DE4316436C2 - Verbundfolie zur elektrischen Ortung eines Lecks - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verbundfolie zur elektrischen
Ortung eines Lecks mit zwischen den Deckschichten angeordneten
Leiterbahnen und einer im trockenen Zustand isolierenden
Zwischenschicht im Bereich der Leiterbahnen, wobei sowohl
oberhalb als auch unterhalb der Zwischenschicht je eine Gruppe
mit parallel zueinander verlaufenden oberen Leiterbahnen bzw.
parallel zueinander verlaufenden unteren Leiterbahnen
vorgesehen ist, und die oberen Leiterbahnen die unteren
Leiterbahnen im wesentlichen im rechten Winkel kreuzen.
Aus der Gebrauchsmusterschrift 19 31 748 ist ein insbesondere
für Heizöl-Vorratsbehälter geeignetes Leckwarnsystem bekannt.
Auf der Innenseite eines Stahltanks ist eine erste isolierende
Schicht sowie auf dieser eine leitende Schicht aufgetragen,
die mit einer zweiten isolierenden Schicht überzogen sein
kann. In Verbindung mit der Wand des Stahltanks bildet die
leitende Schicht ein Elektrodenpaar, das voneinander durch die
erste Isolierschicht getrennt ist. Aufgrund einer
Widerstandsmessung kann bei Unterschreiten eines bestimmten
Widerstandswertes ein Warnsignal ausgelöst werden. Eine exakte
lokale Bestimmung eines Lecks im Behälter ist mit dieser
Anordnung nicht möglich.
In der Patentschrift 33 22 772 C2 ist eine aus mindestens drei
übereinander angeordneten Lagen zusammengesetzte Verbundfolie
zum Auskleiden von Flüssigkeitsbehältern beschrieben. Die
obere Folienlage und die untere Folienlage sind elektrisch
isolierend, die mittlere Folienlage ist in leitfähige jeweils
elektrisch getrennte Felder zur Ortsbestimmung eines Lecks
aufgeteilt. Die Felder bestehen aus mindestens zwei
Leiterbahnen und Sammelleitungen, die zu Leiternetzwerken
aufgebaut sind. Die einzelnen Leiternetzwerke sind kammartig
geformt und greifen so ineinander, daß jeweils zwei
benachbarte Leiterbahnen elektrisch voneinander getrennt sind
und daß die Sammelleitungen nach außen geführt werden können.
Bei dieser Verbundfolie ist es erforderlich für jedes der zu
überwachenden Felder die Sammelleitungen der kammartigen
Leiternetzwerke einzeln nach außen zu führen. Dies erfordert
bei einer großflächigen Lecküberwachung einen hohen
Platzbedarf, außerdem wird durch die große Anzahl von
Sammelleitungen und Leiternetzwerken die Überwachung der
einzelnen Felder erschwert und unübersichtlich.
Aus der Offenlegungsschrift WO 89/00681 A2 ist ein
Lecküberwachungssystem für Hausdächer bekannt. Es umfaßt ein
großflächiges Sensorsystem zur Überwachung und ein System zur
Auswertung der vom Sensorsystem übermittelten Signale. Als
Sensoren dienen voneinander beabstandete Leiterbahnen. Die
Leiterbahnen sind in zwei Gruppen angeordnet, innerhalb derer
sie parallel zueinander verlaufen. Die Leiterbahnen der
einzelnen Gruppen sind durch eine Zwischenschicht voneinander
getrennt und verlaufen rechtwinklig zueinander. Die
Zwischenschicht besteht aus einem feuchtigkeitsabsorbierenden
Material, das die Leiterbahnen der beiden Gruppen im trockenen
Zustand gegeneinander isoliert, diese Eigenschaft jedoch durch
die Absorption einer elektrisch leitenden Flüssigkeit
verliert. Die Position der Leckage wird durch die selektive,
paarweise Abfrage von Leitern der beiden Gruppen ermittelt.
