DE3225921A1

DE3225921A1 - Ueberwachungseinrichtung

Info

Publication number: DE3225921A1
Application number: DE19823225921
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Ing. Barlian; Martin 6990 Bad Mergentheim Fischle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-07-10
Filing date: 1982-07-10
Publication date: 1984-01-12
Also published as: JPH0432978B2; DE3225921C2; US4553432A; JPS5967419A

Description

Reinhold Barlian, D-6990 Bad Mergentheim

Überwachungseinri chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ·

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Überwachungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 unter Ausschaltung einer etwaigen gegenseitigen Beeinflussung bei der Temperatur- und Feuchtemessung weiter zu verbessern, wobei eine weitgehend störunbeeinflußbare potentialfreie Temperatur- und Feuchtemessung erreicht werden soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Überwachungseinrichtung erfolgt die Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung über das baueinheitlich kombinierte Temperatur-Feuchte-Meßkabel. Hierbei wird die Temperaturmessung über den Widerstandsdraht durchgeführt, während die Feuchtigkeitsmessung ausschließlich über die beiden vorzugsweise aus Kupfer gebildeten Drahtleiterstränge erfolgt, so daß beide Meßsysteme so voneinander getrennt sind, daß sie sich nicht gegenseitig beeinflussen können, wodurch ein einfaches Sensorkabel für mehrere Meßfunktionen gegeben ist, welches zuverlässig potentialfreie Messungen gewährleistet. Das erfindungsgemäße

Temperatur-Peuchte-Meßkabel kann aufgrund seiner einfachen Gestaltung und im wesentlichen in Längsrichtung kontinuierlichen Herstellbarkeit kostengünstig angefertigt werden und besitzt zudem eine lange Lebensdauer, da keine Verschleißteile vorliegen, sondern lediglich ein kompakter Kabelstrang gegeben ist. Da das Teraperatur-Feuchte-Meßkabel einen nur geringen Gesamtdurchmesser besitzt, wird bei der Montage am Dampfrohr oder an anderweitigen Meßstellen nur wenig Platz für den Einbau benötigt. Damit kann das Temperatur-Feuchte-Meßkabel bei der Montage entsprechend den jeweiligen Erfordernissen stets optimal angepaßt bzw. installiert werden. Mit dem Temperatur-Peuchte-Meßkabel ist eine potentialfreie Dauerüberwachung auch über verhältnismäßig große Entfernungen sowie an vielfältigen Meßstellen möglich. Dazu besitzt das Temperatur-Peuchte-Meßkabel eine sehr große Sensibilität, wodurch eine etwaige Leckstelle bereits im kleinsten Ansatz frühzeitig erkannt und aufgezeigt werden kann* Aufgrund der baueinheitlichen Mehrfunktionsstrangausbildung ist das Temperatür-Feuchte-Meßkabel praktisch wartungsfrei, denn es brauchen keine Einzelbauteile oder dergleichen nachjustiert oder ausgetauscht zu werden. Sobald im Falle einer Leckage das heiße Medium aus der Wandung des Rohres oder dergleichen austritt, erfolgt eine Temperaturänderung im Bereich des Temperatur-Feuchte-Meßkabels, die von dessen Widerstandsdraht sofort erfaßt wird. Gleichzeitig erfolgt eine Feuchtigkeitsanreicherung im Hygroskopisolator zwischen den beiden Drahtleitersträngen. Die damit verbundene Widerstandsänderung (M-Ohm-Bereich) zwischen den Drahtleitersträngen wird ebenfalls erfaßt und nutzbar gemacht. Da die beiden unterschiedlichen Parameter wie Temperatur und Feuchte gemessen werden, wird eine hohe Sicherheit für eine äußerst zuverlässige Überwachung

und Warnauslösung erreicht. Die Warnauslösung kann nämlich ohne weiteres derart ausgelegt sein, daß ein Warnsignal nur dann gegeben wird, wenn eine Änderung beider Meßfaktoren (Temperatur + Feuchte) gegeben ist,

Die Drahtleiterstränge im Temperatur-Feuchte-Meßkabel sind zweckmäßig als litze«ausgeführt, die aus dünnen Kupferdrähten gebildet sind, so daß eine praktikable Flexibilität erzielt wird. Der Hygroskopisolator kann vorteilhaft als Hülle in Form eines gewebten bzw. geflochtenen Glasseidenisolationsschlauches ausgeführt sein, wobei es günstig ist, jeden einzelnen Drahtleiterstrang mit je einer Glasseidenhülle zu umgeben. Weiterhin können auch die beiden Drahtleiterstränge mit ihrem Hygroskopisolator von einem weiteren feuchtigkeitsdurchlässigen Isolator umgeben sein, welcher ebenfalls ein aus Glasseide bestehender Gewebeschlauch sein kann, in dem die Drahtleiterstränge zusammengefaßt sind. Auf diesem die Drahtleiterstränge zusammenfassenden Isolator kann vorteilhaft der Widerstandsdraht des Temperatur-Feuchte-Meßkabels angebracht sein, wobei es günstig ist, diesen Widerstandsdraht spiral- bzw. wendelförmig gewickelt auf dem Isolator anzuordnen. Zur Erzielung eines äußeren Gesamtabschlusses kann das Temperatur-Feuchte-Meßkabel eine Außenhülle besitzen, die feuchtigkeitsdurchlässig ist und zweckmäßig auch als geflochtener bzw, gewebter Glasseidenschlauoh ausgeführt ist. Die vorbeschriebenen verschiedenen Glasseidenisolationen bewirken nicht nur eine hohe Festigkeit gegen äußere mechanische Beanspruchungen, sondern sind zudem weitgehend resistent gegenüber anderweitigen Materialien und gewährleisten zudem eine hohe Temperaturfestigkeit im Dauereinsatz.

TJm die Empfindlichkeit des Feuchtemeßsystems weitgehend

beeinflussen bzw_f den Erfordernissen entsprechend anpassen zu können, ist es günstig, dem leiterdraht bzw. den beiden Drahtleitersträngen einen sogenannten Grundlastwiderstand zuzuordnen, der sowohl für die Feuchtedetektion als auch zum Zwecke einer Drahtbruchüberwachung nützlich ist, wobei der Grundlastwiderstand zwischen den beiden Drahtleitersträngen bevorzugt an dem Ende des Temperatur-Feuchte-Meßkabels vorgesehen werden kann, welches vom Anschluß zumindest elektrisch gesehen entfernt liegt. Mir den Anschluß des Temperatur-Feuchte-Meßkabels kann eine vorzugsweise 4-polige Steckerbuchse vorgesehen sein, in die ein entsprechender Stecker einer Meßleitung vorzugsweise feuchtigkeits- und staubdicht eingesteckt werden kann. Darüber hinaus kann es günstig sein, einen Rückführleiter für den Widerstandsdraht vorzusehen, welcher bevorzugt durch eine Löt- oder Schweißverbindung mit dem Ende des Widerstandsdrahtes verbunden wird« Der Rückführleiter besitzt zweckmäßig eine temperaturbeständige Isolation, die zum Beispiel aus Teflon oder auch aus Glasseide bestehen kann. Bei dieser Ausführung wird für die Temperaturmessung der Wideretand bzw. die Widerstandsänderung zwischen dem Anfang des Widerstandsdrahtes und dessen Ende erfaßt, wobei die Zurückführung von dem dem Anschluß des Temperatur-Feuchte-Meßkabels entfernt-liegenden äußersten Ende durch den Rüokführleiter erfolgt. Der Rüokführleiter kann außen am Temperatur-Peuchtö-Meßkabel liegen und an letzterem zum Beispiel mittels elastischen bzw. gummiähnlichen Halteringen befestigt sein. Der Rückführleiter besteht vorwiegend aus einer Kupferlitze, die auch innerhalb der Außenhülle des Temperatur-Feuchte-Meßkabels im wesentlichen parallel zu den Drahtleitersträngen verlaufen kann, wobei der Rückführleiter sowohl im Bereich zwischen dem Widerstandsdraht und der Außenhülle als auch im Bereich unmittelbar

