DE4316436C2 - Verbundfolie zur elektrischen Ortung eines Lecks - Google Patents

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.