DE8806533U1 - Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und synthetischen Ölen - Google Patents
Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und synthetischen ÖlenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es dient zu überwachung von größeren
Systemen wie Rohranlagen, Tanks und Pipelines, die die genannten Fluide führen, auch im Freien. Das Kabel reagiert
«auch auf geringe Mengen und sehr schnell, so*daß
ein Umweltschaden wirksam begrenzt werden kann. Außerdem ist es reversibel bzw. regenerierbar, so daß man es wiederholt
testen kann und ein kostenverursachendes Auswechseln nach einem Alarmfall vermieden wird. Zudem kann mit ihm
der Ort einer Leckage festgestellt werden.
Bekannt sind Kabel, dessen Sensormaterialien aus durch Kohlenwasserstoffen quellenden oder sich auflösenden
Kunststoffe sind. Dadurch werden dann Kontaktierungen mechanisch ausgelöst und mit Hilfe der Widerstandsreferenzmethode
geortet ( DE OS 2434 914; DE OS 3140 804 ; und ein Kabel der Fa. Raychem USA mit der Bezeichnung
" Trace Tek 502/522N). Diese Systeme sind alle nicht
regenerierbar bzw. reversibel, können also nicht wiederholt getestet werden und müssen nach einem Alarmfall
ausgewechselt werden. Außerdem haben sie eine unvertretbar lange Ansprechzeit· So reagiert das im Handel befindliche
Trace Tek System bei 20° C. und nach Benetzung mit Diesel erst nach 40 - 60 Min, und bei Autumatikgetriebeöl
erst nach 4 - 6 h. Auf synthetische öle reagiert es
Überhaupt nicht. Bei Temperaturen unter 0° C. ist die Ansprechzeit
noch um ein Vielfaches langer.
In dtr DE /S 25 13 223 wird ferner ein Kabel beschrieben,
bei dem eine offenporige Schicht bei Eindringen von Kohlenwasserstoffen eine Veränderung des Dielektrikums und damit
der Kapazität zwischen zwei Leitern erfährt und diese Kapazitätsänderung mit Hilfe der Impulsreflexionsmethode auf
einem Monitor festgestellt wird. Dieses System ist zwar hinreichend schnell, Jedoch macht es eine ständige Überwachung
und damit einen hohen personellen Aufwand erforderlich. Zudem erfordert die Herstellung eine hohe Präzision,
da die Kapazität im gesamten Kabel unbedingt den gleichen Wert haben muß. Ubtr eine RegenerierbarkeIt wird
nichts ausgesagt.
Weiter ist in der DE OS 24 31 907 ein System bekannt ge-Worden,
bei dem ein in einen Hohlkörper eingedrungener Flussigkeits- oder Dampfpfropf mittels Luft durch den
Hohlkörper bewegt wird und am Ende des Hohlkabele z.B. durch ionenselektive Messwertaufnehmer detektiert wird.
Auch diesec System macht eine ständige überwachung nötig.
Zudem ist es fraglich, ob es für größere Entfernungen geeignet ist, da dann eich der Propft durch durch Reibung
an den Innenwänden verursachte Turbulenzen zerstreuen
könnte und zumindestens eine Ortung einer Leckage sehr
ungenau würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Beseitigung der geschilderten Nachteile, ein im Aufbau einfaches,
höchstsensibles, auch auf synthetische öle reagierendes
und reversibles bzw. regenerierbares Kabel mit kurzer Ansprechzeit zu schaffen, das mit einem Alarmgeber gekoppelt
werden kann, und das die Ortung eines Lecks ermöglicht.
Dieses Ziel erreicht das erfindungsgemäße Kabel dadurch, daß als Sensormaterial vorzugsweise Polyethylen ( PE )
verwandt wird. PE ist einerseits gegen Kohlenwasserstoffe chemisch beständig, wodurch es reversibel bzw. durch Auswaschung
mit Reinbenzin oder Aceton regenerierbar ist, ändert aber unter Einfluß von Kohlenwasserstoffen auch
in der gasförmigen Phase die physikalische Eigenschaft der Zugfestigkeit und dehnt sich auch aktiv aus. Diese
Eigenschaft liegt dem Aufbau des Kabels zugrunde. Die Ausdehnung der Folie bewirkt eine Kontaktschließung
zwischen zwei elektrischen Leiterbahnen. Nach Aktivierung des Kabels kann es mit Lösungsmitteln ausgewaschen
werden und die Kontakte öffnen sich wieder. Wird es mit
Benzin aktiviert, braucht lediglich dessen Verdunstung abgewartet werden. Die erfindungsgemäße Verwendung einer
sehr dünnen PE - Folie von 8 my macht das Kabel sehr
schnell. Die AnsprechgeechwindlgkeIt liegt Je nach Kohlenwasserstoff
Im Sekundenbereich bis wenige Minuten. Sie läßt sich noch durch eine Heizvorrichtung steigern. Das ist
wünschenswert, wenn die Temperaturen im Minusbereich liegen,
was die Ansprechgeschwindigkeit verringern würde.