neben den Drahtleitersträngen liegen kann. Auch ist es möglich, den Riickführleiter des Widerstandsdrahtes zum Beispiel aus dünnen Kupferdrähten als Flechtschlauchhülle auszuführen. In der einfachsten Anwendungsform kann das Temperatur-Feuchte-Meßkabel zum Beispiel im Bereich einer insbesondere gestopften Wärmeisolation unbeschränkt frei verlegt werden, derart, daß es sich sowohl in Längsrichtung als auch in Umfang sri chtung des Dampfrohres bzw. des Behälters oder dergleichen erstreckt. Eine bevorzugte Lage wird im Bereich zwischen der Wandung des Dampfrohres und äußeren Umhüllung der Wärmeisolation nahe der Innenfläche der Umhüllung gesehen, wobei allerdings wie bereits ausgeführt hier grundsätzlich keine Einschränkungen gegeben sind, so daß entsprechend den örtlichen Erfordernissen jeweils eine optimale Installation des Temperatur-Feuchte-Meßkabels für eine einwandfreie Leckagedetektion ausgeführt werden kann.

Weiterhin kann es insbesondere vorteilhaft sein, das Temperatur-Feuchte-Meßkabel an einem Flachband anzuordnen, welches insofern flexibel ist, daß es zum Beispiel wie ein Spannband um ein Rohr bzw. dessen Wärmeisolation geschlungen werden kann. Das Flachband kann in hochwertiger Ausführung aus einem rostfreien und antimagnetischen Edelstahl bestehen und es kann einen Spannverschluß besitzen, der im wesentlichen feinstufig nachstellbar ist, so daß bei der Montage am Dampfrohr etwaige Toleranzen im Bereich der Wärmeisolierung problemlos ausgeglichen werden können, wodurch in jedem Falle ein einwandfreier Sitz des Spannbandes und damit auch des Ternperatur-Feuchte-Meßkabels sichergestellt ist. Die Befestigung des Temperatur-Feuchte-Meßkabels kann vorteilhaft über einen Spannklotz erfolgen, der zum Beispiel aus einem

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elastischen und temperaturbeständigen Silikonkautschuk hergestellt und mit einem Klemmbügel am Flachband befestigt ist. Der Spannklotz kann an der dem Flachband zugewandten Seite eine oder auch zwei Längsnuten besitzen, in denen das Temperatur-Feuchte-Meßkabel gelagert und geführt ist, wobei bei einem schleifenförmig am Flachband angeordneten Temperatur-Feuchte-Meßkabel in der einen Längsnut der Vorführkabelteil und in der anderen Längsnut der Riickführkabelteil des Temperatür-Feuchte-Meßkabels sich befindet. Zur Gewährleistung einer Potentialfreiheit auch gegenüber etwaigen äußeren Einflüssen kann zwischen dem Spannklotz und dem Flachband eine Isolierfolie vorgesehen sein, so daß die Außenhülle des Temperatur-Feuchte-Meßkabels im Bereich des Spannklotzes selbst bei einer Druckbeanspruchung nicht in eine unmittelbare Berührung mit dem Flachband gelangt. Die Isolierfolie kann aus Kapton oder dergleichen bestehen. Der Klemmbügel für den Spannklotz kann mittels Schrauben lösbar am Spannband befestigt sein. Es ist aber auch möglich, den Klemmbügel mittels Nieten oder durch Punktschweißen zu befestigen. Der Klemmbügel kann an beiden Seiten Begrenzungsstege aufweisen, deren freie Enden für ein problemloses Einstecken in eine Nut vorteilhaft schräg abgebogen bzw. gerundet sind. Die Spannklötze und Klemmbügel können etwa in fünfzehn Zentiraeterabständen zueinander in Längsrichtung des Flachbandes in dessen Mittenbereich angeordnet sein. Ist das Temperatur-Feuchte-Meßkabel hierbei als Kabelschleife mit einem Vorführkabelteil und einem Rückführkabelteil ausgeführt, so ist es zur Vermeidung von seitlichen Kabelausbiegungen günstig, den Vorführkabelteil und den Rückführkabelteil jeweils zwischen zwei Spannklötzen so anzuordnen, daß sie sich kreuzen. Wird das Flachband mit dem so angeordneten Temperatur-Feuchte-Meßkabel

ringförmig um eine Wärmeisolation gelegt, so wölben sich die Kabelteile zwischen den Spannklötzen nicht zur Seite aus, sondern verlaufen weiterhin im wesentlichen in ihrer vorgegebenen Längsrichtung, so daß Temperatur-Feuchte-Meßkabel sicher in den Bereich der Nut in der Wärmeisolation gelangt und nicht zwischen deren äußerer Umhüllung und dem Spannband eingeklemmt wird. Vorteilhaft kann das Flachband mit dem Sensorkabel im Bereich einer Stoßstelle der Wärmeisolierung, die zum Beispiel als Kassettenisolation ausgeführt sein kann, angeordnet werden. Das Flachband überdeckt dabei eine Nut, die sich im oberen Bereich der Wärmeisolierung an die Stoßstelle anschließt. Das Meßkabel gelangt dabei in den Bereich der Nut, wobei die Klemmbügel mit ihren seitlichen Begrenzungsstegen nahe den Seitenwandüngen der Nut verlaufen, so daß eine Sicherung gegen ein seitliches Verschieben des Flachbandes gewährleistet ist. Der Anschluß des Temperatur-Peuchte-Meßkabels kann im Bereich der Steckerbuchse, die vorteilhaft im Bereich eines Lochs am Flachband befestigt bzw. festgeschraubt ist, in einem Anschlußblock abgedichtet sein. Dieser Anschlußblock besteht vorzugsweise aus einem feuchtigkeitsdichten und elektrisch isolierenden Gießharz und ist vorteilhaft so gestaltet und angeordnet, daß er in Längsrichtung des Flachbandes im wesentlichen in einer Ebene mit dem Spannklotz bzw. den Klemmbügeln liegt und zudem etwa die gleiche Breite wie der Klemmbügel besitzt, so daß beim Pestspannen des Flachbandes der Anschlußblock ebenfalls zentrierend in die Nut eingreift und somit zur Sicherung gegen eine etwaige Seitenverschiebung beiträgt.

Bei der Montage der Detektionseinrichtung kann zwischen dem das Temperatur-Feuchte-Meßkabel tragende Flachband

und der Umhüllung der Wärmeisolierung ein Dichtungsstreifen angeordnet werden, um einen weitgehenden Dichtabschluß zu erzielen. Der Dichtungsstreifen kann dabei im Bereich der Längsseitenränder des Flachbandes verlaufen. Der Dichtungsstreifen kann aus einem Elastomer bestehen, das zum Beispiel als Schaumstoff mit geschlossenen oder auch offenen Zellen ausgeführt sein kann. Der Dichtungsstreifen kann zudem ein- oder beidseitig klebend zur Befestigung am Flachband und/oder an der Umhüllung ausgebildet sein* Die Nut im Bereich der Wärmeisolierung kann einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt haben, wobei die angrenzende Stoßstelle der Wärmeisolierung sich beliebig in der Mitte der Nut oder auch an einer Seite befinden kann. Zudem kann der Nutgrund so ausgeführt sein, daß er im wesentlichen von der Stoßstelle schräg nach außen in Richtung zum Seitenrand des Flachbandes verläuft, wodurch im Falle einer Leckage die Detektion des vorzugsweise aus der Stoßstelle austretenden Dampfanteils begünstigt werden kann. Der Schrägverlauf des Nutgrundes kann nach beiden Seiten im wesentlichen V-förmig ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, den Nutgrund als einzige Schräge auszuführen. Auch kann die Nut so ausgeführt sein, daß eine Abstufung gegeben ist, in welcher das Flachband im wesentlichen eingelassen bzw. versenkt gelagert werden kann, so daß nach außen am Umfang der Wärmeisolierung praktisch kein Überstand besteht.

