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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ortung mindestens einer Leckage in einer elektrisch isolierenden Trennschicht nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Empfänger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 19 und ein Verfahren zur Montage eines Empfängers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
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Die elektrisch isolierende Trennschicht ist zur Abdichtung im Tiefbau einsetzbar. Ein erstes Anwendungsbeispiel ist ein Sickerwasserbecken einer Deponie, bei dem die Trennschicht eine Barriere vor dem Eindringen des Sickerwassers in den Erdboden darstellen kann. Die Trennschicht kann also dem Schutz der Umwelt vor umweltgefährdenden Stoffen dienen. Ein zweites Anwendungsbeispiel ist ein begrüntes Flachdach, bei dem die Trennschicht eine Barriere vor dem Eindringen von beispielsweise Regenwasser in das Flachdach verhindern kann. Ein drittes Anwendungsbeispiel ist ein künstlicher Teich, bei dem die Trennschicht verhindert, dass Wasser im Erdboden versickert. Die Trennschicht kann also auch zur Deponierung wertvoller Stoffe dienen. Eine geeignete Trennschicht ist zum Beispiel eine Abdichtung aus Kunststoffbahnen aus PEHD.
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Mechanische oder chemische Belastungen können in der Trennschicht Leckagen verursachen. Durch die Leckagen können Stoffe durch die Trennschicht hindurch in den Erdboden eindringen und somit verloren gehen. Ebenso können durch die Leckagen Stoffe durch die Trennschicht hindurch in die Umwelt eindringen und somit die Umwelt gefährden und/oder verschmutzen. Daher ist es erforderlich, die Trennschicht auf Leckagen zu überprüfen, Leckagen zu orten und zu reparieren.
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Eine visuelle Inspektion der Trennschicht zur Überprüfung auf Leckagen ist schwierig, ineffektiv und unzuverlässig. Deswegen ist typischerweise eine Vorrichtung an der Trennschicht angeordnet, mit der eine regelmäßige Überprüfung der Trennschicht auf Leckagen und gegebenenfalls eine Ortung einer oder mehrerer Leckagen ermöglicht wird. Eine derartige Vorrichtung kann beispielsweise ein elektrisches Dichtungskontrollsystem sein.
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Die Vorrichtung umfasst einen Sender, der zur Anordnung auf der einen Seite der Trennschicht bestimmt ist, und mindestens zwei Empfänger, die zur Anordnung auf der anderen Seite der Trennschicht bestimmt sind. Die mindestens eine Leckage ist durch die mindestens zwei Empfänger mittels eines elektrischen Signals von dem Sender ortbar. Beispielsweise kann der Sender eine Signalspannung auf der einen Seite der Trennschicht aufprägen. Wenn das elektrische Signal, also beispielsweise die Signalspannung, durch die mindestens zwei Empfänger auf der anderen Seite der Trennschicht messbar ist, liegt mindestens eine Leckage in der Trennschicht vor, durch die sich das elektrische Signal ausbreiten kann.
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Zur Reparatur einer Leckage muss die Trennschicht zumindest an der Stelle der Leckage freigelegt werden. Daher ist es wünschenswert, überflüssige Kosten bei falschen oder ungenauen Vorhersagen von Leckagen zu sparen. Also ist für die Ermittlung einer Leckage eine möglichst hohe Vorhersagewahrscheinlichkeit, d.h. eine möglichst hohe Wahrscheinlichkeit, eine vorhandene Leckage auch zu ermitteln, erforderlich. Weiterhin ist es erforderlich, im Falle des ermittelten Vorhandenseins einer Leckage eine möglichst präzise Ortung zu ermöglichen.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise eine Anordnung bekannt, bei der die Empfänger an vorgefertigten Kabeln angeordnet sind und vor der Verlegung der Trennschicht mittels der Kabel rasterartig auf dem Erdboden angeordnet werden. Je engmaschiger das Raster ist, desto höher ist die Vorhersagewahrscheinlichkeit und desto präziser ist die Ortung einer Leckage. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass ein engmaschiges Raster erforderlich ist, um eine hohe Vorhersagewahrscheinlichkeit zu erzielen, und dass eine Nachrüstung ohne zumindest partielles Entfernen der Trennschicht nicht möglich ist.
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Für eine Nachrüstung eines Empfängers ohne Entfernen der Trennschicht ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass in der Trennschicht ein Durchlass erzeugt wird, ein Empfänger in dem Durchlass angeordnet wird und der Durchlass wieder verschlossen wird. Da die Vorhersagewahrscheinlichkeit und Präzision der Ortung mit der Anzahl der Empfänger zunehmen, ist es wünschenswert, möglichst viele Empfänger nachzurüsten und dadurch zwangsläufig viele Durchlässe zu erzeugen. Nicht nur ist die fachkundige Erzeugung eines Durchlasses mit einem hohen Aufwand verbunden, bei dieser Lösung ist auch das Risiko einer späteren Leckage aufgrund eines fehlerhaft verschlossenen Durchlasses, der undicht ist oder wird, umso höher, je mehr Empfänger nachgerüstet werden.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art im Hinblick auf Vorhersagewahrscheinlichkeit und gegebenenfalls präzise Ortung mindestens einer Leckage kostengünstig zu verbessern.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß einem ersten Aspekt, einen Empfänger gemäß einem zweiten Aspekt und ein Verfahren zur Montage eines Empfängers gemäß einem dritten Aspekt gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorgeschlagenen Lösung ist bei einer Vorrichtung zur Ortung mindestens einer Leckage in einer elektrisch isolierenden Trennschicht zur Abdichtung im Tiefbau mindestens zwei Empfängern jeweils ein Arm zugeordnet. Die mindestens zwei Arme erstrecken sich im Wesentlichen entlang von Strahlen radial ausgehend von einem gemeinsamen Zentrum, zu dem die mindestens zwei Empfänger mittels des jeweiligen Arms beabstandet sind.
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Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht einen geringen Signal-Rausch-Abstand durch Mittelung der Messwerte der mindestens zwei Empfänger und eine Bestimmung der Richtung, in der sich die mindestens eine Leckage ausgehend von den mindestens zwei Empfängern befindet, durch den Vergleich der Messwerte der mindestens zwei Empfänger, wie bei der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele deutlich werden wird.
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In einem Ausführungsbeispiel bilden mindestens zwei Empfänger mit ihren zugeordneten Armen eine Ortungseinheit. Insbesondere können die mindestens zwei Empfänger kreisförmig um das gemeinsame Zentrum angeordnet sein. Denkbar und möglich ist zum Beispiel eine Anordnung der mindestens zwei Empfänger an den Ecken eines Polygons, beispielsweise eines Dreiecks, Vierecks, Fünfecks oder eines Polygons mit beliebig vielen Ecken. In einem Ausführungsbeispiel mit zwei Empfängern könnten die zwei Empfänger beispielsweise diametral auf einem Kreis oder an zwei Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet sein. Grundsätzlich kann die Anzahl der Ecken des Polygons der Anzahl der Empfänger entsprechen.