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele zum besseren Verständnis
näher erläutert.
Ee zeigen:
Ee zeigen:
Fig. 1
Einen Längstschnitt durch ein Kabel, das eine dauerelast ische Schicht 2 aufweist, die
elektrisch leitfähig gemachte Folie 1 bei Aktivierung in die Vertiefungen 5 auf die
Kontaktdrähte 6 drückt.
Fig* 2
* - Einen Querschnitt durch dasel-
be Kabel.
Fig. 3
Den Längstschnitt einer Ausführung des Kabels, das einen elastischen Hohlkörper 12 hat,
der sich bei Aktivierung der Folie 1 ausdehnen kann und dadurch Kontakte geschlossen werden.
Fig. 4
Den Querschnitt des Kabels aue Fig. 3 im Bereich der Überlappung
und der Kontakte.
Zunächst wird der Aufbau und die Funktionsweise des Kabels
aus Fig. 1 und 2 beschrieben. Die enganliegende elektrisch leitend von innen beschichtete PE - Folie 1 wird durch eine
dauerlastische, poröse Schicht 2, z.B. aus Schaumstoff,
die im Körper 4 und der porösen AußenhUlle 3 Widerlager hat, im Bereich der Vertiefungen 5 unter Spannung gehalten.
Dringt nun Kohlenwasserstoff durch die poröse Hülle 3» wird er durch die Kappilare der Schicht 2 auf der Folie
verteilt. Die Folie verliert unter Einfluß des Kohlenwasserstoffs ah Zugfestigkeit und wird durch die Schicht 2
in die Vertiefungen 5 gedrückt und bewirkt durch ihre elektrisch leitfähige Beschichtung einen Kurzschluß-de*»
• * M
10 -
der Leitungsbahnen 6. Die Schicht 2 rind die Schutzhülle
3 können üiKsh vflVig <?rstf allen, da die Folie durch aktive
Ausdehnung sich wellt und auch so in die Vertiefungen 5 drlickt und die Kontaktbahnen 6 berührt. Durch diesen
Kurzschluß kann z.B. ein Alarmgeber aktiviert werden. Ebenso ist es möglich, über deft elektrischen Widerstand,
der um so größer ist, Je langer der Stromleiter bis zur
Meßstelle ist-; aleo Je weiter der Ort der Leckage entferüt
ist, die Entfernung mit Hilfe der Widerstandsreferenzmethode zu messen und das Leck möglichst schnell zu
finden. Dazu ist es nötig, daß mindestens einer der Drähte 6 einen definierten Widerstand hat.Da die Leitungsbahnen 6 eventuell nur einen kleinen Querschnitt mit ensprechendem
Spannungsabfall haben können, ist es sinnvoll, das Kabel mit einem zusätzlichem Draht 9 auszustatten,
der abschnittsweise mit einem der Drähte 6 verbunden
ist. über den Draht 9 kann dann ohne aufwendige Verstftrkungsmaßnahmen
ein Alarm ausgelöst werden.
Zusätzlich kann das Kabel noch mit einer Heizvorrichtung, z.B. Heizdrähten 11 mit elektrischen Zuführungen 10 ausgestattet
werden, die die Ansprechzeit noch erheblich verkürzen können. Im Inneren des Körpers U kann eine
weitere Leitungsbahn zur Bruchüberwachung dienen, die auf
- 11 -
der Zeichnung nicht dargestellt ist. Durch ringförmige Vertiefungen 7 kann das Kabel flexibler werden. Mittels
eines Bandes 8 wird die Folie in diesen Vertiefungen sicher fixiert. Im Bereich der Vertiefungen 7 müssen die
Kontaktbahnen 6 isoliert werden.