Bei einer Überwachung eines Dampfrohres oder dergleichen empfiehlt es sich, mehrere Überwachungsstellen vorzusehen, damit im Falle einer Leckage diese auch tatsächlich mit großer Sicherheit frühzeitig erkannt wird. Dabei kann es günstig sein, mehrere Temperatur-Feuchte-Meßkabel der verschiedenen Überwachungsstellen

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einem Unterverteiler zuzuführen. Zur Auswertung und Überwachung kann dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel eine elektronische Meßwertverarbeitung mit Meßwertumformern für die Temperatur- und Feuchtedetektion zugeordnet werden, wobei einer solchen Meßwertverarbeitung vorteilhaft auch ein Kontrollrechnersystem zugehörig sein kann, welches vorzugsweise zwei voneinander unabhängige Mikrocomputer für die Temperatur- und Feuchtedetektion zur Datenabfrage, Störungsmeldung und eventuell auch Druckersteuerung aufweisen kann. Zudem ist für die Detektion eine Alarmanlage vorgesehen. Bei einer Anwendung in einem Kraftwerk od. dgl. kann es vorteilhaft sein, der Meßwertverarbeitung des Temperatur-Feuchte-Meßkabels eine Fließbilddarstellung oder auch eine Bildschirmanzeige zuzuordnen. Diese Anzeigegeräte können vorteilhaft in einer Warte des Kraftwerks installiert sein, welche von geschultem Personal im wesentlichen ständig besetzt ist.

Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Temperatur-Feuchte-Meßkabel bevorzugt in einem Kernkraftwerk zur leckagedetektion insbesondere in einem in einen Fußboden eines Raumes eingesetzten Gully angeordnet bezw* angewendet werden. Hierbei kann das Sensorkabel an einem Einsatzkörper vorgesehen werden, der im Gully gelagert ist. Dabei empfiehlt es sich, das am Einsatzkörper angeordnete Sensorkabel für eine einwandfreie Feuchtigkeitsaufnahme unmittelbar neben einer Behälterwandung des Gullys anzuordnen, so daß prak-.tisch ein Berührungskontakt oder ein nur sehr kleiner Spalt besteht, so daß auch kleine Flüssigkeitsmengen unmittelbar vom Detektionskabel erfaßt werden, Zweckmäßig kann das Temperatur-Feuchte-Meßkabel dazu in einer Umfangsausnehmung des Einsatzkörpers sich befinden, und zwar so, daß der Außendurchrnesser im

Bereich des Senaorkabels etwa gleich oder etwas größer ist als der übrige Durchmesser des Einsatzkörpers, so daß das Detektionskabel in der Umfangsausnehmung weitgehend geschützt gelagert ist und dennoch ein freier Zugang für die Peuchtigkeitsaufnahme besteht. Das Temperatur- Feuchte-Meßkabel kann hierbei in mehreren Windungen, vorzugsweise zwei bis fünf Windungen, schraubgewindeartig um den Einsatzkörper verlaufen. Zur Aufnahme eines flüssigkeitsdicht kuppelbaren Steckers einer Meßleitung kann dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel eine Steckerbuchse zugeordnet sein, die z.B. vierpolig ausgeführt ist, wobei der Anfang und das Ende des Sensorkabels hier angeschlossen sein können. Die Steckerbuchse ist dabei vorteilhaft derart isoliert im Einsatzkörper angeordnet, daß ein feuchtigkeitsdichter Abschluß insbesondere im Anschlußbereich des Detektionskabels gegeben ist. Die Steckerbuchse und der Einsatzkörper mit dem integrierten Temperatur-Feuchte-Meßkabel bilden somit im wesentlichen eine einzige kompakte Baueinheit, die den praktischen Erfordernissen sowohl während der Montage als auch während des späteren Dauerbetriebs zuverlässig genügt. Die Steckerbuchse kann bei einer Ausführung im wesentlichen im Mittenbereich des Einsatzkörpers über radiale Stützstreben gehalten sein. Zwischen den Stützstreben befinden sich große Freiräume für den Durchgang einer in den Gully gelangenden größeren Flüssigkeitamenge« Der Einsatzkörper kann dabei nach unten konisch verjüngt ausgeführt sein und an seinem oberen Bereich einen schwenkbaren Handhabungsbügel insbesondere zum leichten Herausnehmen aus dem Gully besitzen. Der Einsatzkörper kann aus Kunststoff bestehen, es kann auch Edelstahl verwendet werden. Das Temperatur-Feuchte-Meßkabel kann bei dieser Ausführungsform von der Außenwandung des Einsatzkörpers zu der im Mittenbereich

angeordneten Steckerbuch.se unter einer der radialen Stützstreben in deren Querschnittsbereich in einer entsprechenden Aussparung verlaufen, so daß in jedem lalle eine geschützte lagerung sichergestellt ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung kann der Einsatzkörper mit-dem Sensorkabel in einem als Rohr ausgeführten Behälterteil gelagert sein. Dieses rohrförmige Behälterteil kann an der Innenfläche eines in den Gully einsetzbaren Ringes befestig/t; sein, so daß eine außermittige Anordnung des Einsatzkörpers gegeben ist. Im Befestigungsbereich des rohrförmigen Behälterteils am Ring kann eine muldenförmige Flüssigkeitszuführung vorgesehen sein, durch die eine etwaige Leckflüssigkeit zwangsgeführt in den Rohrbehälterteil und damit an das am Einsatzkörper befindliche Temperatur-Feuchte-Meßkabel herangeführt wird. Der Einsatzkörper ist im rohrförmigen Behälterteil weitgehend spielfrei gelagert. Eine etwaige von oben einfließende Flüssigkeit kann unten aus dem Rohrbehälterteil nach dem Passieren des Sensorkabels frei abfließen. Der Ring kann eine Umfangsnut mit einem O-Ring besitzen, so daß beim Einsetzen in den Gully am Außenumfang des Ringes ein dichter Abschluß gegeben ist und eine etwaige Flüssigkeit nicht außen am Ring vorbeifließen kann. Selbstverständlich kann auch bei dieser Gully-Überwachung nicht nur eine Feuchteänderung, sondern auch eine Temperaturänderung erfaßt werden, so daß auch hier zwei Parameter für eine eindeutige und sichere Leckagedetektion gewährleistet ist, wenn zum Beispiel aus einem Rohrsystem, einem Behälter oder dergleichen Flüssigkeit austritt und in den Gully gelangt, wobei bereits geringe Temperaturunterschiede zwischen der Leckageflüssigkeit und der Raumtemperatur erfaßt werden. Der erfindungsgemäßen Gully-Überwachung mit dem vorliegenden Temperatur-