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Die mindestens zwei Arme können sich ausgehend von dem gemeinsamen Zentrum zu den Ecken des Polygons erstrecken, an denen die Empfänger angeordnet sind. Grundsätzlich ist es allerdings auch denkbar, dass die mindestens zwei Empfänger unterschiedlich zum gemeinsamen Zentrum beabstandet sind.
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Weiterhin kann in einem Ausführungsbeispiel ein zusätzlicher Empfänger in dem gemeinsamen Zentrum angeordnet sein. In einem Ausführungsbeispiel mit neun Empfängern könnten zum Beispiel acht Empfänger an den Ecken eines Oktagons, das auf dem gemeinsamen Zentrum zentriert ist, und ein neunter Empfänger in dem gemeinsamen Zentrum angeordnet sein.
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Im Falle mindestens einer Leckage der Trennschicht kann an jedem der mindestens zwei Empfänger eine elektrische Messgröße bestimmbar sein. Die elektrische Messgröße kann von dem elektrischen Signal erzeugt werden, das von dem Sender ausgesendet wird, oder von einem elektrischen Phänomen, das von dem elektrischen Signal verursachte wird. In einem Ausführungsbeispiel prägt der Sender als elektrisches Signal eine Signalspannung in der Signalschicht auf, die im Fall von mindestens einer Leckage in der Messschicht empfangbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die elektrische Messgröße, die von den mindestens zwei Empfängern empfangbar ist, folglich eine Spannung. Die mindestens eine Leckage kann also einen elektrischen Kontakt zwischen der Signalschicht und der Messschicht verursachen, der über den Empfang des elektrischen Signals oder eines elektrischen Phänomens, das davon verursacht wird, feststellbar sein kann.
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Die Signalschicht und die Messschicht liegen auf verschiedenen Seiten der Trennschicht. Zusätzlich kann durch die Signalschicht oder durch die Messschicht eine weitere Trennschicht zu der Trennschicht beabstandet sein. Eine erste Schicht, die bezogen auf die Trennschicht auf der dem Erdboden abgewandten Seite angeordnet ist, kann beispielsweise durch einen Stoff wie Sickerwasser gebildet sein. Eine zweite Schicht, die bezogen auf die Trennschicht auf der dem Erdboden zugewandten Seite angeordnet ist, kann beispielsweise durch Erdreich gebildet sein. In einer Ausführung ist die Signalschicht durch die erste Schicht gebildet und die Messschicht durch die zweite Schicht gebildet.
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Die elektrischen Messgrößen der mindestens zwei Empfänger können gemittelt werden, sodass ein Durchschnitt der elektrischen Messgröße bestimmbar ist. Dadurch kann der Signal-Rausch-Abstand im Gegensatz zur Verwendung einer elektrischen Messgröße, die durch einen einzelnen Empfänger bestimmt wird, verringert sein. Grundsätzlich kann ein geringerer Signal-Rausch-Abstand die Vorhersagewahrscheinlichkeit einer Leckage erhöhen.
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Durch die mindestens zwei Empfänger kann auch eine Bestimmung einer Richtungsanzeige ermöglicht sein, die eine Richtung angibt, in der sich die mindestens eine Leckage relativ zu den mindestens zwei Empfängern befindet. Zur Bestimmung der Richtungsanzeige kann die Vorrichtung eine Auswerteeinheit umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, die elektrischen Messgrößen der jeweiligen Empfänger in Relation zu der Position der Empfänger auszuwerten. Beispielsweise kann eine Messgröße an einem Empfänger, der näher zu einer Leckage beabstandet ist, verschieden sein von einer elektrischen Messgröße an einem Empfänger, der weiter zu einer Leckage beabstandet ist. Aus dem Unterschied zwischen den jeweiligen elektrischen Messgrößen kann die Richtungsanzeige bestimmbar sein.
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In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung mindestens zwei Ortungseinheiten, gebildet jeweils aus mindestens zwei Empfängern mit ihren zugeordneten Armen, durch die jeweils eine Richtungsanzeige ermöglicht sein kann. Aus dem extrapolierten Schnittpunkt der Richtungsanzeigen im Falle mindestens einer Leckage kann die Position der mindestens einen Leckage bestimmbar sein. Die mindestens eine Leckage kann also mittels der Richtungsanzeigen ortbar sein. Je mehr Empfänger an einer einzelnen Ortungseinheit angeordnet sind, desto präziser kann die Richtungsanzeige sein. Die einzelnen Ortungseinheiten können im Vergleich zu Ortungseinheiten mit weniger Empfängern weiter zueinander beabstandet sein. Die Verwendung von weniger Ortungseinheiten mit mehr Empfängern kann kostengünstiger sein und die Anzahl der Durchlässe in der Trennschicht im Vergleich zu einer Vorrichtung mit vielen Ortungseinheiten und wenig Empfängern vermindern. Andererseits kann der extrapolierte Schnittpunkt der Richtungsanzeigen genauer bestimmbar sein, je mehr Ortungseinheiten die Vorrichtung umfasst.
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Insbesondere kann die Vorrichtung in einem Ausführungsbeispiel ein Netzwerk aus mehreren räumlich zueinander beabstandeten Ortungseinheiten umfassen. Die mehreren Ortungseinheiten können hierbei so angeordnet sein, dass sie möglichst weit zueinander beabstandet sind. Im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand kann das Netzwerk geeignet sein, eine Karte der Trennschicht zu erstellen, die jeder Position auf der Trennschicht eine elektrische Messgröße zuordnet.
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Die elektrische Messgröße, die an jeder Position einer Ortungseinheit zuordbar ist, kann beispielsweise ein durchschnittlicher Wert des elektrischen Potenzials gemittelt über die Empfänger der jeweiligen Ortungseinheit sein. Die Karte kann positionsaufgelöst auf die Trennschicht einen Verlauf des elektrischen Potenzials zuordnen. Eine derartige Karte kann beispielsweise mittels der Auswerteeinheit bestimmbar sein. Zusätzliche Messpunkte, die räumlich zwischen den Positionen der einzelnen Ortungseinheiten angeordnet sein können, können mittels der Auswerteeinheit interpolierbar sein. Der Verlauf des Potenzials kann mindestens ein Extremum an der Position der mindestens einen Leckage aufweisen. Durch das mindestens eine Extremum kann die Position der mindestens einen Leckage ortbar sein.
