangsrichtung versetzten Stellen auf der Oberfläche eines zylinderförmigen Kernes angeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Sensorkabel hat mehrere Vorteile. Durch den symmetrischen Aufbau des Sensorkabels wird erreicht, daß für die Wirkungsweise und insbesondere die Empfindlichkeit die Drehlage bei der Verlegung des Kabels unerheblich ist. Der Kern mit den daraufangeordneten Sensorleitern ist durch ein entsprechendes Material für den Kern derart flexibel ausgebildet, daß das Kabel stets durch sein Eigengewicht auf der Unterlage, z. B. der Innenwand des Außenrohres eines Leitungsrohres, aufliegt. Als Material für den Kern kann dabei vorzugsweise ein hochflexibles Material mit hohem spezifischen Gewicht wie isolierte hochflexible Kupferlitze oder VA-Seile verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Sensorkabel ein unerwünschtes Ansprechen der Leckage-Anzeige bei reiner Tropfenbildung und dünnen Flüssigkeitsfilmen auf der Unterlage nicht auftritt. Das wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die beiden Sensorleiter durch eine diametrale Anordnung auf dem Kern einen relativ großen, definierten Abstand haben, d. h. der zwischen den Sensorleitern liegende Kern eine große, definierte, sich nicht ändernde Kriechstrecke bildet.

Vorzugsweise liegen die Leiter auf dem Kern einander diametral gegenüber. Dadurch wird bei vorgegebenem Kerndurchmesser ein maximaler und definierter Abstand zwischen den beiden Sensorleitungen sichergestellt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind in Um fangsrichtung des Kerns zwischen den beiden Sensorleitern runde Abstandshalter vorgesehen, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Sensorleiter. Durch derartige Abstandshalter, die vorzugsweise aus einem Isoliermaterial bestehen, wird erreicht, daß die Sensorleiter selbst nicht auf einer Unterlage oder einer Wand anliegen können. Vielmehr sind die beiden Sensorleiter dabei durch die größeren Abstandshalter stets von einer Unterlage, einer Auflagefläche oder einer Wand abgehoben.

Die beiden Sensorleiter sind vorzugsweise mit einem Schlag um den Kern gewickelt. Das bedeutet, daß die Lage der Sensorleiter in Umfangrichtung auf der Oberfläche des Kernes sich entlang der Axiallänge des Kernes ändert. Beispielsweise kann die Lage in Umfangsrichtung jeweils nach einer bestimmten Schlaglänge um einen bestimmten Winkel von z. B. 45° oder 90° versetzt sein. Vorzugsweise erfolgt ein kontinuierlicher Versatz, indem die Sensorleiter auf dem Umfang des Kerns entlang einer Schraubenlinie mit großer Steigung und einer Ganghöhe entsprechend der sogenannten Schlaglänge verlaufen. Die Schlaglänge in Axialrichtung ist somit die Länge, über die die Lage eines Sensorleiters in Umfangsrichtung des Kerns sich insgesamt über 360° ändert. Dabei bestimmt die Schlaglänge das Ansprechverhalten bezüglich der Größe einer mit Flüssigkeit benetzten Fläche, die zum Ansprechen führen soll.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung können sowohl der Kern als auch die Abstandshalter zur Aufnahme zusätzlicher elektrischer Leitungen dienen. Beispielsweise kann in dem aus Kupferlitze bestehenden Kern ein isolierter Leiter verlaufen oder die aus Isoliermaterial bestehenden Abstandshalter ein oder mehrere Leiter enthalten. Derartige zusätzliche Leiter können bei einem Sensorkabel zusätzlich zur Übertragung von Meßwerten, sonstigen Daten oder auch für eine Energieübertragung in Form einer Betriebsspannung für aktive Schaltungen innerhalb der Meßeinrichtung dienen. Das gesamte Sensorkabel kann dann mehrere Aufgaben erfüllen, z. B. reine Sensorfunktionen, Übertragung von Meßdaten und Energieversorgung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Darin zeigen

Fig. 1 im Schnitt den Aufbau eines erfindungsgemäß ausgebilde ten Sensorkabels und

Fig. 2 die Anordnung des Kabels gemäß Fig. 1 in einem Lei tungsrohr.