Der Einsatz dieses Lecküberwachungssystems ist für die
Überwachung von Hausdächern vorgesehen und auf Flüssigkeiten
mit elektrisch leitenden Eigenschaften begrenzt, da nur diese
eine leitende Verbindung zwischen den sich kreuz enden
Leiterbahnen herstellen. Das Eindringen eines elektrisch
leitenden Festkörpers, wie eines Nagels, wird von diesem
Lecküberwachungssystem nicht erfaßt, wenn die hierdurch
hervorgerufenen Beschädigungen der Verbundfolie keinen
sofortigen Eintritt von Flüssigkeit in die Verbundfolie
verursachen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Verbundfolie
mit Leiterbahnen zu schaffen, die einfach herstellbar ist und
mit einfachen Mitteln eine Lecküberwachung mit genauer
Lokalisierung eines Lecks ermöglicht, durch das elektrisch
leitende Flüssigkeit als auch ein elektrisch leitender
Festkörper eingedrungen sein kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Deckschichten der Verbundfolie aus hochohmig elektrisch
leitfähigem Material bestehen, daß die Deckschichten durch
eine sich über die gesamte Fläche der Verbundfolie
erstreckenden, im trockenen Zustand isolierenden
Zwischenschicht getrennt sind, daß die oberen Leiterbahnen in
die obere Deckschicht und die unteren Leiterbahnen in die
untere Deckschicht eingebettet sind und daß die Leiterbahnen
bis zu den Rändern der Verbundfolie geführt sind.
Infolge der sich kreuzenden oberen und unteren Leiterbahnen
ist die Fläche der Verbundfolie in schachbrettartige Felder
eingeteilt. Beim Eindringen einer elektrisch leitfähigen
Flüssigkeit durch ein Leck oder beim Eindringen eines
elektrisch leitenden Festkörpers wird die obere Deckschicht
mit der unteren Deckschicht elektrisch miteinander verbunden,
so daß der zwischen den Leiterbahnen gemessene Widerstand
abnimmt. Durch einfaches Messen des elektrischen Widerstands
zwischen einzelnen Leiterbahnen kann die Lage des Lecks mit
einfachen Mitteln einem bestimmten Feld zugeordnet werden.
Verlaufen beispielsweise die unteren Leiterbahnen in
Längsrichtung und die oberen Leiterbahnen in Querrichtung, so
kann durch aufeinanderfolgende Messungen des Widerstands
zwischen der mittleren unteren Leiterbahn und jeder der oberen
Leiterbahnen die Lage des Lecks in Längsrichtung lokalisiert
werden. Anschließend wird zwischen der oberen Leiterbahn, an
der das Minimum des Widerstands ermittelt wurde und jeder der
unteren Leiterbahnen die Lage des Lecks in Querrichtung
ermittelt.
Eine sehr genaue Lokalisierung eines Lecks ist möglich, weil
die Deckschichten aus elektrisch leitfähigem Material
bestehen, das einen hohen elektrischen Widerstand aufweist.
Dadurch ergeben sich in Abhängigkeit von der Lage des Lecks
zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen einer Gruppe
unterschiedliche Widerstände, so daß dadurch eine genaue
Ortung möglich ist. Da sowohl die obere als auch die untere
Deckschicht aus hochohmig leitfähigem Material bestehen,
beispielsweise mit einen spezifischen Widerstand von
60 Ohm·cm, kann die Position des Lecks innerhalb eines Feldes
sehr genau bestimmt werden. Bei der erfindungsgemäßen
Verbundfolie ist es möglich, zwischen den Leiterbahnen einer
Gruppe relativ große Abstände vorzusehen, so daß insgesamt nur
sehr wenige Leiterbahnen erforderlich sind. Dies ist
insbesondere von Vorteil, wenn große Flächen wie Deponien mit
der Verbundfolie ausgekleidet werden sollen.
Die Leiterbahnen, insbesondere solche aus Metall, sind gegen
chemischen Angriff von einer durch das Leck eintretenden
aggressive Flüssigkeit besonders gut geschützt, weil die
Leiterbahnen in die Deckschichten eingebettet sind. Dies kann
beispielsweise dadurch erfolgen, daß eine Deckschicht aus zwei
Bahnen von halber Materialdicke nach Einlegen der Leiterbahnen
kaschiert wird.
Die Leiterbahnen sind bis zu den Rändern der Folie geführt. Es
ist somit problemlos möglich die Leiterbahnen von dort über
entsprechende Meßleitungen mit einer elektronischen
Meßeinrichtung zu verbinden, welche in kurzen Taktintervallen
die aufeinanderfolgenden Messungen vornimmt und gegebenenfalls
ein Warnsignal auslöst.
Als hochohmig leitfähiges Material für die Deckschichten wird
mit Graphit gefüllter Kunststoff empfohlen. Es versteht sich,
daß auch andere leitfähige Füllstoffe in Frage kommen. Graphit
ist als Füllstoff für Polyisobutylen besonders gut geeignet.
Polyisobutylen ist ein chemisch besonders beständiges und
flexibles Material.
Eine einfache Herstellung sowie eine robuste Ausführung der
Verbundfolie ist möglich, wenn die Leiterbahnen aus
Metalldraht, vorzugsweise einer Litze, bestehen.