Feuchte-Meßkabelkann zweckmäßig eine Meßwertver- · arbeitung vorzugsweise mit Meßumformern, Auswerteelektronik, Kontrollsystem (Drucker), Alarmgeber und dgl. zugeordnet werden.Besondere Bedeutung kommt der Gully-Überwachung an den Stellen zu, die von Personen normalerweise nicht aufgesucht werden dürfen. Dies sind z.B. in einem Kernkraftwerk bestehende Räumlichkeiten, die z.B. aufgrund einer radioaktiven Strahlungsgefährdung aus Sicherheitsgründen nur in Ausnahmefällen bzw, in großen Zeitabständen betreten werden dürfen. Durch das vorgeschlagene Gully-Überwachungssystem ist eine kontinuierliche Fernüberwachung möglich, die eine hohe Betriebssicherheit mit zuverlässiger Dauerfunktion besitzt und potentialfrei arbeitet, so daß äußere Störeinflüsse praktisch vermieden sind. Das vorgeschlagene Gully-Überwachungssystem ist zudem relativ kostengünstig herzustellen und zu installieren, so daß sämtliche in Präge kommende Gullys im Bereich einer zu überwachenden Kraftwerkseinrichtung unter Vermeidung eines unverhältnismäßig hohen Kostenaufwands erfaßt werden können, zumal nach der Installation des Gully-Überwachungssystems etwaige Folgekosten praktisch nicht auftreten bzw. auf ein Minimum reduziert sind. Es sei noch erwähnt, daß zur Feuchtemessung die beiden Drahtleiterstränge im Temperatur-Feuchte-Meßkabel einem Feuohtemeßteil zugeführt werden, über den eine Widerstandsänderung im M-Ohm Bereich zwischen den Drahtlei tersträngen am Hygroskopisolator erfaßt wird. Darüber hinaus ist es insbesondere günstig, daß im Bedarfsfalle wahlweise eine solche elektrische Spannung an den Widerstandsdraht des Temperatur-Feuchte-Meßkabels angelegt werden kann, daß der Widerstandsdraht als elektrisches Heizelement wirkt. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme kann mit ein und demselben Sensorkabel auch eine Trocknung etwaiger Feuchteanreicherungen

erzielt werden, was z.B. zur Durchführung einer Kontrollmessung bei einer vorausgegangenen Signalgabe vorteilhaft sein kann. Es ist damit die Möglichkeit gegeben, ohne zusätzliche Mittel das Detektionssystem absolut trocken'zu halten,um einwandfreie Meßdurchführungen zu gewährleisten. Zudem wird dadurch in der Praxis ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil erzielt, da eine derartige Trocknung über den als Heizelement wirkenden Widerstandsdraht im Temperatur-Feuchte-Meßkabel sowohl letzteres selbst als auch dessen Umgebung in ausgesprochen kurzer Zeit von Feuchtigkeit befreit bzw. getrocknet werden kann, da eine derartige Trocknung schon in einigen Minuten durchgeführt werden kann, während eine sonstige Trocknung ohne Widerstandsdrahtheiztmg durchaus einige Tage in Anspruch nehmen kann.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche., der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellen dar:

JIG·. 1 eine Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Temperatur-Feuchte-Meßkabels in starker Vergrößerung,

FIG; 2 eine weitere Ausführung eines Temperatur-Feuchte-Meßkabels in einer Ansicht ähnlich FIG. 1, FIG. 3 eine Gesamtansicht eines frei verlaufenden

Temperatur-Feuchte-Meßkabels,

FIG. 4 eine Unteransicht eines Detektionsspannbandes, FIG. 5 eine Seitenansicht des Detektionsspannbandes

gemäß FIG. 4,

FIG. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Detektionsspannbandes gemäß FIG. 4,

FIG. 7 das Detektionsspannband gemäß FIG. 4-6 in einer kreisförmig gebogenen Darstellung wie bei einer Montageanordnung um ein isoliertes Dampfrohr od. dgl.,
HG. 8 eine Schnittansicht des Detektionsspannbandes

der FIG. 7,
>FIG, 9 eine Teilschnittdarstellung eines isolierten

Dampfrohres mit einem Detektionsspannband gemäß FIG. 4-8,

FIG,10 eine andere Teilschnittdarstellung eines Dampfrohres ähnlich der FIG, 9,

FIG;11 eine weitere Teilschnittdarstellung eines Dampfrohres ähnlich den Figuren 9 und 10, FIG,12 eine Prinzipdarstellung einer gesamten Überwachungseinrichtung zur Leckage-Detektion,

FIG,13 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung zur Leckagedetektion mit einer Qomputerauswertung,

FIG.14 eine Darstellung eines Temperatur-Meßumformers der überwachungseinrichtung zur Leckagedetektion, FIG,15 eine Darstellung eines Feuchte-Meßumformers

der Überwachungseinrichtung zur leckagedetektion, FIG,16 ein Einstellbeispiel für den Feuchte-Meßumförmer,
FIG,17 ein Einstellbeispiel für den Temperatur~Meßum<-

former,

FIG,18 einen Gully-Detektor der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung mit einem Temperatur-Feuchte-Meßkabel,
FIG,19 eine weitere Ausführungsform eines Gully-Detektors

der Überwachungseinrichtung,

FIG,20 eine Systemdarstellung der Überwachungseinrichtung zur Leckagedetektion mit Gullyüberwachung,

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Das in der Zeichnung dargestellte Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 ist Teil einer Überwachungseinrichtung zur Leckagedetektion an z.B. Flüssigkeit oder Dampf aufnehmenden bzw. beinhaltenden Behältern od. dgl.. Es ist als baueinheitlich mehrfunktionales Sensorkabel ausgeführt und besitzt zwei, als Leiterdraht 102 wirkende Drahtleiterstränge 103,104· letztere bestehen aus dünnen Kupfereinzeldrähten, so daß sie als.sogenannte Litzen ausgeführt sind, die eine gewisse Flexibilität beinhalten. Beide Drahtleiterstränge 103,104 sind je einzeln mit einem Hygroskopisolator 105 versehen, der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als geflochtene Glasseidenschlauchhülle ausgeführt ist. Die beiden Drahtleiterstränge 103,104 sowie der Hygroskopisolator

-J5 ■ 105 befinden sich in einem weiteren Isolator 106, welcher ebenfalls feuchtigkeitsdurchlässig ist und hier als schlauchförmig umhüllendes Glasseidengewebe ausgeführt ist. Um den Isolator 106 ist wendelförmig bzw. schraubengewindeartig ein Widerstandsdraht 107 gewickelt, der zur Temperaturmessung dient, während die beiden Drahtleiterstränge 103,104 mit dem Hygroskopisolator 105 für die Feuchtemessung bestimmt sind, wobei die Drahtleiterstränge 103,104 einem Feuchtemeßteil zugeführt sind, über den eine Widerstandsänderung im M-Ohm-Bereich zwischen den Drahtleitersträngen 103,104 erfaßt wird. Temperatur und Feuchte werden somit im erfindungsgemäßen Detektionskabel 101 mit Sensoren erfaßt, die vollständig voneinander getrennt sind, so daß keinerlei gegenseitige BV^fiilrüssüng auftreten kann und in jedem Falle potentialfreie Meßergebnisse erzielt werden.

Der Widerstandsdraht 107, der einem Temperaturmeßteil

an zugehörig ist, kann im Bedarfsfalle auch eine derartige elektrische Spannung gelegt werden (Umschaltung), daß der Widerstandsdraht 107 als elektrisches Heizelement arbeitet. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich,

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etwaige Feuchteanteile im Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 und in dessen Umgebung durch Trocknung schnell zu beseitigen. Außen besitztremperatur-Feuchte-Meßkabel 101 einen Außenmantel 108, der aus einem schlauchförmig umhüllenden Glasseidengewebe besteht und die vorgenannten Drahtleiterstränge 103,104,deren Hygroskopisolator 105, den Isolator 106 und "den Widerstandsdraht 107 umfaßt. Am Außenmantel 108 liegt ein Rückführleiter 109 an,

s
der mit entsprechenden elatischen Halteringen od. dgl.

ani Außenmantel 108 festgelegt sein kann. Der Rückführleiter 109 ist außen mit einer temperaturbeständigen Teflonisolation 110 versehen, wobei auch Silikonkautschuk oder Glasseide vorgesehen werden kann. Der Rückführleiter 109 kann mittels einer Lot- oder Schweißverbindung mit dem Ende des Widerstandsdrahtes 107 bei z.B. nicht zurückgeführtem Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 zur Rückleitung verbunden werden.

