Kabel zur Ortung von Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein Kabel zur Ortung von Flüssig¬ keiten mittels elektrischer Widerstandsmessung. Derartige Kabel werden eingesetzt zur Überwachung von verschiedensten Flüssigkeiten, wie z. B. Oelen, Treibstoffen, Chemikalien und dergleichen.

Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, ein Kabel der genannten Art so zu gestalten, daß es auf verschiedene Arten von Flüssigkeiten anspricht. Darüber hinaus sollte es meßtechnisch einfach zu betreiben sein.

Diese Bedingungen erfüllt die Erfindung dadurch, daß min¬ destens drei im wesentlichen längslaufende, elektrisch lei¬ tende Kabelelemente angeordnet sind, von denen ein erstes als isolierter Speiseleiter, ein zweites als für die zu selektierende Flüssigkeit zugänglicher Sensorleiter und ein drittes als für die zu selektierende Flüssigkeit zugänglicher Widerstandsleiter ausgebildet ist. und daß der zweite und dritte Leiter durch ihre räumliche Zuordnung zueinander elektrisch isoliert voneinander angeordnet sind, jedoch da¬ zwischen angeordnete Teile des Kabels für die zu selektieren¬ de Flüssigkeit leicht durchlässig sind.

Es kann auch eine Trennschicht zwischen dem zweiten und dem dritten Leiter vorgesehen sein, die unbenetzt elektrisch isolierend ist, jedoch in der zu selektierenden Flüssigkeit in Lösung geht, so daß Sensorleiter und Widerstandsleiter in Berührung miteinander kommen.

Es kann auch vorgesehen sein, daß eine Trennschicht zwischen dem zweiten und dem dritten Leiter vorgesehen ist, die unbe¬ netzt elektrisch isolierend ist, jedoch mit der zu selektie¬ renden Flüssigkeit eine chemische Reaktion eingeht, so daß sie elektrisch leitfähig wird und eine Anzeige ermöglicht.

Vorzugsweise ist der Widerstandsleiter als mit leitfähigem Polymer umspritzte Karabonfaser ausgebildet.

Zum Aufbau eines runden Verseilelementes können zusätzlich eine Beilauftrense und eine zentrale Trense vorgesehen sein.

Des gleichen können über die Kabelelemente und gegebenenfalls über die Trensen eine flüssigkeitsdurchlässige, isolierende Umhüllung aufgebracht sein.

Als Umhüllung kann ein flüssigkeitsdurchlässiges Geflecht, ein Vlies oder ein perforierter Polymermantel vorgesehen sein.

Ein abgewandeltes Kabel nach der Erfindung kann so gebildet sein, daß mindestens zwei der drei leitenden Kabelelemente koaxial übereinander angeordnet sind.

Bei einem solchen koaxialem Aufbau kann mindestens der Widerstandsleiter aus einem offenen Geflecht aus Karbon¬ fasern bestehen.

Schließlich können neben den drei leitenden Kabelelementen weitere isolierte Adern zur Kabelbruchüberwachung oder zu Steuer- oder Meßzwecken angeordnet sein.

Generell besteht das Kabel also aus 2 Sensorelementen, ei¬ nem isolierten Rückleiter und Aufbauelementen, die verhin¬ dern, daß sich die Sensoren berühren, bevor das Kabel mit der zu selektierenden Flüssigkeit benetzt wird. Wie schon ausgeführt, ist es denkbar, daß neben dem Rückleiter wei¬ tere isolierte Adern zur Kabelbruchüberwachung oder auch zu Steuer- und Meßzwecken eingebaut werden.

Die Sensorelemente haben folgenden Aufbau:

1. Kupferlitze umspritzt mit einem leitfähigen Polymer.

2. Karbonfaser, umspritzt mit einem leitfähigen Polymer.

Dieser Widerstandsleiter, mit einem Widerstand von z. B. 130 Ohm/m, gestattet die Fehlerortsbestimmung mittels ei¬ ner Meßbrücke. Als äußerer Schutz ist eine poröse Umhüllung aufgebracht, z. B. ein Geflecht, eine Vliesbandierung, ein perforierter Polymermantel oder dergleichen. Eine weitere Aufbauvariante stellt die koaxiale Anordnung der Leiter und Sensoren dar.

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Funktion:

Wird das Kabel partiell mit einer leitfähigen Flüssig¬ keit benetzt, kommt es zwischen den beiden Sensorele¬ menten, Sensorleiter und Widerstandsleiter, zu einer indirekten Berührung. Der Übergangswiderstand ist dabei abhängig von der Benetzungslänge und der Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Das Auftreten einer Leckage ist somit durch eine einfache Widerstandsmessung selektierbar. Der Fehlerort ist mittels einer Meßbrücke oder eine equiva- lenten Meßeinrichtung zu bestimmen.

Eine Detextion von nicht leitfähigen Flüssigkeiten mit Kabeln, die nach dem Widerstandsprinzip arbeiten, kann folgendermaßen ablaufen:

Bei diesem Kabeltyp sind die beiden Sensorelemente. Sen¬ sorleiter und Widerstandsleiter durch eine Schicht ge¬ trennt, die folgende Eigenschaf en aufweist:

Im Normalfall elektrisch isolierend, geht in der zu se¬ lektierenden Flüssigkeit in Lösung oder geht mit der zu selektierenden Flüssigkeit eine chemische Reaktion ein und wird dann elektrisch leitfähig.