Eine besonders großflächige Verteilung eingedrungener
Flüssigkeit wird erreicht, wenn die Zwischenschicht aus einem
saugfähigem Material, vorzugsweise aus Vlies, besteht.
Um beim Eindringen einer elektrisch schlecht leitenden
Flüssigkeit wie hochreinem Wasser die Leitfähigkeit der
Zwischenschicht zu erhöhen, kann diese mit einem in feuchtem
Zustand elektrisch leitenden Stoff versehen sein. Vorzugsweise
ist dieser Stoff ein leichtlösliches anorganisches Salz.
Eine elektrische Leitfähigkeit beim Eindringen einer
nichtwäßrigen Flüssigkeit wie Öl oder Benzin kann erzielt
werden, wenn in oder an der Zwischenschicht mit Elektrolyt
gefüllte Kapseln angeordnet sind, deren Hüllwerkstoff sich in
der eingedrungenen Flüssigkeit auflöst. Sofern die Kapseln
dünnwandig ausgeführt sind, wird Elektrolyt auch unter
Einwirkung einer mechanischen Druckbeanspruchung freigesetzt,
so daß eine mechanische Beschädigung der Verbundfolie durch
einen Isolator meßtechnisch erfaßt werden kann.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird.
Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verbundfolie in
perspektivischer Darstellung.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Verbundfolie 10
perspektivisch dargestellt. Eine Zwischenschicht 12 aus 0,5 mm
dickem Vlieswerkstoff ist auf ihrer Oberseite mit einer Gruppe
10 cm parallel zueinander verlaufender oberer Leiterbahnen 14
und auf ihrer Unterseite mit einer Gruppe parallel zueinander
verlaufender unterer Leiterbahnen 16 versehen. Die Gruppe der
oberen Leiterbahnen 14 ist im rechten Winkel zu der Gruppe der
unteren Leiterbahnen 16 angeordnet. Oberhalb der oberen
Leiterbahnen 14 befindet sich eine obere Deckschicht 18 und
unterhalb der unteren Leiterbahnen 16 eine untere
Deckschicht 20. Die jeweils 1,5 mm dicken Deckschichten 18, 20
bestehen aus Polyisobutylen, daß 30 Gewichtsanteile Graphit
und 30 Gewichtsanteile Ruß als Füllstoffe enthält und einen
spezifischen Widerstand von 60 Ohm·cm besitzt.
Claims (6)
1. Verbundfolie mit zwischen den Deckschichten angeordneten
Leiterbahnen zur elektrischen Ortung eines Lecks und einer
im trockenen Zustand isolierenden Zwischenschicht im
Bereich der Leiterbahnen, wobei sowohl oberhalb als auch
unterhalb der Zwischenschicht je eine Gruppe mit parallel
zueinander verlaufenden oberen Leiterbahnen bzw. parallel
zueinander verlaufenden unteren Leiterbahnen vorgesehen
ist, und die oberen Leiterbahnen die unteren Leiterbahnen
im wesentlichen im rechten Winkel kreuzen
dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschichten (18, 20) der Verbundfolie (10) aus
hochohmig elektrisch leitfähigem Material bestehen, daß
die Deckschichten (18, 20) durch eine sich über die
gesamte Fläche der Verbundfolie erstreckenden, im
trockenen Zustand isolierenden Zwischenschicht (12)
getrennt sind, daß die oberen Leiterbahnen (14) in die
obere Deckschicht (18) und die unteren Leiterbahnen (16)
in die untere Deckschicht (20) eingebettet sind und daß
die Leiterbahnen bis zu den Rändern der Verbundfolie
geführt sind.
2. Verbundfolie nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Deckschichten (18, 20) aus mit Graphit gefülltem
Kunststoff, insbesondere aus Polyisobutylen bestehen.
3. Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenschicht (12) aus einem saugfähigen
Material, insbesondere einem Vlieswerkstoff, besteht.
4. Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenschicht (12) mit einem in feuchtem Zustand
elektrisch leitenden Stoff versehen ist.
5. Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in oder an der Zwischenschicht (12) mit Elektrolyt
gefüllte Kapseln angeordnet sind.
6. Verbundfolie nach Anspruch 1 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterbahnen (14, 16) aus Metalldraht,
vorzugsweise einer Litze, bestehen.
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Publication Number | Publication Date |
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DE4316436A1 DE4316436A1 (de) | 1994-11-24 |
DE4316436C2 true DE4316436C2 (de) | 1995-03-16 |
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