Das in der HG. 2 dargestellte Temperatur-Feuchte-Meßkabel 111 ist im wesentlichen wie das vorstehend beschriebene Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 ausgeführt. Deshalb besitzen die übereinstimmenden Teile die gleichen Bezugszeichen. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß beim Temperatur-Feuchte-Meßkabel 111 der Rückführleiter 112 parallel neben den Drahtleitersträngen 103,104 innerhalb des schlauchförmig umhüllenden Isolators 106 verläuft, Bs liegt zudem im Rahmen der Erfindung, den Rückführleiter 112 z.B. als Kupfergeflecht unter dem Isolator 106 vorzusehen.

Gemäß der FIG. 3 kann das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101,111 im wesentlichen ohne irgendwelche besonderen Einschränkungen weitgehend frei verlegt werden,so daß eine beliebige Anordnung entlang einer Rohrleitung , vorzugsweise in einer gestopften Isolation erfolgen kann.

An einem Ende besitzt das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 einen Anschlußblock 113 mit einer mehrpoligen Steckerbuchse 114. Diese ist in dem Anschlußblock 113 feuchtigkeitsdicht elektrisch isoliert gelagert, da der Anschlußblock 113 aus einem entsprechenden Gießharz besteht, welches vorzugsweise temperaturbeständig wie auch elastisch sein kann. Am anderen Ende weist das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 einen Grundlast widerstand 115 auf_; der .zwischen den der Feuchtedetektion dienenden Drahtleitersträngen 103,104 angeordnet ist und zudem für eine Drahtbruchüberwachung mit herangezogen werden kann.

Bei dem in den Figuren 4-11 ersichtlichen Detektionsspannband 116 ist das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 als an einem Flachband 117 festgelegte Kabelschleife 118 ausgeführt, die einen Vorführkabelteil 119 und einen Rückführkabelteil 120 aufweist. Das Flachband kann aus einem etwa 1,5 mm dünnen Edelstahlblech bestehen, an dessen einem Ende für einen Schnellverschluß ein schwenkhebelbetätigbarer Spannverschluß 121 angeordnet ist,der über einen Gewindeteil für einen Toleranzausgleich feinstufig nachgestellt werden kann und am anderen Sndbereioh des Flachbandes 117 in ein Widerlager 122 eingreift« Das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 ist mit seinem Vorführkabelteil 119 und seinem Rückführkabeltöil 120 in Längsnuten 123 mehrerer Spannklötze 124 gelagert. Die Spannklötze 124 sind im wesentlichen in gleichen Abständen von etwa 50 cm am Flachband 117 befestigt und bestehen in einer bevorzugten Ausführung aus gummielastischem Silokonkautschuk, der zu seiner guten elektrischen Isoliereigenschaft zudem eine hohe Dauertemperaturbeständigkeit aufweist. Unter den Spannklotz 124 kann zusätzlich jeweils noch eine z.B. aus Kapton bestehende Isolierfolie 125 angeordnet sein,

so daß zwischen dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 und dem Flachband 117 zur Abschirmung gegen äußere Störeinflüsse für eine auch in-sofern potentialfreie Meßdurchführung eine hochwertige Isolation gegeben i3t. Die Spannklötze 124 sind jeweils mit einem Klemmbügel 126 befestigt, der mittels Schrauben 127 : am Flachband 117 lösbar angeordnet ist. Jeder Klemmbügel 126 besitzt an beiden Seiten vom Flachband 117 abstrebende Begrenzungsstege 128, deren freie Enden bogenförmig gerundet sind. Es ist zudem zu erkennen, daß der Vorführkabelteil 119 und der Rückführkabelteil 120 jeweils im Bereich zwischen zwei Spannklötzen 124 so verlaufen, daß sie sich kreuzen, Dadurch wird bei einem Rundbiegen des Flachbandes 117 zu einem Kreis vermieden, daß sich der Vorführkabelteil 119 und der Rückführkabelteil .120 nach außen bogenförmig wegbiegen. Auch ist zu erkennen, daß die Breite des Anschlußblocks 113 im wesentlichen gleich der Breite der Klemmbügel 126 ist und mit diesen in Längsrichtung des Flachbandes 117 gesehen in der gleichen Mittenebene liegt. In dem vom Anschlußblock 113 entfernt liegenden Spannklotz 124 ist zwischen den Längsnuten 123 eine Quernut ausgebildet, in der die Umlenkung des Temperatur-Feuchte-Meßkabels 101 erfolgt.

In den Figuren 9-11 ist zu erkennen, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 im wesentlichen im Bereich einer Stoßstelle 129 von zusammengesetzten Wärmeisolierungen 130 im wesentlichen in der Ebene der äußeren Umhüllung 131 liegt. Die Wärmeisolierung 130 umschließt die Wandung 132 eines Dampfrohres. In FIG. 9 ist die Stoßstelle 129 in der Mitte des Grundes der rechteckförmigen Nut 133 angeordnet. In FIG. 10 liegt die Stoßstelle 129 an einer Seite der Nut 133, während in FIG. 11 die Stoßstelle 129 wiederum in die Mitte der Nut 134

einmündet, welche hier im wesentlichen dreieckförinig ausgebildet ist, so daß Schrägteile 135 gebildet sind. Außerdem ist hier zwischen dem Flachband 117 und der Umhüllung 131 der Wärmeisolierung 130 an beiden Seiten des ELachbandes 117 ein Dichtungsstreifen 136 vorgesehen. Der Klemmbügel 126 ist mit seinen seitlichen Begrenzungsstegen 128 so ausgeführt, daß letztere annähernd formschlüssig in die Nut 133,134 eingreifen und somit das Detektlonsspannband 116 bei der Montage und auch darüber hinaus sicher gegen eine Verschiebung zur einen oder anderen Seite arretieren. Durch die Ausführung der Schrägteile 135 kann der Vorteil einer kostengünstigen Herstellung bei der Anfertigung der Wärmeisolierung 130 erreicht werden, wobei es im Rahmen der Erfindung liegt, die Wärmeisolierung bzw.

so
die Nut zu gestalten, daß der Nutgrund ausschhließlich von einem einzigen Schrägteil gebildet ist, während die andere Nutbegrenzung durch die sich bis zur äußeren Umhüllung 131 erstreckende Stoßstelle 129 gebildet wird. Auch hierbei kann eine kostengünstige Herstellung erreicht werden,,

Die ELG. 12 zeigt eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung mit fünf Meßstellen, wovon vier Meßstellen durch Detektionsspannbänder 116 gebildet sind, die an Stoßstellen einer Wärmeisolierung 130 eines Dampfrohres 137 angeordnet sind, wobei zwei Detektionsspannbänder 116 sich im Bereich von Anschlußflanschen eines Ventils 138 befinden. Eine Meßstelle ist als frei verlegtes Sensorkabel parallel zur Längsrichtung des Dampfrohres 137 im Bereich der Wärmeisolierung 130 vorgesehen. Von den fünf am Dampfrohr 137 vorgesehenen Temperatur/Peuchte-Sensoren 101 bzw. 116 führen Meßleitungen zu einem Unterverteiler 139, in dem diese Sensorgruppe zunächst zusammengefaßt ist.

• · ο

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Von hier aus besteht eine Verbindung zu einer elektronischen Meßwertverarbeitung 140, welcher Meßwertumformer und ein Kontrollrechnersystem 141 mit zwei Mikrocomputern zur Datenabfrage, Störungsmeldung, Meßauswertung (Drucker)zur Temperatur- und Feuchteerfassung zugeordnet ist. Die Mikrocomputer arbeiten voneinander unabhängig. Außerdem ist der Meßwertverarbeitung 140 in einer Warte eines Kernkraftwerks eine Alarmanlage 142 zugeordnet und es ist zudem eine Fließbilddarstellung 143 sowie eine Bildschirmdarstellung 144 zur ständigen bzw. beliebig abfragbaren Kontrolle vorgesehen. Die Meßergebnisse können über einen .Drucker 145 schriftlich festgehalten werden.

