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Beschreibung
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Flüssigkeitsverlustanzeiger Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsverlustanzeiger,
welcher das Erfassen einer sehr geringen Menge einer Flüssigkeitsleckage gewährleistet.
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In d-er Japanischen Patentanmeldung 59859, 1977 ist ein Fluiderfassungselement
als Sensor zum Erfassen einer Leckage bzw. eines Verlustes von verflüssigtem Kohlenwasserstoff
wie beispielsweise Petroleum, Benzin und Erdöl und Flüssigkeiten wie beispielsweise
verschiedene organische Lösungsmittel einschließlich Kohlenstofftetrachlorid, Methylethylketon
(MEK), Toluol u.dgl.
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beschrieben.
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Das bekannte Fluidanzeigeelement ist so konstruiert, daß es wenigstens
einen Leiter von einem anderen Leiter trennt, wobei ein durchgehendes poröses Polytetrafluoroethylen
(PTFE)-Harzmaterial 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 verwendet, könnten auch Feuchtigkeit und Luftbestandteile in die Poren
eindringen und der Widerstand des Materials könnte sich ändern, wenn die Temperatur
steigt oder fällt. Demzufolge 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 Flüssigkeitsverlust
unterschieden werden können. Aus diesem Grund, obwohl seine Wetterbeständigkeit
(wheatherability) 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.
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Ein Flüssigkeitsverlustanzeiger umfaßt eine poröse leitende Harzschicht,
wenigstens ein Paar voneinander beabstandeter Elektroden, die elektrisch die poröse
leitende Harzschicht berühren,einen Flüssigkeitslecksensor zum Erkennen des Eintretens
von Flüssigkeit, die in die poröse leitende Harzschicht als Ergebnis von Widerstandsänderungen
eintritt, einen Spannungsanzeiger bzw. Spannungsfühler zum Erfassen der in Spannung
ausgedrückten Widerstandsänderung an den Elektroden des Flüssigkeitsverlustsensors
und eine Energiezuführung, um wahlweise Spannungen dem Elektrodenpaar des Flüssigkeitsverlustsensors
für Heiz-und Meßzwecke zuzuführen. Die Energiezuführung kann vorteilhaft Spannungen
für Heiz- und Meßzwecke alternativ an den Flüssigkeitsverlustsensor anlegen. Der
Spannungsanzeiger spricht auf die wahlweise von der Energiezuführung gelieferten
Energie an und arbeitet nur, wenn daran die Spannung für Meßzwecke angelegt ist.
Die poröse leitende Harzschicht ist vorzugsweise leitendes Polytetrafluoroethylen
und ist entweder nicht oder teilweise gesintert.
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Der Flüssigkeitsverlustanzeiger ist vorzugsweise mit äußeren Abdeckungen
ausgerüstet, die für die an dem Außen-
umfang zu erfassende Flüssigkeit
durchlässig sind.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist ein FlüssigkeitsverRustdetektor
vorgesehen, wobei der Flüssigkeitsverlustsensor mit zwei Elektrodenpaaren versehen
ist, wobei ein Paar von Energiezuführelektroden elektrisch die poröse leitende Harzschicht
berührt und das andere Elektrodenpaar die poröse leitende Harzschicht an der Innenseite
der Energiezuführelektroden berührt.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 perspektivisch und teilweise im Schnitt
einen Flüssigkeitsverlustanzeiger, Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Flüssigkeitsverlustanzeigers,
Fig. 3 schematisch den Leck- bzw. Verlustanzeiger nach Fig. 1, der teilweise in
Wasser eingetaucht ist, welches einen Petroleumtank umgibt, wobei dieser Anzeiger
Verluste oder Leckagen anzeigt, die bei diesem Behälter auftreten können.
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Ein Flüssigkeitsverlustanzeiger ist vorgesehen, wobei eine poröse
leitende Harzschicht, wenigstens ein Elektrodenpaar, das elektrisch diese poröse
leitende Harzschicht berührt, einen Flüssigkeitsverlustsensor zum Ermitteln des
Eintretens von Flüssigkeit als Ergebnis von Widerstandsänderungen, welche in die
poröse leitende Harzschicht eintritt, ein Spannungsanzeiger bzw. Spannungsfühler
zum Anzeigen der Widerstandsänderung an den
Elektroden des Flüssigkeitsverlustsensors
in Ausdrücken von Spannungen und eine Energiezuführung vorgesehen sind, um wahlweise
Spannungen an das Elektrodenpaar des Flüssigkeitsverlustsensors für Heiz- und Meßzwecke
anzulegen. Die Energiezuführung kann auch die Spannungen für Heiz- und Meßzwecke
alternativ an den Flüssigkeitsverlustsensor anlegen. Die poröse leitende Harzschicht
ist vorzugsweise ein leitendes poröses Polytetrafluoroethylen.