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Zur Erstellung der Karte kann die Auswerteeinheit auch dazu konfiguriert sein, die elektrische Messgröße jedes einzelnen Empfängers zu verwenden. Beispielsweise kann aus einem Vergleich der elektrischen Messgrößen an den zueinander beabstandeten Positionen der Empfänger eine lokale Veränderung der elektrischen Messgröße bestimmbar sein. Die Auswerteeinheit ist in einer Ausführung dazu konfiguriert, einen Normalenvektor auf dem Potenzialfeld mittels der elektrischen Messgröße jedes einzelnen Empfängers zu bestimmen.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die mindestens zwei Empfänger und die zugeordneten Arme in einer Ebene angeordnet. Die Ebene kann im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand parallel zur Trennschicht angeordnet sein. Entsprechend können die mindestens zwei Arme im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand parallel zu der Trennschicht angeordnet sein. Insbesondere können die Empfänger dazu vorgesehen sein, an die Trennschicht anzugrenzen.
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Zur Kontaktierung der mindestens zwei Empfänger kann jeweils eine elektrische Leitung vorgesehen sein, die sich zu einem Empfänger erstreckt. Die mindestens zwei elektrischen Leitungen können beispielsweise zur Übertragung von elektrischen Messgrößen von den Empfängern mit einem Verteiler gekoppelt sein. Der Verteiler kann dazu konfiguriert sein, die elektrischen Messgrößen von den mindestens zwei Empfängern zu empfangen und zur Auswertung verfügbar zu machen. Ein geeigneter Verteiler ist beispielsweise ein Kabelschrank. Denkbar und möglich ist, dass der Verteiler mit der Auswerteeinheit gekoppelt ist, die dazu konfiguriert ist, die elektrischen Messgrößen auszuwerten.
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Die mindestens zwei elektrischen Leitungen können sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand von den mindestens zwei Empfängern durch einen Durchlass in der Trennschicht erstrecken. Demnach können sich die mindestens zwei elektrischen Leitungen von den mindestens zwei Empfängern durch den Durchlass in der Trennschicht zu dem Verteiler erstrecken. Der Durchlass kann mittels eines Abdichtungsmittels, das den Durchlass wasserdicht abdichtet, abgedichtet sein. Denkbar und möglich ist es auch, dass sich die mindestens zwei elektrischen Leitungen im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand durch unterschiedliche Durchlässe in der Trennschicht erstrecken.
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Die mindestens zwei elektrischen Leitungen können beispielsweise eine elektrische Ader, insbesondere eine Einzelader, umfassen. In einem derartigen Ausführungsbeispiel erstreckt sich von jedem Empfänger eine elektrische Ader zu dem Verteiler. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise für ein Dichtungskontrollsystem geeignet, für das bereits eine Zulassung für ein aus Einzeladern aufgebautes Dichtungskontrollsystem vorliegt, und das im Rahmen der Zulassung nach dem Prinzip der vorliegenden Erfindung aufgebaut werden soll.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine mehradrige Leitung entlang der Ortungseinheiten. Die mehradrige Leitung kann beispielsweise mittels aufgespleißten elektrischen Einzeladern mit den mindestens zwei Empfängern elektrisch gekoppelt sein. Dadurch kann Kabellänge eingespart werden und die mehradrige Leitung kann robuster sein als Einzeladern. Insbesondere kann eine robustere elektrische Leitung erforderlich sein, wenn die elektrische Leitung im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht erstreckt ist. Da eine robustere elektrische Leitung steifer sein kann, als eine weniger robuste elektrische Leitung, ist dieses Ausführungsbeispiel geeignet, eine Ortungseinheit auf einem möglichst geraden Weg mit dem Verteiler zu verbinden.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel erstreckt sich eine mehradrige Leitung entlang jedes einzelnen Empfängers. Jeweils eine elektrische Ader der mehradrigen Leitung kann mit jeweils einem Empfänger gekoppelt sein. Das heißt, dass jedem Empfänger eine elektrische Ader der mehradrigen Leitung zugeordnet ist. Die mehradrige Leitung kann sich entlang der mindestens zwei Empfänger zu dem Verteiler erstrecken. Dadurch kann jeder Empfänger über die dem jeweiligen Empfänger zugeordnete elektrische Ader mit dem Verteiler elektrisch gekoppelt sein. Dieses Ausführungsbeispiel ist geeignet für eine einfache Montage und insbesondere für eine Montage der Vorrichtung vor der Anordnung der Trennschicht, also eine Vorfertigung, die beispielsweise werkseitig vorgenommen werden kann.
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Zur Zuführung einer elektrischen Leitung zu den mindestens zwei Empfängern können die mindestens zwei Arme rohrförmig ausgebildet sein. Die elektrische Leitung kann sich dann von dem gemeinsamen Zentrum zu den mindestens zwei Empfängern durch die mindestens zwei Arme hindurch erstrecken. Insbesondere können die mindestens zwei Arme als Glasfaserrohre ausgebildet sein.
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Weiterhin können die mindestens zwei Arme jeweils einen Positionierungsstab umfassen, mit denen die mindestens zwei Empfänger positionierbar sind. Es ist denkbar und möglich, dass die mindestens zwei Positionierungsstäbe rohrförmig ausgebildet sind und sich die jeweils eine elektrische Leitung von dem gemeinsamen Zentrum zu dem jeweiligen Empfänger durch den zugeordneten Positionierungsstab erstreckt. Insbesondere können die mindestens zwei Positionierungsstäbe als Glasfaserrohre ausgebildet sein.
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In dem gemeinsamen Zentrum kann ein elektrisch isolierender Haltekörper angeordnet sein. Die mindestens zwei Arme können sich im Wesentlichen entlang von Strahlen radial ausgehend von dem Haltekörper erstrecken. Beispielsweise können die mindestens zwei Arme in zugeordnete Öffnungen des Haltekörpers eingesteckt sein oder abschnittsweise auf dem Haltekörper festgelegt sein. In einem Ausführungsbeispiel ist der Haltekörper plattenförmig ausgebildet. Die Arme können sich beispielsweise durch eine Führung, insbesondere gefräste Rinnen, auf einer Oberfläche des Haltekörpers erstrecken. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Abschnitt des Haltekörpers zylinderförmig ausgebildet. Die Öffnungen können auf einer Seitenwand des zylinderförmigen Abschnitts des Haltekörpers angeordnet sein.
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Im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand kann eine erste Seite des Haltekörpers an die Messschicht und eine zweite Seite entweder an die Trennschicht oder an die Signalschicht grenzen. In einem Ausführungsbeispiel, in dem die zweite Seite des Haltekörpers dazu vorgesehen ist, an die Trennschicht zu grenzen, kann der Haltekörper mit dem mindestens zwei Empfängern und den zugeordneten Armen vor der Anordnung der Trennschicht, also nicht bei Nachrüstung, in der vorgesehenen Position auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht, insbesondere auf dem Erdboden, angeordnet sein.