Die FIG. 13 verdeutlicht de» Aufbau mit der Computerauswertung mit dem Feuchtemeßumformer 146 und dem Temperaturmeßumformer 147 sowie dem Kontrollrechnersystem 141. Hierbei kommt der Betriebssicherheit und der Überschaubarkeit eine wesentliche Bedeutung zu. Alle eingesetzten Rechner und Meßumformer sind in C-Mos-Technik ausgeführt. Dies gewährleistet eine geringe Stromaufnahme und einen großen Störabstand. Die Verbindungen innerhalb eines 19-2oll Einbaurahmens 148 sind auf einer großen Verdrahtungsplatine (Backplane) 149 zusammengefaßt. Der Einbaurahmen 148 umfaßt acht Feuchtemeßumformer 146, acht Temperaturmeßumformer 147, Mikrocomputer für die überwachung und zyklische Funktionsprüfung der sechzehn Meßumformer sowie eine Datenaufbereitung zur seriellen, bidirektionalen Übertragung auf einem Zwei-Draht-Datenbus 150. Das Kontrollrechnersystem 141 ist komplett redundant aufgebaut. Es können bis zu 1024 Meßumformer über bidirektionalen Zwei-Draht-Datenbus angeschlossen werden. Das Kontrollrechnersystem 141 weist zwei

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voneinander unabhängige Mikrocomputer (100% redundant) zur Datenabfrage, Störungsmeldung, Druckersteuerung etc. auf. Vom Rechner 151 sind Abgänge zum Drucker, Tastenfeld, Sammelmeldung, Anzeige Absolutwert und Anzeige Meßstellennummer vorgesehen. Zur Umschaltung bei einem Ausfall eines der beiden Rechher 151,152 ■ von einem zum anderen Rechner sind sogenannte "Watch-Dog" 153,154 vorgesehen, zwischen denen ein pfeilförmig angedeuteter Abgang zu einer Systemstörung bzw. System-

1q störanzeige vorgesehen ist. Der Rechner 151 ist mit einem Rohrleitungsschema 155 verbunden. Zur Dokumentation aller Meldungen, Abfragen, Störungen etc. wird ein alphanumerischer Drucker eingesetzt. Um bis zu 1000 Meßstellen anwählen zu können,ist ein Sechzehn-Tasten-

mc feld vorhanden. Dazu können zwei Anzeigenfelder mit je zwei 4'-stelligen 7-Segmentanzeigen eingesetzt und eine Ansteuerschaltung für ein Anzeigentableau mit bis 1000 leuchtdioden vorgesehen werden.Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, das Kontrollrechnersystem

2Q 141 auch in einer anderen bzw. kleineren Ausführung zu erstellen bzw, anzupassen, wobei auch insbesondere eine Integration in bereits vorhandene Überwachungsanlagen bei einer nachträglichen Installation des erfindungsgemäßen Überwachungssystems berücksichtigt werden kann.

Bei der Meßwertverarbeitung erfüllt die Zentraleinheit mit zwei unabhängigen Rechnern in Parallelschaltung und gegenseitiger Plausibjßtätskontrolle die folgenden wichtigsten Punktionen: Steuerung der Prüfzyklen, Überwachung der Unterrechner, Überwachung des Datenbusses, Ansteuerung Drucker und Anzeigen, Tasteneingabe, Selbstüberwachung, Selbsttest. Zur Meßstellenanwahl und Signalisierung bietet das System folgende Möglichkeiten, welche gleichzeitig in Betrieb

sein können: Signalisierung der Grenzwertausgänge optisch, akustisch und Druckerausgang; Handanwahl einer Meßstelle zur Trendbeobachtung, wobei der Meßwert zusammen mit der Meßstellennummer kontinuierlich angezeit wird; Analogausgänge für Schreiber, wobei beliebige Meßstellen über die Eingabetastatur auf verschiedene Ausgänge geschaltet werden können.

Das Prüfprogramm umfaßt folgende Möglichkeiten: Fernprüfung der Meßleitung auf etwaigen Geberbruch und Geberkurzschluß durch z.B. äußere Gewalteinwirkung; zyklische Prüfdurchführung; Prüfprogrammerfassung aller Meßumformerfunktionen und Grenzwertsignalverarbeitungen; gruppenweise Zusammenfassung der Meßumformer und überprüfung durch unabhängige Unterrechner; Zurückhaltung etwaiger Fehlsignale oder Fehlmessungen in der Meßwertverarbeitung im Falle eines etwaigen Meßumformer- oder Rechnerausfalls.

Der in der FIG. 14 dargestellte Temperaturmeßumformer 147weist folgende Funktionen auf: Verstärkerprüfung 156 sowie Prüfung der Meßwertverarbeitung und Geberbruch, Prüftaste 157 zn manuellen Prüfung, Sollwert-Konstantstromquelle 158, Meßbereichswiderstand159 umschaltbar, Analogausgang 160, Grenzwertausgang 161, potentialfrei und Anzeiger auf der Frontplatte, Geberbruchanzeige 162 auf der Frontplatte, Komparatornachführung 163 (Stop), Komparatornachführung 164 (höhertiefer), Gradientenumschaltungseingang 165, Quittierung 166, 24 V-Eingang 167, Temperaturfühler 168 und Meßstöranzeige 169. Die technischen Daten des Temperaturmeßumformers 147 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen einen Bereich von 100 bis 1000 0hm, eine maximale Meßspanne plus/minus 200 0hm und eine

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maximale Arbeitbereichs-Gleichregelung plus/minus 200 Ohm. Nach Inbetriebnahme oder Beseitigung einer etwaigen Geberbruchmeldung erfolgt automatisch ein Nullabgleich des Meßumformers. Der Abgleichregler kompensiert etwaige Widerstandsänderungen in der Leitung zum Meßfühler. Die maximal einstellbare . Meßspanne "Dynamische Änderung" umfaßt plus/minus 200 Ohm, während die minimale einstellbare Meßspanne "Dynamische Änderung"plus/minus 5 Ohm beträgt.

Zudem ist eine Umschaltung du/dt(stationärer Betrieb/ Anfahrbetrieb) vorgesehen, wobei eine Enstellbarkeit du/dt zwischen 1 V/h und 1 V/sec möglich ist.

Der in der PIG. 15 dargestellte Peuchtemeßumformer 146 umfaßt ebenfalls eine Verstärkerprüfung 156, die auch der Prüfung der Meßwertverarbeitung und eines Geberbruchs dient. Auch ist eine Prüftaste zur manuellen Prüfung und eine Sollwertkonstantstromquelle 158 sowie ein umschaltbarer Meßbereichswiderstand 159 vorgesehen. Außerdem sind ein Analogausgang 16O, ein Grenzwertausgang 161 (potentialfrei und Anzeige auf der Prontplatte), eine Geberbruchanzeige 162 (Anzeige auf der Prontplatte), eine Quittierung 166, ein 24 V-Eingang 167 sowie eine Meßstöranzeige 169 und ein Feuchtedetektor 170 ersichtlich» Die technischen Daten des Peuchtemeßumformers 146 sind: Meßbereich 0-200 k-Ohm, 0-2 M-Qhm, 0-10 M-Ohm (0-10 V), fallende Kennlinie. Grenzwert-Ausgangs spannung größer als 0,5 V. Grundlastwiderstand 220 K-Ohm, 2,2 M-Ohm, 12 M-Ohm. Die Ansprechgeschwindigkeit ist kleiner als 1 see beim Meßbereich 10 M-Ohm, Widerstand kleiner als 9,8 M-Ohm. Die Störunterdrückung ist größer als 70 dB bei 50 Hz. Die maximale Leitungslänge beträgt ca. 3000 m.