Bei der Auswahl der PE - Folie ist darauf zu ~ achten,
daß das Ausdehnungsverhalten und auch die Zugfestigkeitsdifferenz von der Art des verwandten PE abhängig ist.
Auch muß darauf geachtet werden, daß die PE - Folie möglichst parallel zur Kabellänge und der auf ihr teilweise
mit bloßem Auge sichtbaren Längststruktur, In deren Richtung
sie die stärkste Ausdehnung und Zugfestigkeitsdifferenz hat, verwendet wird. Außerdem sollte das Kabel vor
Gebrauch bis ca. 60° c. getempert werden und mehrfach in Reinbenzin getaucht, daß zwischenzeitlich verdunsten
muß, werden. Beide Behandlungen strecken die Folie geringfügig und irreversibel. Nach diesen Gesichtepunkten ist
di· Breit·, Tiefe und Abstand der Vertiefungen zu wählen.
Außerdem muß sich danach der Druck der elastischen Schicht 2 richten;
Eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen Kabele zeigen Fig. 3 und 4. Um einen offenen elastischen Hohlkörper
12, der mit Einkerbungen 14 versehen ist, spannt sich
- 12 -
die Folie 1. Wird die Folie durch Kohlenwasserstoffe aktiviert, kann sich der Körper 12 öffnen und die Kontakte
15 berühren sich. Zwischen Folie und Schutzhülle 5 befindet sich eine Schicht aus elastischem kappilarem
Material 13, z.B. Schaumstoff, die ein Ausdehnen des Körpers 12 und der Folie 1 ermöglichet. Zugleich sorgt die
Schicht 13 für ein Benetzen der Folie um den gesamten Umfang.
Besonders vorteilhaft ist es, den Körper 12 in zwei leitenden
Schichten 16 mit einer dazwischenliegenden Schicht 17 auszuführen. Zusätzlich müssen dann die Außen- und Innenseite
bis zum Bereich der Überlappung im aktivierten Zustand der Folie mit einer Isolierung 18 versehen sein,
wie aus Fig. 4 ersichtlich wird. Die beiden leitenden Schichten machen weitere Drähte überflüssig und dienen
im Bereich in dem der Körper nicht eingekerbt 1st, als durchgehende elektrische Leitungen· Die Einkerbungen
machen das Kabel flexibel und dienen dazu, daß sich die durch sie gebildeten Segmente des Körpers ausdehnen können,
auch wenn die daneben liegenden Bereiche der Folie noch nicht aktiviert sind. Diese Ausgestaltung hat den
Vorteil, daß die PE .- Folie sehr dünn sein kann, da sie
nicht mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen zu sein braucht, und das Kabel dadurch besonders kurze
- 13 -
Ansprechzeiten hat.Außerdem kann die elektrische Leitfähigkeit
bei manchen Beschichtungen zerstört werden, so daß bei Verwendung elektrisch leitfähiger Folie zum Auswaschen
ein anderes Lösungsmittel, z.B. Aceton, verwendet werden muß.
Schließlich ist noch eine weitere Ausführung gemäß den Ansprüchen 5-7 denkbar. Hier wird die Widerstandsänderung
der leitfähigen Schicht der Folie durch Dehnung des Trägermaterials
bei Aktivierung genutzt. Dieses Kabel hat zwar den einfachsten Aufbau, benötigt aber eine aufwendige periphere
Meßkette, besonders zur Entfernungsmessung, die dann auch nur möglich ist, wenn gemäß des Anspruchs 7,
die leitende Schicht abschnittsweise über einen Widerstand mit einer.weiteren Leiterbahn verbunden ist· Durch
die Messung des Gesamtwlderetandes, der aus den Folienabschnitten mit der Widerstandsänderung durch Aktivierung
und den parallelen Widerständen, die die Folienabschnitte mit der zweiten Leitungsbahn verbinden, gebildet wird,
kann nach den Widerstandsverzweigungsgesetzen der Ort der Leckage ermittelt werden.