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Ebenso ist es denkbar und möglich, dass in der Trennschicht zur Anordnung des Haltekörpers in der vorgesehenen Position bei Nachrüstung ein Durchlass erzeugt wird, durch den der Haltekörper auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht, insbesondere auf dem Erdboden, anordbar ist. Der Durchlass in der Trennschicht kann entweder stoffschlüssig verschlossen werden, so dass die zweite Seite an die Trennschicht grenzt, oder ein Randbereich des Durchlasses kann mit dem Haltekörper stoffschlüssig verbunden werden, so dass die zweite Seite an die Signalschicht grenzt. In einem Ausführungsbeispiel ist der Haltekörper hutförmig ausgebildet und umfasst einen zylinderförmigen Kronenabschnitt sowie einen plattenförmigen Krempenabschnitt. Der Kronenabschnitt kann die mindestens zwei Arme aufnehmen und der Krempenabschnitt kann in der bestimmungsgemäß montierten Position des Haltekörpers stoffschlüssig mit einem Randbereich des Durchlasses der Trennschicht verbindbar sein.
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In einem Ausführungsbeispiel erstrecken sich mindestens zwei elektrische Adern von den mindestens zwei Empfängern zu einer mehradrigen Leitung. Die mindestens zwei elektrischen Adern können mit der mehradrigen Leitung in einem Kopplungsbereich gekoppelt sein. Der Kopplungsbereich kann innerhalb des Haltekörpers, auf der ersten Seite des Haltekörpers oder auf der zweiten Seite des Haltekörpers angeordnet sein.
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Die mindestens zwei elektrischen Adern können sich ausgehend von den Empfängern durch die Öffnungen in dem Haltekörper ins Innere des Haltekörpers erstrecken. In einem Ausführungsbeispiel, in dem der Haltekörper hutförmig ist, können sich die mindestens zwei elektrischen Adern beispielsweise in einen Raum erstrecken, der im Wesentlichen von dem Kronenabschnitt begrenzt ist. Der Raum kann mit einer Füllung ausgefüllt sein. Insbesondere kann der Raum mit einem Verguss gefüllt sein. Zusätzlich kann in dem Raum ein Elektrodenelement angeordnet sein, mit dem eine Leckage an der Vorrichtung feststellbar ist.
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In einem Ausführungsbeispiel ist auf der Seite des Haltekörpers, die an die Messschicht grenzt, ein weiteres Elektrodenelement angeordnet. Das weitere Elektrodenelement kann ebenso wie die mindestens zwei Empfänger mit dem Verteiler gekoppelt sein. Dadurch kann eine weitere elektrische Messgröße in dem gemeinsamen Zentrum ermittelbar sein.
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Die gestellte Aufgabe wird ferner auch durch einen Empfänger für eine Vorrichtung zur Ortung mindestens einer Leckage in einer elektrisch isolierenden Trennschicht gelöst. Gemäß diesem zweiten Aspekt der vorgeschlagenen Lösung umfasst ein derartiger Empfänger eine flexible, insbesondere flächenförmige, Elektrode und einen kompressiblen Trägerkörper, über dessen Oberfläche sich die Elektrode erstreckt. Die Elektrode kann über eine elektrische Leitung kontaktiert sein, die sich über einen Arm zu dem Empfänger erstreckt. Beispielsweise kann sich die elektrische Leitung durch das Innere eines rohrförmig ausgebildeten Arms zu dem Empfänger erstrecken. Über den Empfänger kann ein elektrisches Signal empfangbar sein, mittels dem die mindestens eine Leckage ortbar ist.
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Ein solcher Empfänger eignet sich zur Verwendung in einer Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorgeschlagenen Lösung, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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Die Elektrode kann flächenförmig auf der Oberfläche des Trägerkörpers anliegen. Insbesondere kann die Elektrode sich bei Verformung des Trägerkörpers entsprechend der Verformung der Oberfläche verformen. Dadurch kann sich die Elektrode der unmittelbaren Umgebung räumlich anpassen, wodurch eine effektive Kontaktfläche der Elektrode vergrößert wird. Unter effektiver Kontaktfläche ist hier der Teil der Kontaktfläche zu verstehen, an dem das elektrische Signal oder ein von dem elektrischen Signal erzeugtes elektrisches Phänomen empfangbar ist, weil ein physischer Kontakt mit der Messschicht besteht.
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Als Elektrode geeignet sind grundsätzlich alle elektrisch leitfähigen Materialien. Beispielsweise kann eine Elektrode, die textilartig aus Fasern aufgebaut ist, verwendet werden. Dadurch ist die effektive Kontaktfläche der Elektrode größer, als bei einer Metallelektrode mit vergleichbaren Abmessungen. Insbesondere geeignet ist beispielsweise eine Elektrode aus einem Karbongeflecht wie zum Beispiel ein Karbongeflechtsschlauch. Im Hinblick auf dauerhafte Beständigkeit können beispielsweise auch Elektroden aus elektrisch leitfähigen Kunststoffen, wie zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Schrumpfschlauch, oder Metalle und insbesondere korrosionsstabile Metalle verwendet werden.
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Der Trägerkörper kann beispielsweise hülsenförmig ausgebildet sein. Insbesondere kann der Trägerkörper ein Schaumstoffzuschnitt sein oder durch ein Schaumstoffrohr gebildet sein. In einem Ausführungsbeispiel, in dem der dem Empfänger im bestimmungsgemäß montierten Zustand zugeordnete Arm starr ist, kann der Trägerkörper auf den zugeordneten Arm aufgesteckt sein. Es ist auch denkbar und möglich, dass der zugeordnete Arm aus einem kompressiblen Material besteht, an dem die Elektrode angeordnet wird.
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Die elektrische Leitung kann in einem Ausführungsbeispiel mittels eines Kontaktelements auf einer Außenseite des zugeordneten Arms festgelegt sein. Mittels des Kontaktelements kann die elektrische Leitung mit der Elektrode gekoppelt sein. Denkbar ist beispielsweise, ein ringförmiges, spangenförmiges oder stabförmiges Kontaktelement zu verwenden, das die elektrische Leitung an der Außenseite eingeklemmt. Dazu kann das Kontaktelement beispielsweise auf der Außenseite angeklebt sein.
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Der Empfänger kann weiterhin eine Abdeckung umfassen, die an einem Ende der Elektrode angeordnet ist, an dem die Elektrode mit der elektrischen Leitung gekoppelt ist. Im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand kann sich die Abdeckung über das Ende des zugeordneten Arms, an dem der Empfänger angeordnet ist, erstrecken. Die Abdeckung kann dadurch das Ende des zugeordneten Arms, aus dem sich die elektrische Leitung zu der Elektrode erstreckt, abdecken. Zusätzlich kann die Abdeckung die Elektrode zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Leitung und der Elektrode auf dem Kontaktelement festlegen. Ebenso ist es denkbar und möglich, dass die Abdeckung die Elektrode auf der elektrischen Leitung festlegt.