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Die Figuren 16 und 17 zeigen Einstellbeispiele für den Feuchtemeßumformer 146 bzw. den Temperaturmeßumformer 147.

In der FIG. 18 ist in einem Gully 171, der sich im Fußboden eines Kernkraftwerkraumes befinden kann, ein Gullydetektor 172 dargestellt, der im Falle eines Einfließens von aus einem Leck austretenden Wasser im Rahmen der Überwachungseinrichtung entsprechende Signale auslöst. Hierbei ist das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 an einem Einsatzkörper 173 angeordnet, der sich im Bereich des Gullys 171 befindet. Der Einsatzkörper 173 besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem geeigneten Kunststoffmaterial und ist nach unten hin konisch verjüngt. Oben besitzt der Einsatzkörper 173 einen etwas größeren Umfangsrand 174, der oben auf der Behälterwandung 175 aufliegt. Unmittelbar unter dem Umfangsrand 174 ist eine Umfangsausnehmung 176 im Einsatzkörper 173 ausgebildet, in der das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 gelagert ist. In der Mitte des Einsatzkörpers 173 ist eine Steckerbuchse 177 feuchtigkeitsdicht verschlossen angeordnet. Die Steokerbuchse wird durch radiale Stützstreben 178 gehalten. Zwischen den Stützstreben 178 befinden sich im Einsatzkörper 173 Freiräume, so daß letzterer für den Durchfluss auch eventuell größerer Mengen Wasser unten im wesentliohen offen ist. Das Sensorkabel 101 ist von der Steckerbuchse 177 durch die Stützstrebe 178 nach oben in den Bereich der Umfangsausnehmung 176 geführt, in welcher es mit zwei Umfangswindungen formschlüssig gelagert und von hier aus dann wieder durch die Stützstrebe 178 zur Steckerbuchse 177 zurückgeführt ist. Die Anordnung des Sensorkabels 101 ist so getroffen worden, daß der Durchmesser im Bereich der

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beiden Sensorkabelwindungen etwas größer ist als der darunter liegende Durchmesser des Einsatzkörpers 173· Zudem ist der Durchmesser im Bereich der Sensorkabelwindungen so auf den Durchmesser der Behälterwandung 175 abgestimmt, daß sich das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 dicht neben der Behälterwandung 175 befindet, so daß im Falle eines auch nur geringfügigen WasserZuganges sofort eine Aufnahme vom Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 zwangsläufig erfolgt, wobei nicht nur ein Signal über die Feuchtigkeitsanzeige, sondern auch ein Signal über die !Temperaturanzeige erfolgt, wenn das eintreffende Leckwasser z.B. eine nur etwas andere Temperatur als die Umgebungstemperatur besitzt. In die Steckerbuchse 177 ist ein Stecker 179 einer entsprechenden (4-poligen) Meßleitung 180 flüssigkeitsdicht, aber dennoch jederzeit lösbar und wieder kuppelbar eingesetzt. Die Meßleitung 180 verläuft unter dem Gullydeckel 181 zum Randbereich des Gullys 171 und wird von hier aus zur Meßwertverarbeitung weitergeführt.

Der in der PIG, 19 dargestellte Gully-Detektor 182 ist ebenfalls in einen Gully 171 eingesetzt^ der mit einem Gullydeckel 181 abgedeckt ist. Der Gullydetektor 182 umfaßt auch eine Meßleitung 180 mit einem Stecker 179» der in eine Steekerbuchse 177 eines Einsatzkörpers 183 flüssigkeitsdicht eingesteckt ist. Die Steckerbuchse 177 ist im Einsatzkörper 183 absolut dicht gelagert. Das Temperatur-Feuchte-Meßkabel verläuft von der Steckerbuchse 177 im Innern des Einsatzkörpers 183 nach außen und ist hier in vorzugsweise 4 Windungen in einer Umfangsausnehmung 184 des Einsatzkörpers 183 formschlüssig gelagert und von hier aus wieder zur Steckerbuchse 177 zurückgeführte

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Der Einsatzkörper 183, der wie auch der zuvor beschriebene Einsatzkörper 173 mit der Steckerbuchse 177 und dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101 als im wesentlichen einstückige und leicht zu handhabende Baueinheit ausgeführt ist, befindet sich in einem rohrförmig gestalteten Behälterteil 185, der im Bereich eines Ringes 186 außermittig an dessen Innenseitenrand befestigt ist. Der Ring 186 besitzt einen in einer Umfangsnut gelagerten O-Ring 187, der an der Gullywandung dichtend anliegt. Im Bereich der Befestigung des Behälterteils 185 am Ring 186 ist eine muldenförmige Flüssigkeitszuführung ausgebildet, so daß etwaiges Leckwasser an dieser Stelle zunächst zwangsgeführt in den Behälterteil 185 gelangt, wobei aufgrund der praktisch spielfreien Anordnung des Temperatur-Feuchte-Meßkabels 101 im Bereich der Behälterwandung 188 eine sofortige Signalgabe über den Feuchtemeßteil und/oder den Temperatur-Meßteil erfolgt.

In der PIG. 20 ist ein Schema zur erfindungsgemäßen Gullyüberwachung mit folgenden Funktionen dargestellt: Prüfeingänge 189, Sollwert-Konstantstromquelle 190, Meßbereichswiderstand 191, Feuchte-/Temperaturfühler 192, Bereichsverschiebung 193 für Grundlastwiderstand, Geberbruchausgang 194 und Grenzwertausgang 195.

Die Meßwerterfaßung der Gully-Überwachungseihrichtung umfaßt somit wie auch die Danpfrohr- Überwachungseinrichtung einen Feuchtedetektor mit integriertem Temperaturfühler, wobei der als Widerstandsdraht ausgeführte Temperaturfühler bei entsprechender Spannungszuführung auch als Heizelement für die Sensorkabeltrocknung im Bereich des Gullydetektors angewendet werden kann. Das Detektionssystem ist absolut

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potentialfrei. Der Feuchtedetektor beinhaltet die Kupferdrähte mit variablen Grundlastwiderstand für die Empfindlichkeit und Drahtbruchüberwachung. Die Isolationen bestehen aus mehrlagig .gewickeltem Glasgewebe. Es können alle in der MSR-Teehnik gebräuchlichen Meßkabel angeschlossen werden.Die maximale Leitungslänge beträgt ca. 3000 m. je nach Meßfühlergrundwiderstand sind Meßbereiche zwischen 1-20 M-Ohm einstellbar. Die Grenzwertausgangsspannung ist vorzugsweise größer als 200 mV. Die Ansprechgeschwindigkeit ist kleiner als 1 seo bei einem Meßbereich von 10 M-Ohm-0. Die Störunterdrückung ist größer als 70 dB bei 50 Hz. Die Meßwertverarbeitung erfolgt im wesentlichen vorteilhaft wie bei der zuvor beschriebenen Dampfrohrüberwachungseinrichtung und kann Meßumformer, eine Auswerteelektronik, Kontrollsysteme, Alarmgeber u. dgl. umfassen.

Das erfindungsgemäße Sensorkabel 101,111 kann besonders vorteilhaft im Rahmen der Erfindung auch an einem nichtisolierten Rohr, einem Behälter od. dgl. zur Erfassung etwaiger Temperatur- und/oder Feuchteänderungen angewendet werden. Dabei ist es möglich, das Temperatur-Feuchte-Meßkabel 101,111 zum Beispiel koaxial außen an der Rohrwandung entlang zu verlegen und mittels Halteschellen, Bändern od. dgl. zu befestigen. Auch kann das Meßkabel 101,111 z.B. spiralförmig um das Rohr bzw»das zu Überwachende Objekt wie Ventil, . Druckausgleichsaggregat, Manometer od. dgl, gewickelt werden.