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Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Flüssigkeitsverlustanzeiger,
der eine sehr geringe Menge an Flüssigkeitsverlust zuverlässig und wirtschaftlich
anzeigen kann.
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Der Flüssigkeitsverlustanzeiger gemäß Erfindung umfaßt eine poröse
leitende Harzschicht, die mit einem teilchenförmigen Leiter gefüllt ist, wenigstens
ein Elektrodenpaar, das die poröse leitende Harzschicht elektrisch berührt, einen
Flüssigkeitsverlustsensor zum Erkennen des Eindringens von Flüssigkeit in die poröse
leitende Harzschicht als Ergebnis von Widerstandsänderungen, einen Spannungsanzeiger
zum Anzeigen des in Spannungen ausgedrückten Widerstandes an den Elektroden des
Flüssigkeitsverlustsensors und eine Energie zuführung zum wahlweisen Anlegen von
Spannungen an das Elektrodenpaar des Flüssigkeitsverlustsensors für Heiz- und Meßzwecke.
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Da die Spannungen für Heiz- und Meßzwecke getrennt an den Flüssigkeitsverlustsensor
gemäß Erfindung angelegt werden, können die Eigenschaften des Sensors verbessert
werden, wenn er erwärmt ist und folglich kann ein billiger Spannungsanzeiger zum
Messen der Spannung verwendet werden. Dies gewährleistet, daß ein Flüssigkeitsverlustanzeiger
wirtschaftlich geschaffen werden kann, der eine sehr geringe Menge an Flüssigkeitsverlust
anzeigen bzw.
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erfassen kann.
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Die Energiezufilrhrung des Anzeigers gemäß Erfindung kann zweckmäßig
für fortdauerndes überwachen verwendet werden, wenn sie abwechselnd Spannungen für
Heiz- und Meßzwecke zuführen soll, so daß der Spannungsfühler nur dann betrieben
werden kann, wenn die Energiezuführung die Spannung für Meßzwecke anlegt. Die poröse
leitende Harzschicht des Flüssigkeitsverlustsensors lgemäß Erfindung ist aus einem
leitenden Polytetrafluoroethylen (PTFE)-HarznJaterial gebildet, wobei dieses Material
porös gemacht ist, indem das zusätzliche Schmiermittel verdampft wird, nachdem es
stranggepreßt ist. Um die Porosität des Materials weiterhin zu erhöhen, kann das
Material geschäumt werden, oder es kann weiter durch Strekken porös gemacht werden.
Wenn für die leitende -poröse Harzschicht ein PTFE-Material verwendet wird, muß
das Harz nicht oder teilweise- gesintert sein.
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In Fig. 1 ist ein Paar von Energiezuführelektroden 3,3 im Abstand
voneinander längs jeder Seite einer porösen leitenden Harzschicht 2 eines Flüssigkeitsverlustsensors
1 vorgesehen, wobei die Elektroden elektrisch die Harzschicht berühren, während
ein Paar von Meßelektroden 4,4 an der Innenseite beider Energiezuführelektroden
3,3 auf solche Weise angeordnet sind, daß sie ebenfalls die poröse leitende Harzschicht
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 länglicher durchgehender
poröser PTFE-Harz kann für die Verwendung als äußere Abdeckung 5 geeignet sein,
die für die Flüssigkeit, welche zu erfassen ist, durchlässig ist, jedoch für Wasser
undurchlässig ist.
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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
wird es erforderlich sein, äußere Abdeckungen zu verwenden, die für Wasser durchlässig
sind, um sie hydrophil zu machen, wenn es notwendig ist, wäßrige Flüssigkeiten zu
erfassen bzw. anzuzeigen.
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Weiterhin kann ein stranggepreßtes PTFE-Harz, das ein leitendes Material
enthält, zweckmäßig für die Verwendung als poröse leitende Harzschicht 2 sein.
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Wenn PTFE verwendet wird, werden Flüssigkeiten wie beispielsweise
Petroleum u.dgl. leicht erfaßt, weil das Harz wasserabweisend ist, von Petroleum
jedoch durchdrungen wird. Andere Harzarten können verwendet werden, um den verschiedenen
zusätzlichen Erfordernissen zu entsprechen.