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In einem Ausführungsbeispiel ist ein Abschnitt der Elektrode mittels eines Befestigungsmittels im bestimmungsgemäß montierten Zustand auf einer Außenseite des zugeordneten Arms festgelegt. Der Abschnitt der Elektrode, der durch das Befestigungsmittel festgelegt ist, kann das zu dem durch die elektrische Leitung kontaktierten Ende beabstandete Ende der Elektrode sein. Der Trägerkörper kann zwischen dem durch die elektrische Leitung kontaktierten Ende und dem dazu beabstandeten Ende der Elektrode angeordnet sein. Das beabstandete Ende kann über den Trägerkörper hinausragen, so dass es auf der Außenseite des zugeordneten Arms festlegbar ist.
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Die gestellte Aufgabe wird ferner auch durch ein Montageverfahren gelöst. Gemäß diesem dritten Aspekt der vorgeschlagenen Lösung wird mindestens ein Empfänger mit einem zugeordneten Arm an einem elektrisch isolierenden Haltekörper angeordnet. Der mindestens eine Empfänger kann an einer Vorrichtung vorgesehen sein, mit der mindestens eine Leckage in einer elektrisch isolierenden Trennschicht ortbar ist, die zur Abdichtung im Tiefbau verwendet wird.
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Auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht kann eine Signalschicht und auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht kann in Bezug auf die Trennschicht eine Messschicht vorgesehen sein. Ausgehend von der Seite der Signalschicht wird in der Trennschicht ein Durchlass zur Messschicht erzeugt. Dann wird der Haltekörper in dem Durchlass angeordnet. Anschließend wird der mindestens eine Empfänger mit dem zugeordneten Arm durch den Durchlass zwischen Messschicht und Trennschicht geführt und angrenzend an die Trennschicht positioniert. Als Positionierungshilfe können dafür die vorgesehenen Positionen des mindestens einen Arms auf der Trennschicht markiert werden. Der mindestens eine Arm kann dann zur Positionierung entlang der Markierung entlang der Trennschicht geführt werden. Der Haltekörper wird mit einem Randbereich des Durchlasses stoffschlüssig verbunden, um den Durchlass abzudichten.
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Zur Montage kann der Haltekörper mit mindestens zwei Armen und mindestens zwei Empfängern vorgefertigt sein. Dafür ist beispielsweise ein Haltekörper geeignet, der als Kunststoffring ausgebildet ist. Zur Anordnung in der bestimmungsgemäß vorgesehenen Position wird in der Messschicht ein Durchlass erzeugt, in dem der Haltekörper mit den mindestens zwei Armen und den mindestens zwei Empfängern angeordnet wird. Es ist hierbei erforderlich, dass die Größe des Durchlasses dem größten Abstand zwischen den mindestens zwei Empfängern entspricht. Nachdem der Haltekörper mit den mindestens zwei Armen und die mindestens zwei Empfänger in dem Durchlass angeordnet worden sind, wird der Durchlass stoffschlüssig verschlossen oder der Haltekörper wird mit einem Randbereich der Trennschicht stoffschlüssig verbunden.
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Zur Führung des mindestens einen Empfängers kann das Montageverfahren die Verwendung eines Positionierungsstabs umfassen, mit dem der mindestens eine Empfänger positioniert wird. In einer Variante kann der Positionierungsstab für die Positionierung von mehreren Empfängern nacheinander verwendet werden. In einer anderen Variante verbleibt jeweils ein Positionierungsstab mit dem zugeordneten Empfänger in der Position, in der der Empfänger positioniert wurde.
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Zur Positionierung kann der mindestens eine Empfänger mit dem zugeordneten Arm und dem Positionierungsstab in ein Rohr eingeführt werden, das nach der Positionierung entfernt werden kann. Dazu kann ein Verlängerungselement mit dem Positionierungsstab lösbar verbunden werden. Eine derartige temporäre Verlängerung des Positionierungsstabes kann das Herausziehen des Rohres erleichtern.
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In einer Variante, in der der mindestens eine Empfänger einen kompressiblen Trägerkörper umfasst, kann der kompressible Trägerkörper den mindestens einen Empfänger in dem Rohr festlegen. Beim Entfernen des Rohres kann die Haltekraft des kompressiblen Trägerkörpers überwunden werden, um den mindestens einen Empfänger aus dem Rohr zu schieben. An der vorgesehenen Position an der Trennschicht kann sich der kompressible Trägerkörper weiten. Dadurch kann eine Fixierung des Empfängers zwischen der Trennschicht und dem Erdreich unterstützt werden. Auch kann dadurch sichergestellt werden, dass der mindestens eine Empfänger beim Herausziehen des Rohres nicht verrutscht.
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Das Montageverfahren eignet sich zur Montage eines Empfängers des zweiten Aspekts der vorgeschlagenen Lösung, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
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In den beigefügten Figuren sind Ausführungsbeispiele zu der vorgeschlagenen Lösung exemplarisch dargestellt. Dabei zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer bestimmungsgemäß montierten Vorrichtung;
- 2a eine Seitenansicht einer Trennschicht;
- 2b eine Seitenansicht einer Trennschicht;
- 2c eine Seitenansicht einer Trennschicht und einer weiteren Trennschicht;
- 2d eine Seitenansicht einer Trennschicht und einer weiteren Trennschicht;
- 3 eine Draufsicht auf eine Ortungseinheit;
- 4 Messwerte einer elektrischen Messgröße für eine Ortungseinheit;
- 5 eine Draufsicht auf ein Netzwerk von Ortungseinheiten;
- 6 eine Draufsicht auf eine Ortungseinheit;
- 7 eine Seitenansicht eines Haltekörpers;
- 8 eine Seitenansicht einer bestimmungsgemäß montierten Ortungseinheit;
- 9 eine Seitenansicht einer bestimmungsgemäß montierten Ortungseinheit;
- 10 eine Draufsicht auf eine Ortungseinheiten;
- 11 eine Schnittansicht eines Empfängers; und
- 12 eine Schnittansicht eines Empfängers mit einem kompressiblen Trägerkörper.
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1 zeigt eine Vorrichtung zur Ortung mindestens einer Leckage L in einer elektrisch isolierenden Trennschicht T. Die Trennschicht T ist zur Abdichtung im Tiefbau vorgesehen. Auf der einen Seite der Trennschicht T ist ein Sender 4 vorgesehen und auf der anderen Seite der Trennschicht T sind mindestens zwei Empfänger 2 vorgesehen. Die Seite der Trennschicht T, auf der der Sender 4 vorgesehen ist, wird im Folgenden als Signalschicht S bezeichnet und die Seite der Trennschicht T, auf der die mindestens zwei Empfänger 2 vorgesehen sind, wird im Folgenden als Messschicht M bezeichnet.