In beiden genannten Fällen führt diese Änderung der Trenn¬ schicht zu einer gegenseitigen Berührung der Sensorele¬ mente, bzw. zu einem elektrischen Kontakt zwischen diesen.

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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein erstes erfindungs¬ gemäßes rundes Kabel.

Figur 2 zeigt einen Schnitt durch ein Verseilelement mit drei zusätzlichen Steuer- oder Meßadern.

Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Kabel einen koaxialen Aufbau hat.

Mit 1 ist ein Verseilelement bezeichnet, das aus einer Kupfer- litze la Dkb 24 x 0.20 mm 0.75 mm 2 besteht, einen Außen¬ durchmesser von 1.08 mm aufweist und eine Schlaglänge von 40 mm in S-Drall. Als Isolierhülle lb ist ein Polyäthylen mit einer Wandstärke von 0.5 mm aufgebracht, so daß sich ein Ge¬ samtdurchmesser von 2,08 mm ergibt.

Mit 2 ist ein weiteres Verseilelement bezeichnet, das aus einer Kupferlitze 2a, wie zu 1 erläutert, besteht. Darauf ist eine Hülle 2b aus leitfähigem Polyäthylen Compound, z. B. Lupolen KR 1187/111, mit einer Wanddicke von 0,5 mm aufge¬ bracht, so daß sich ebenfalls ein Außendurchmesser von 2,08 mm ergibt.

Mit 3 ist ein drittes Verseilelement bezeichnet, das aus einem Widerstandsleiter 3a mit 130 Ohm/m besteht. Hierzu ist eine Karbonfaser aus einem Garn mit 200 tex und ca. 200 Schlä¬ gen/m verwendet, so daß sich ein Durchmesser von 0,38 mm er¬ gibt.

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Darüber ist, wie zu 2 schon beschrieben, eine Hülle 3b aus leitfähigem Polyäthylen mit einer Wanddicke von 0.85 mm auf¬ gebracht, so daß sich ebenfalls ein Außendurchmesser von 2.08 mm ergibt.

Mit 4 ist ein weiteres Verseilelement bezeichnet, das aus einer Polyäthylentrense als Beilauf mit einem Durchmesser von 2,08 mm besteht.

Mit 5 ist ein zentrales Verseilelement bezeichnet, das aus einer Polyäthylentrense mit einem Durchmesser von 0.85 mm besteht.

Die Verseilelemente 1 bis 5 sind zu einem Selenaufbau mit S-Drall und einer Schlaglänge von 100 mm verseilt.

Darüber ist ein offenes Geflecht 6 mit folgenden Kennda¬ ten angebracht:

- Einzeldurchmesser: 0.7 mm Polyamiddraht

- Spulenzahl: 24

- Fachung: 1

- Flechten: 9,3

- Bedeckung: 73,1 %

- Winkel: 60,1 °

Daraus ergibt sich ein Gesamtdurchmesser von 7,81 mm.

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Eine Alternative zu obengenanntem Geflecht hat folgende Kenndaten:

- Polyamiddraht,

Einzeldurchmesser: 0,7 mm

- Spulenzahl: 24

- Fachung: 1

- Flechten: 15,8

- Bedeckung: 49,8 %

- Winkel: 45,6 °

In Figur 2 ist ein Verseilelement 4' dargestellt, das an die Stelle des zur Figur 1 beschriebenen Verseilelementes 4 treten kann. Hier sind drei Adern 7, 8 und 9 miteinander verdrillt angeordnet, die zu Meß- oder Steuerzwecken dienen können.

In Figur 3 ist ein Koaxialkabel nach der Erfindung darge¬ stellt.

über eine zentrale Ader 11. die als Speiseleiter dient und aus einer Kupferlitze 11a und einer Selierung 11b besteht, ist ein kreisringförmiger Leiter 12, z. B. aus leitfähigem, extrudierbarem Kunststoff, der auch einen längslaufenden Kontaktierungsdraht umfassen kann, oder aus einem leit¬ fähigen Geflecht aufgebracht.

Darüber ist eine isolierende Schicht 14 angeordnet. Diese Schicht 14 dient als Trennschicht, die den Leiter 12 von einem über der Schicht 14 angeordneten Widerstandsleiter

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13 trennt. Diese Trennschicht 14 ist für die zu selektie¬ rende Flüssigkeit entweder durchlässig ausgebildet, oder löst sich in dieser auf oder wird in dieser leitfähig.

Der Widerstandsleiter 13 kann ein aus Karbonfasern gebil¬ detes Geflecht sein oder eine extrudierte leitende Kunst¬ stoffschicht. Schließlich ist zum äußeren Schutz eine Isolierung 15 aufgebracht, die z. B. aus einem offenen Geflecht, z. B. aus Polyamid, Glasfaser oder einem anderen, dem Anwendungsfall angepaßten Material besteht. Stattdessen kann auch eine offenporige, für die jeweilige Flüssigkeit leicht durchdringbare Kunststoffisolierung. ein Vlies oder ein perforierter Kunststoffmantel angeordnet sein.

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