Im Anhang finden sich noch Zeitdehnungekurven einer 8 my
starken PE - Folie unter Einwirkung unterschiedlicher
- 14 -
Kohlenwasserstoffe. Die Folie hatte die Maße 1,5 cm X
1,5 cm. Die Zugkraft betrug ca 0,7 N. Die Gesamtdehnung
in Reinbenzin betrug ca. 1,7 mm. Der Schreiber hatte einen
Vortrieb von 60 inch pro Stunde. Die letzte Kurve zeigt die reversible Verkürzung der Folie nach Auswaschung mit
Reinbenzin. Die Umgebungstemperatur war bei allen Versuchen 20 ° C.
Claims (15)
1. Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen,
deren Derivate und sythetlschen ölen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine elektrisch leitfähig beschichtete Folie (1 )
aus einem Material, das sich in Anwesenheit der zu detektlerenden Stoffe dehnt und nach deren Auswaschung oder
Verdunstung wieder verktirzt, einen Körper (4) mit Vertiefungen
(5), in denen sich eine oder mehrere Kontaktbahnen (6) befinden, umschließt.
2. Kabel nach Anspruch 1 ,dadurch !gekennzeichnet, daß es von
einer porösen Schutzhülle (3) umschlossen ist.
3. Kabel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich zwischen Schutzhülle (3) und Folie (1) eine elastische, poröse Schicht (2) befindet.
4. Kabel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper (4) Einkerbungen (7) hat, In denen die Folie (1) mittels eines Bandes (&THgr;) fixiert ist, und
daß sich im Inneren des Körpers eine oder mehrere Leitungsbahnen (9) befinden.
5. Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren
Derivaten und synthetischen ölen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus elektrisch leitfähig beschichteter Folie aus
einem Material, das sich in Anwesenheit der zu detektierenden
Stoffe dehnt und nach deren Auswaschung oder Verdunstung wieder verkürzt, besteht.
6. Kabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet■ daß
•s mit einer porösen Schutzhülle und weiteren Leiterbahnen versehen ist.
7. Kabel nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrisch leitfähige Schicht der Folie abschnittsT
weise über Widerstände mit einer Leiterbahn verbunden ist.
6. Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und sythetischen ölen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Folio (1) aus einem Material, das sich in Anwesenheit der zu detektierenden Stoffe dehnt und nach deren
Auswaschung oder Verdunstung wieder verkürzt, einen elastischen an einer Seite offenen Hohlkörper (12) umschließt
und daß die sich überlappenden Enden der Hohlkörper an der Innen- und Außenseite mit Kontakten (15) versehen sind.
9. Kabel nach Anspruch (8).dadurch gekennzelehnet. daß
•s mit einer porösen Schutzhülle (5) versehen ist, und daß !wischen der Schutzhülle (5) und der Folie (1) eine Schicht
•us porösem, elastischem Material ft?) iat.
10. Kabel nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeich-t
net, daß der Körper (12) aus zwei elektrisch leitfähigen, Schichten (16) mit einer dazwischen liegenden Isolationsschicht
(17) besteht, und auf der Außen- und Innenseite bis zum Bereich der Überlappung sich eine weiter Isolationsschicht
befindet.
11. Kabel nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß d*r Körper (12) mit Einkerbungen (1*0 versehen
ist.
12. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeIchnet. daß die Folie (1) aus Polyethylen besteht.
13. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennseIchnet, daß es mit einer Steuer- und regelbaren
Heizvorrichtung versehen ist.
14. Kabel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung aus elektrischem Widerstandsmaterial (11)
Bit elektrischer Zuführung besteht.
15. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß es in Abschnitte unterteilt ist, und deren Enden mit wassergeschützten
elektrischen Kupplungen versehen sind.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE8806533U DE8806533U1 (de) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und synthetischen Ölen |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE8806533U DE8806533U1 (de) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und synthetischen Ölen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8806533U1 true DE8806533U1 (de) | 1989-09-14 |
Family
ID=6824182
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|---|---|---|---|
| DE8806533U Expired DE8806533U1 (de) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Kabel zur Detektierung von Kohlenwasserstoffen, deren Derivaten und synthetischen Ölen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8806533U1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19913220A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-10-12 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
-
1988
- 1988-05-18 DE DE8806533U patent/DE8806533U1/de not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19913220A1 (de) * | 1999-03-24 | 2000-10-12 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
| DE19913220C2 (de) * | 1999-03-24 | 2001-07-05 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur Detektion von Spurenstoffen und/oder Umgebungseigenschaften |
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