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Im Normalfall, d.h., in einem Zustand der Trennschicht T, in der diese insoweit unbeschädigt ist, dass in der Trennschicht T keine Leckage L vorhanden ist, sind der Sender 4 und die mindestens zwei Empfänger 2 durch die Trennschicht T voneinander elektrisch isoliert. Wenn jedoch in der Trennschicht T eine Leckage L vorhanden ist, sind die Signalschicht S und die Messschicht M nicht mehr voneinander elektrisch isoliert. Daher können die mindestens zwei Empfänger 2 jeweils das elektrische Signal E oder ein elektrisches Signal, das von dem elektrischen Signal E des Senders 4 verursacht wird, empfangen und eine zugeordnete elektrische Messgröße G übertragen. Mittels der elektrischen Messgrößen G ist die mindestens eine Leckage L ortbar.
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Dazu sind die mindestens zwei Empfänger 2 mittels eines jeweils zugeordneten Arms 3 zu einem gemeinsamen Zentrum Z beabstandet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Empfänger 2 diametral auf einem Kreis angeordnet, dessen Mittelpunkt auf dem gemeinsamen Zentrum Z angeordnet ist, und die Arme 3 weisen von den Empfängern 2 zum Mittelpunkt. Die zwei Empfänger 2 und ihre zugeordneten Arme 3 bilden eine Ortungseinheit 1, mit der die Leckage L ortbar ist. Denn durch die unterschiedliche Entfernung der Empfänger 2 zu der Leckage L ist die elektrische Messgröße G, die von dem einen Empfänger 2 übertragen wird, verschieden von der elektrischen Messgröße G, die von dem anderen Empfänger 2 übertragen wird. Durch einen Vergleich der elektrischen Messgrößen G ist eine Richtung, in der sich die Leckage L befindet, bestimmbar. Weiterhin ist der durchschnittliche Wert der elektrischen Messgröße G an dem gemeinsamen Zentrum durch den Mittelwert der elektrischen Messgrößen G der beiden Empfänger 2 bestimmbar.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sender 4 in Bezug auf die Trennschicht T auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht und die mindestens zwei Empfänger 2 auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht angeordnet. Eine derartige geschichtete Anordnung von Signalschicht S, Trennschicht T und Messschicht M ist auch in 2a dargestellt. 2b zeigt eine alternative Ausführungsform, in der die Messschicht M in Bezug auf die Trennschicht T auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht und die Signalschicht S auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht angeordnet ist. In einer weiterführenden Ausführungsform, die in 2c gezeigt ist, ist die Signalschicht S auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht T und die Messschicht M zwischen der Trennschicht T und einer weiteren Trennschicht U angeordnet. 2d zeigt eine Ausführungsform, bei der die Signalschicht S auf der dem Erdboden zugewandten Seite der Trennschicht T und die Messschicht M zwischen der Trennschicht T und der weiteren Trennschicht U angeordnet ist, die auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Trennschicht T angeordnet ist. Die Vorrichtung ist also auch bei mehrlagigen Trennschichten T, U einsetzbar und der Sender oder die mindestens zwei Empfänger können insbesondere zwischen den Trennschichten T, U angeordnet sein.
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3 zeigt eine Ortungseinheit 1 mit acht Empfängern 2, die auf einem Kreis um ein gemeinsames Zentrum Z angeordnet sind. Hierbei sind die Empfänger 2 an den Ecken eines Oktagons positioniert. Die den Empfängern 2 zugeordneten acht Arme 3 erstrecken sich zu dem gemeinsamen Zentrum Z, d.h. zu dem Mittelpunkt des Oktagons. Die Empfänger 2 sind auf einem Kreis um das gemeinsame Zentrum Z mit einem jeweiligen Winkelabstand von 45° zu dem jeweils benachbarten Empfänger 2 angeordnet. Im Hinblick auf die Gesamterscheinung ist die Ortungseinheit 1 sternförmig ausgebildet.
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Die Arme 3 können in diesem Ausführungsbeispiel elektrische Leitungen 5, insbesondere elektrische Adern 50, umfassen, die den jeweiligen Empfänger 2 elektrisch kontaktieren. Dazu können die Arme 3 rohrförmig ausgebildet sein und sich die elektrischen Adern 50 durch die Arme 3 erstrecken. Insbesondere können die Arme 3 durch Glasfaserrohre gebildet sein.
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In dem gemeinsamen Zentrum, von dem ausgehend sich die Arme 3 erstrecken, ist ein Haltekörper 6 angeordnet. Die Arme 3 sind an dem Haltekörper 6 festgelegt und die elektrischen Adern 50 von jedem der acht Empfänger 2 laufen in dem Haltekörper 6 zusammen. Zudem sind die elektrischen Adern 50 in oder an dem Haltekörper 6 mit einer elektrischen Leitung 5 gekoppelt, die die elektrischen Messgrößen G von den acht Empfängern 2 überträgt.
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Der Haltekörper 6 ist mittels einer Auftragsnaht N mit der Trennschicht T stoffschlüssig verbunden. Die Auftragsnaht N erstreckt sich kreisförmig entlang des äußeren Durchmessers des Haltekörpers 6. Durch die Auftragsnaht N ist die Trennschicht T abgedichtet und es ist sichergestellt, dass die Trennschicht T die Messschicht M und die Signalschicht S voneinander elektrisch isoliert.
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Beispielhafte Werte einer elektrischen Messgröße G bei Vorliegen mindestens einer Leckage L sind für jeden der acht Empfänger 2 in 4 gezeigt. Die einzelnen Werte sind für jeden der acht Empfänger 2 proportional zu Abständen zum gemeinsamen Zentrum Z aufgetragen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit (nicht dargestellt), die Werte der elektrischen Messgröße G an Punkten auf dem Kreis, auf dem die Empfänger 2 angeordnet sind, zwischen den Empfängern 2 interpoliert. Ein Maximum der elektrischen Messgröße G liegt an dem Punkt vor, an dem die Werte der elektrischen Messgröße G am weitesten von dem gemeinsamen Zentrum Z entfernt sind. Denkbar und möglich wäre es auch, in einer alternativen Ausführung die Richtung über ein Minimum der Werte der elektrischen Messgröße G zu bestimmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die mindestens eine Leckage L auf einem Strahl ausgehend von dem gemeinsamen Zentrum Z durch das Maximum. Die gegebenenfalls interpolierte Position eines Extremums, insbesondere eines Maximums, der Werte der elektrischen Messgröße G ermöglicht also die Bestimmung einer Richtungsanzeige R, die angibt, in welcher Richtung sich die mindestens eine Leckage L befindet.