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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. Eines der oben
erwähnten füllenden Leiter ist mit 5 bis 70 Gew.-% PTFE-Harz gemischt> und das
Gemisch wird mit zugesetztem zusätzlichem Schmiermittel mittels herkömmlicher Verfahren
stranggepreßt, um eine poröse leitende Harzschicht zu erhalten.
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Die Energiezuführelektroden 3,3 des Flüssigkeitsverlustsensors 1 sind
mit der Energiezuführung 6 verbunden, welche Spannung zum Aufheizen des Flüssigkeitsverlustsensors
1 und auch für Meßzwecke liefert. Die Spannung für Heizzwecke ist einige Male so
hoch wie die Spannung für Meßzwecke, und folglich wird der Spannungsanzeiger
oder
mit den Meßelektroden 4,4 des Flüssigkeitsverlustsensors 1 verbunden sind, nur dann
arbeiten, wenn die Energiezuführung 6 die Meßspannung ausgibt.
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Gemäß diesem Beispiel werden die Feuchtigkeit und Gas, das in dem
Sensor enthalten ist, ausgetrieben, weil die Spannung für Heizzwecke von der Energiezuführung
6 geliefer-t wird. Weil die leitende Schicht im stabilisierten Zustand bei einer
konstanten Temperatur gehalten wird, ist das Erfassen von sehr geringen Mengen an
Leckflüssigkeit gewährleistet. Da der Spannungsanzeiger so konstruiert ist, daß
er nur dann arbeitet, wenn die Spannung 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 Anzeige von Flüssigkeitserlust genau und schnell erfolgen.
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In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt,
wobei der Flüssigkeitslecksensor 8 mit einem Paar Elektroden 10, 10 ausgerüstet
ist, die in elektrischem Kontakt mit einer porösen leitenden Harzschicht 9 stehen
und sowohl für Energiezuführ- und Meßzwecke verwendet werden. Ein Flüssigkeitsverlustsensor
8 in diesem Beispiel ist mit einer äußeren Abdeckung 11 umhüllt und abgedichtet,
die ähnlich der in Fig. 1 ist. Eine Energiezuführung 12 zum abwechselnden Anlegen
von Spannungen für Heiz- und Meßzwecke an den Flüssigkeitsverlustsensor 8 ist mit
den Elektroden 10,10 verbunden, und ein Spannungsanzeiger 13, der nur dann arbeitet,
wenn die Spannung für Meßzwecke angelegt wird, ist ebenfalls mit den Elektroden
10,10 verbunden.
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Mit dieser Ausführungsform ist es ebenfalls möglich, einen sehr kleinen
Betrag an Flüssigkeitsverlust wie
im Fall des Beispiels 1 nach
Fig. 1 anzuzeigen.
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Wie oben erläutert ist, ist es erfindungsgemäß möglich, einen Flüssigkeitsleckanzeiger
zu schaffen, mit welchem das Erfassen und Anzeigen einer sehr kleinen Menge an Flüssigkeitsverlust
wirtschaftlich gewährleistet ist, wobei der Flüssigkeitsverlustanzeiger eine poröse
leitende Harzschicht, die mit einem teilchenförmigen elektrischen Leiter gefüllt
ist, wenigstens ein Elektrodenpaar, das in elektrischem Kontakt mit der porösen
leitenden Harzschicht steht, einen Flüssigkeitsverlustsensor zum Erkennen des Eindringens
von Flüssigkeitsverlust in die poröse leitende Harzschicht als Ergebnis von Widerstandsendungen
einen Spannungsfühler bzw. Spannungsanzeiger zum Anzeigen des Widerstandes an den
Elektroden des Flüssigkeitsverlust sensors in Ausdrücken von Spannungen und eine
Energiezuführung umfaßt, die wahlweise Spannungen an dem Elektrodenpaar des Flüssigkeitsverlustsensors
für Heiz- und Meßzwecke anlegt.
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In Fig. 3 ist schematisch der Anzeiger 1 gezeigt, welcher in einen
Graben 16 eingetaucht ist, der mit Wasser 18 gefüllt ist, welches einen Petroleum/Erdöllagertank
14 umgibt und einen Verlust durch Lecken aus dem Tank anzeigen soll.
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Es lassen sich zweckmäßige und vorteilhafte Abänderungen und Modifikationen
bei den gezeigten Ausführungsformen vornehmen, ohne sich jedoch dabei vom Kern der
Erfindung zu entfernen.
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