Fig. 1 zeigt den Kern 1 aus einem hochflexiblen Material mit großem spezifischem Gewicht wie z. B. hochflexibler Kupferlitze oder VA-Seile, isoliert und mit relativ großem Durchmesser. Der Kern 1 hat dabei z. B. eine Länge eines Leitungsrohres, eines Teiles eines Leitungsrohres oder mehrerer Leitungsrohre. An diametral einander gegenüberliegenden Stellen des Kerns 1 sind zwei Sensorleiter 2, 3 angeordnet, z. B. aufgeklebt, aufgeschweißt oder etwas in die Isolierung des Kerns 1 eingedrückt. Die Sensorleiter 2, 3 bestehen je aus einem dünnen, nicht isolierten Draht und bilden eine Sensorschleife zur Detektion von Feuchtigkeit. Die Leiter 2, 3 können eine symmetrische Leitung oder auch eine unsymmetrische Leitung mit einem geerdeten Leiter bilden. Die Detektion und Lageortung der Feuchtigkeit in dem überwachten Bereich erfolgt durch Messung des ohmschen Widerstandes oder der Kapazität zwischen den beiden Leitern 2, 3. Zwischen den Leitern 2, 3 sind insgesamt sechs Abstandshalter 4 angeordnet, deren Durchmesser etwas größer ist als der Durchmesser der Leiter 2, 3. Die Abstandshalter 4 verhindern, daß die Leiter 2, 3 in unerwünschter Weise auf einer Unterlage aufliegen oder an einer Wandung anliegen und dadurch das Meßergebnis verfälschen. Der Durchmesser des Kernes 1 bestimmt im wesentlichen die Kriechstrecke bei Betauung des Sensorkabels.

Fig. 2 zeigt ein Leitungsrohr R mit dem ein flüssiges Medium führenden Innenrohr 5 und dem das Innenrohr 5 mit Zwischenraum umgebenden Außenrohr 6. In dem Zwischenraum zwischen den Rohren 5, 6 ist das Sensorkabel gemäß Fig. 1 mit dem Kern 1, den Sensorleitern 2, 3 und den Abstandshaltern 4 eingebettet.

Die Abstandshalter 4 mit rundem Querschnitt können auch durch Abstandshalter anderer Form ersetzt werden. Es ist ebenso möglich, zwischen den Leitern 2, 3 als Abstandshalter dienende Auflagen auf dem Kern mit rechteckförmigen oder teilkreisförmigem Querschnitt anzuordnen. Es kann auch ausreichen, nur jeweils zu beiden Seiten eines Leiters 2 oder 3 zwei als Abstandshalter dienende Elemente auf dem Kern 1 anzuordnen, die ebenso eine unmittelbare Auflage der Leiter 2, 3 auf einer Unterlage oder an einer Wand verhindern. Die Abstandshalter 4 können auch durch elektrisch leitende, isolierte Adern gebildet sein. In diesem Falle können auch diese isolierten Adern zusätzlich zur Übertragung von Meßwerten, Daten oder Betriebsspannungen ausgenutzt werden.

Bei einem praktisch erprobten Beispiel der Erfindung lagen folgende Maße vor:
Durchmesser des Kernes 1 : 2,5 mm
Durchmesser der Leiter 2, 3 : 1 mm
Durchmesser der Abstandshalter 4 : 1,8 mm
Material für die Leiter 2, 3: Nicr, VA
Schlaglänge: 70

Claims

1. Sensorkabel zur Detektion von Leckagen in einem ein Medium führenden Leitungsrohr mit zwei einen Feuchtigkeitsdetektor bildenden, sich entlang des Leitungsrohres erstreckenden Sensorleitern, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorleiter (2, 3) an in Umfangsrichtung versetzten Stellen auf der Oberfläche eines zylinderförmigen Kerns (1) angeordnet sind.

2. Sensorkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorleiter (2, 3) auf dem Kern (1) einander diametral ge genüber liegen.

3. Sensorkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Umfangsrichtung des Kernes (1) zwischen den Sensorleitern (2, 3) zylinderförmige Abstandshalter (4) angeordnet sind, deren Durchmesser größer ist als der der Sensorleiter (2, 3).

4. Sensorkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (4) aus isolierten elektrischen Leitern bestehen.

5. Sensorkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (1) aus einem hochflexiblen Material mit einem in Relation zur Steifigkeit hohem spezifischen Gewicht wie isolierter hochflexibler Kupferlitze oder VA-Seile besteht.

6. Sensorkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensorleiter (2, 3) mit einem Schlag um den Kern (1) gewickelt sind.

7. Sensorkabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorleiter (2, 3) entlang einer Schraubenlinie mit einer Ganghöhe von mehreren cm entlang der Oberfläche des Kerns (1) verlaufen.

8. Sensorkabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit des Kabels durch die Bemessung der Ganghöhe einstellbar ist.

9. Sensorkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (4) und/oder Kern (1) zusätzlich elektrische Leiter zur Übertragung von Daten, Meßwerten, Betriebsspannungen und dgl. enthalten.