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Mittels einer Ortungseinheit 1 ist nicht nur ein lokaler durchschnittlicher Wert der elektrischen Messgröße G, sondern auch die Richtungsanzeige R bestimmbar. Zur genaueren Bestimmung einer Position mindestens einer Leckage L sind in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel acht Ortungseinheiten 1 mit jeweils acht Empfängern 2 in Form eines Netzwerks an einer Trennschicht T angeordnet.
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Vier der Ortungseinheiten 1 sind in den Ecken der im Wesentlichen rechteckigen Trennschicht T angeordnet. Zwei der Ortungseinheiten 1 sind an der Hälfte der Längsseite des Rechtecks an gegenüberliegenden Seiten des Rechtecks angeordnet und teilen dadurch das Rechteck in zwei Hälften. Die anderen beiden Ortungseinheiten 1 sind im Zentrum der einen bzw. der anderen Hälfte des Rechtecks angeordnet. Das Netzwerk deckt also eine möglichst große Fläche der Trennschicht T ab. Im Falle des Vorliegens mindestens einer Leckage L an der Trennschicht T, können der Auswerteeinheit in diesem Ausführungsbeispiel die elektrischen Messgrößen G der Empfänger 2 sowie daraus ermittelte acht Mittelwerte der elektrischen Messgröße G und acht Richtungsanzeigen R von acht zueinander beabstandeten Punkten auf der Trennschicht zur Verfügung stehen.
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Zur Übertragung der elektrischen Messgrößen G sind die Ortungseinheiten 1 über elektrische Leitungen 5 mit einem Verteiler 7 gekoppelt. Die elektrischen Leitungen 5 erstrecken sich in diesem Ausführungsbeispiel über bis zu drei Ortungseinheiten 1, um Kabellänge einzusparen.
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Beispielsweise kann sich, wie in 6 dargestellt, die elektrische Leitung 5 an einer Ortungseinheit 1 mit acht Empfängern 2 von einem ersten Empfänger 2 ausgehend entlang eines Kreises, auf dem die Empfänger 2 angeordnet sind, über jeden einzelnen der restlichen sieben Empfänger 2 erstrecken. Die acht Empfänger 2 sind mittels jeweils zugeordneter Arme 3, die als Positionierungsstäbe ausgebildet sind, an einem Haltekörper 6 angeordnet. Die elektrische Leitung 5 erstreckt sich von dem letzten Empfänger 2 entlang des zugeordneten Armes zu dem Haltekörper 6. Von da aus erstreckt sich die elektrische Leitung 5 entweder zu einer weiteren Ortungseinheit 1 oder zu dem Verteiler 7.
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Eine mögliche Form des Haltekörpers 6 ist in 7 dargestellt. Der dargestellte Haltekörper 6 ist hutförmig mit einem Kronenabschnitt 602 und einem Krempenabschnitt 601 ausgebildet, der im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand an die Trennschicht T grenzt. An dem Kronenabschnitt 602 sind Öffnungen 61 vorgesehen, durch die sich die den mindestens zwei Empfängern 2 zugeordneten Arme 3 erstrecken können. An dem Krempenabschnitt 601 sind Halterungen 62 vorgesehen, die zur Befestigung der Arme 3 mit Halteelementen 621 zusammenwirken können. In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Halterungen 62 Bohrungen in dem Krempenabschnitt 601, durch die zur Befestigung der Arme 3 Kabelbinder führbar sind.
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Ein in einem bestimmungsgemäßen Zustand an der Trennschicht T montierter Haltekörper 6 mit zwei Empfängern 2 und zwei den Empfängern 2 zugeordneten Armen 3, die sich durch die Öffnungen 61 im Kronenabschnitt 602 erstrecken, ist in 8 dargestellt. Die Arme 3 sind rohrförmig ausgebildet. Befestigungsmittel 621 an Halterungen 62 an dem Krempenabschnitt 601 des Haltekörpers 6 dienen zur Befestigung der Arme 3 an dem Haltekörper 6. Eine elektrische Ader 50 erstreckt sich jeweils von einem Empfänger 2 durch den rohrförmigen Arm 3, der dem Empfänger 2 zugeordnet ist, durch eine Öffnung 61 in den Haltekörper 6. In dem Haltekörper 6 sind die elektrischen Adern 50 in eine elektrische Leitung 5, die beispielsweise ein mehradriges Kabel sein kann, zusammengeführt. Die elektrische Leitung 5 erstreckt sich durch einen Durchlass D in der Trennschicht T, um elektrische Messgrößen G von den zwei Empfängern 2 zu übertragen. Der Durchlass D liegt an der elektrischen Leitung 5 an und ist mittels eines Abdichtungsmittels V, insbesondere einem Schrumpfschlauch, einer Schrumpfmuffe oder einer Gießharzmuffe, abgedichtet.
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Der Kronenabschnitt 602 des Haltekörpers 6 ist zur Fixierung der elektrischen Adern 50 und der elektrischen Leitung 5 mittels einer Füllung 65 ausgefüllt, die in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Verguss gebildet ist.
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Die dargestellte Ausführungsform bezieht sich auf eine Ortungseinheit 1, die nachträglich an der Trennschicht T angeordnet wurde. Zur Montage wird in der Trennschicht T ein Durchlass D erzeugt, in dem der Haltekörper 6 angeordnet wird. Die zwei Empfänger 2 werden mit den zugeordneten Armen 3 durch den Durchlass D geführt und angrenzend an die Trennschicht T positioniert. Danach wird der Durchlass D stoffschlüssig verschlossen. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Auftragsnaht N an der Trennschicht T angeordnet, die den Durchlass D stoffschlüssig verschließt.
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In 9 ist alternatives Ausführungsbeispiel des Haltekörpers 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Durchlass D in der Trennschicht T, der zur Anordnung des Haltekörpers 6 erzeugt, wurde mittels des Krempenabschnitts 601 des Haltekörpers 6 abgedichtet. Zur Abdichtung ist eine Auftragsnaht N zwischen einem Randbereich B des Durchlasses und dem Krempenabschnitt 601 angeordnet. Die Auftragsnaht N dichtet den Durchlass D zusammen mit dem Haltekörper 6 ab. Die elektrischen Adern 50, die sich von den zwei Empfängern 2 durch die rohrförmigen Arme 3 in den Haltekörper 6 erstrecken, sind mit einer elektrischen Leitung 5 verbunden, die sich aus der Füllung 65 des Haltekörpers 6 durch den Durchlass D in der Trennschicht T erstreckt, um elektrische Messgrößen G von den zwei Empfängern 2 zu übertragen.
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10 zeigt eine Anordnung, die acht Empfänger 2 umfasst, die mittels zugeordneter Arme 3 an einem Haltekörper 6 angeordnet sind. Der Haltekörper 6 ist tellerförmig geformt und kann beispielsweise durch ein Formteil oder eine Kunststoffplatte gebildet sein. Der Haltekörper 6 umfasst eine Führung 63 für jeden der Arme 3, durch die sich jeweils ein Arm 3 erstreckt. Die Führung 63 ist durch eine gefräste Rinne gebildet und unterstützt die Positionierung der Arme 3. Beidseits der jeweiligen Führung 63 eines Armes sind Halterungen 62 angeordnet. Zur Befestigung der Arme 3 ist jeweils ein Halteelement 621 an den Halterungen 62 festlegbar.
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Im gemeinsamen Zentrum der Arme 3 ist ein Kopplungsbereich 64 an dem Haltekörper 6 angeordnet. Über den Kopplungsbereich 64 sind elektrische Adern 50, die jeweils einen Empfänger 2 kontaktieren, und eine elektrische Leitung 5, die beispielsweise durch ein mehradriges Anschlusskabel gebildet sein kann, koppelbar.
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Der Kopplungsbereich 64 kann bei einem hutförmigen Haltekörper 6 in dem Kronenabschnitt 602 angeordnet sein. Zur Abdichtung des Haltekörpers 6 kann der Kronenabschnitt 602 durch eine Füllung 65 ausgefüllt sein, die beispielsweise durch einen Verguss gebildet sein kann.
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Ein derartiges Ausführungsbeispiel einer Ortungseinheit 1 kann insbesondere werkseitig komplett oder wenigstens teilweise vorgefertigt sein. Für den Transport ist es denkbar und möglich, die Arme 3 aufzurollen. Beispielsweise können die Arme 3 in der aufgerollten Form mit Kabelbindern fixiert werden.
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11 und 12 zeigen mögliche Ausführungsformen eines Empfängers 2. Grundsätzlich umfassen die dargestellten Empfänger 2 eine flächenförmige Elektrode 20, die mittels einer elektrischen Ader 50, kontaktiert ist. Die elektrische Ader 50 erstreckt sich durch einen rohrförmig ausgebildeten Arm 3 zu dem Empfänger 2. Als elektrische Ader 50 eignet sich beispielsweise ein isoliertes Kabel, dessen Ende, das die Elektrode 20 kontaktiert ist, abisoliert ist.
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Zur Kontaktierung der an einer Außenseite 31 des rohrförmigen Armes 3 angeordneten Elektrode 20 erstreckt sich die elektrische Ader 50 von einer Innenseite 32 des rohrförmigen Armes 3 ausgehend aus dem Arm 3 heraus und ist auf die Außenseite 31 gebogen. Eine Abdeckung 23, beispielsweise eine Schrumpfkappe, dichtet die Stelle, an der die elektrische Ader 50 an der Elektrode 20 festgelegt ist, ab. Zusätzlich ist die Elektrode 20 mittels eines Fixierungselements 22 an der Außenseite 31 befestigt und abgedichtet.
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In dem Ausführungsbeispiel, das in 11 gezeigt ist, ist das Fixierungselement 22 elektrisch leitfähig. Es kann beispielsweise durch einen elektrisch leitfähigen Schrumpfschlauch gebildet sein. Das Fixierungselement 22 umschließt den Bereich des Außenabschnitts des rohrförmigen Arms 3, an dem die Elektrode 20 angeordnet ist, komplett. Die Elektrode 20 kann beispielsweise durch eine Metallfolie oder ein Metallgitter gebildet sein. Insbesondere ist dafür Kupfer als Metall geeignet.
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Die Abdeckung 23 und das Fixierungselement 22 dichten somit auch die Innenseite 32 des rohrförmigen Armes 3 ab.
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In dem Ausführungsbeispiel, das in 12 gezeigt ist, ist die Elektrode 20 flächenförmig und flexibel ausgelegt. Beispielsweise kann die Elektrode 20 durch einen Karbonschlauch gebildet sein. Generell kann durch die Karbonfasern eine effektive elektrische Kontaktfläche größer als bei einem Metallzylinder mit einem zu dem Karbonschlauch identischen Durchmesser sein. Zwischen der Elektrode 20 und der Außenseite ist ein hülsenförmiger, kompressibler Trägerkörper 24, durch den sich der Arm 3 erstreckt, angeordnet. Beispielsweise kann der kompressible Trägerkörper 24 durch Schaumstoff gebildet sein. Zur Montage kann der Trägerkörper 24 auf den Arm 3 gesteckt werden. Die Elektrode 20 kann dann über den Arm 3 und den Trägerkörper 24 gezogen werden. Die Elektrode 20 erstreckt sich also über eine Oberfläche des Trägerkörpers 24.
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Entlang einer Achse parallel zu dem Arm 3 ist die Elektrode 20 länger als der Trägerkörper 24. Daher liegt das zur Kontaktstelle zwischen der elektrischen Ader 50 und der Elektrode 20 beabstandete Ende der Elektrode 20 an der Außenseite 31 des Arms 3 an. Durch ein geeignetes Befestigungsmittel 26 ist das Ende an der Außenseite 31 festlegbar. Dadurch kann auch der Trägerkörper 24 fixiert werden. Als Befestigungsmittel 26 kann beispielsweise Klebestreifen verwendet werden.
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Zur Kontaktierung der Elektrode 20 ist zwischen der elektrischen Ader 50 und der Elektrode 20 ein Kontaktelement 21 wie zum Beispiel ein Karbonstab angeordnet. Mittels des Kontaktelements 21 ist die elektrische Ader 50 an dem Arm 3 festgelegt. Beispielsweise kann das Kontaktelement 21 dazu mit Heißkleber auf den Arm 3 geklebt sein. Die elektrische Ader 50 ist also zwischen dem Kontaktelement 21 und dem Arm 3 festgelegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ortungseinheit
- 2
- Empfänger
- 20
- Elektrode
- 21
- Kontaktelement
- 22
- Fixierungselement
- 23
- Abdeckung
- 24
- Trägerkörper
- 25
- Kontaktbereich
- 26
- Befestigungsmittel
- 3
- Arm
- 31
- Außenseite
- 32
- Innenseite
- 4
- Sender
- 5
- elektrische Leitung
- 50
- elektrische Ader
- 6
- Haltekörper
- 601
- Krempenabschnitt
- 602
- Kronenabschnitt
- 61
- Öffnung
- 62
- Halterung
- 621
- Halteelement
- 63
- Führung
- 64
- Kopplungsbereich
- 65
- Füllung
- 7
- Verteiler
- B
- Randbereich
- D
- Durchlass
- E
- elektrisches Signal
- G
- Messgröße
- L
- Leckage
- M
- Messschicht
- N
- Auftragsnaht
- R
- Richtungsanzeige
- S
- Signalschicht
- T, U
- Trennschicht
- V
- Abdichtungsmittel
- Z
- gemeinsames Zentrum