Leerseite

Claims

Reinhold Barlian, D-6990 Bad Mergentheim

Überwachungseinri chtung

Patentansprüche

[ 1. ^Überwachungseinrichtung für einen ein Medium beinhaltenden bzw. aufnehmenden Behälter, insbesondere für ein Dampfrohr, mit einem elektrischen Widerstandsdraht zur Temperaturkontrolle und einem feuchtigkeitsabhängigen Hygroskopisolator zur Feuchtigkeitskontrolle, nach Patent ... (Patentanmeldung P 31 27 244.4-52), wobei neben dem Widerstandsdraht in dessen Längsrichtung unter kontinuierlicher Abstandshaltung mittels des Hygroskopisolators ein elektrischer Leiterdraht angeordnet und mit dem Widerstandsdraht sowie dem Hygroskopisolator als baueinheitlich mehrfunktionales Temperatur-Feuchte-Meßkabel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterdraht (102) des Temperatur-Feuchte-Meßkabeis (101,111) aus mindestens zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Drahtleitersträngen (103,104) gebildet ist, zwischen denen der Hygroskopisolator (105) zur Feuchtigkeitskontrolle angeordnet ist.

2. Überwachungseinrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtleiterstränge (103,104) des Leiterdrahtes (102) als aus dünnen Einzeildrähten gebildete Litzen ausgeführt sind.

3. überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hygroskopisolator (105) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101,111) als mindestens den einen der beiden Drahtleiterstränge (103,104) des Leiterdrahtes (102) umgebende Hülle ausgebildet ist.

4. überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Drahtleiterstrang (103,104) des Leiterdrahtes (102) umhüllende Hygroskopisolator (105) aus einer Glasseidenisolation besteht,

5. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hygroskopisolator des den Leiterdraht (102) mitbildenden Drahtleiterstranges (103,104) als letzteren web- bzw. flechtartig umhüllender Glasseidenschlauch ausgebildet ist_o

6. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drahtleiterstränge (103,104) des Leiterdrahtes (102) und der dazwischen angeordnete Hygroskopisolator (.105) von einem feuchtigkeitsdurchlässigen Isolator (106) umgeben sind.

7. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drahtleiterstränge (103,104) und den HygrSkopisolator (105) zusammenfassende Isolator (106) ein aus Glasseide gebildeter Gewebeschlauch is,t.

8. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem die Drahtleiterstränge (1O3,1Q4) des Leiterdrahtes (102)

• *

3 —

und den Hygroskopisolator (105) umfassenden Isolator (106) der Widerstandsdraht (107) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101,111) im wesentlichen wendel- bzw. schraubgewindeartig angeordnet ist.

9. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drahtleiterstränge (103,104) des Leiterdrahtes (102), der Hygroskopisolator (105), der die Drahtleiterstränge (103,104) und den Hygroskopisolator (105) umfassende Isolator (106) und der Widerstandsdraht (107) in einem feuchtigkeitsdurchlässigen Außenmantel (108) zusammengefaßt sind.

10, Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (108) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101,111) als geflochtener bzw. gewebter Glasseidenschlauch ausgeführt ist.

11. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstandsdraht (107) für die Temperaturmessung ein Rückführleiter (109»112) zugeordnet ist, der vorzugsweise durch Iot- oder Schweißverbindung mit dem Ende des Widerstandsdrahtes (107) verbunden und temperaturbeständig isoliert ist.

12, Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführleiter (109) des Widerstandsdrahtes (107) außen am Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) angeordnet bzw. gehalten ist und vorzugsweise eine Teflon- oder Glasseidenisolation besitzt.

13. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vozugsweise aus Kupferlitze gebildete Rückführleiter (112) des Widerstandsdrahtes (107) innerhalb des Außenmantels (108) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (111) im wesentlichen parallel zu den Drahtleitersträngen (103,104) verlaufend angeordnet ist.

14. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückführleiter des Widerstandsdrahtesi(107) im wesentlichen als Flechthülle ausgeführt ist,

15. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leiterdraht

(102) des Temperatur-Feuchte-iaeßkabels (101,111) zur Feuchtedetektion und/oder Draiitbruchüberwachung ein Grundlastwiderstand (115) zugeordnet ist.

16. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundlastwiderstand (115) zwischen den beiden Drahtleitersträngen (103,104) vorzugsweise an dem vom Anschluß des Temperatur-Peuchte-Meßkabels (101,111) her gesehen anderen Ende angeordnet ist.

17. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur·* Peuchte-Meßkabel (101,111) einen vorzugsweise als mehrpolige Steckerbuchse (114) ausgeführten Anschlußteil aufweist. ^:

T8, Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101,111) |m Bereich einer insbesondere

gestopften Pestisolation zwischen einer Wandung des Dampfrohres und einer äußeren Umhüllung (131) in Längsrichtung und/oder Umfangsrichtung des Dampfrohres (137) im wesentlichen'unbeschränkt frei verlegt bzw, installiert ist,

19. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Peuchte-Meßkabel (101) an einem Plachband (117) angeordnet ist.

20. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plachband

(117) einen im wesentlichen feinstufig nachstellbaren Spannverschluß (121) aufweist.

21. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Peuchte-Meßkabel (101) über einen Spannklotz (124) am Plachband (117) festgelegt ist.

22t Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Peuchte-Meßkabel (101) In mindestens einer Längsnut (125) des Spannklotzes (124) geführt ist.

23. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Peuchte-Meßkabel (101) mit einem Vorführkabelteil (119) und einem Rückführkabelteil (120) als Kabelschleife

(118) am Plachband (117) angeordnet ist.

24. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannklotz

(124) zwei im wesentlichen parallele Längsnuten (123)

zur Aufnahme des Vorführkabelteils (119) und des Rückführkabelteils (120) besitzt.

25« Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannklotz (124) aus einem vorzugsweise elastischen und temperaturbeständigen Isolierstoff besteht,

26. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden

,0.

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannklotz (124) aus Silikonkautschuk besteht.

27. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im Bereich des Spannklotzes (124) zwischen dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) und dem Flachband (117) eine Isolierfolie (125) angeordnet ist.

28. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannklotz

(124) mit einem Klemmbügel (126) am Flachband (117) festgelegt ist.

29. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) in Längsrichtung mittels mehrerer auf Abstand angeordneter Spannklötze (124) am Flachband (117) befestigt ist und daß der Vorführkabelteil (119) und der RÜckführkabelteil (120) zwischen zwei Spannklötzen (124) über Kreuz verlaufen.

30. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101) im Bereich der Steckerbuchse (114) in einem feuchtigkeitsabschirmenden,

— ι "■

elektrisch isolierenden, vorzugsweise aus Gießharz gebildeten Anschlußblock (113) abgedichtet ist.

31, Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußblock (113) in Längsrichtung des Flachbandes (117) im wesentlichen in einer Ebene mit dem Spannklotz (124) bzw. Klemmbügel (126) angeordnet ist und etwa die gleiche Breite wie der Klemmbügel (126) besitzt.

32» Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das am Plachband (117) befestigte Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) im Bereich einer Stoßstelle (129) der Wärmeisolierung

(130) angeordnet ist, wobei das Flachband (117) die an die Stoßstelle (129) angrenzende Nut (133,134) überdeckt und in letzterer mittels seitlicher Begrenzungsstege (128) der eingreifenden Klemmbügel (126) gegen Seitenverschiebung gesichert ist,

33. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) tragenden Flachband (117) und der Umhüllung (131) der Wärmeisolierung

(130) ein Dichtungsstreifen (136) vorgesehen ist,

34» Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungs-■wandung der Nut (134) mindestens einem im wesentlichen vom Nutgrund im Bereich der Stoßstelle (129) der Wärmeisolierung (130) in Richtung zu einem Seitenrand des Flachbandes (117) sich erstreckenden Schrägteil (135) aufweist,

35. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Temperatur- Feuchte-Meßkabel (101)" verschiedener Überwa?· chungsstellen mit einem Untjerverteiler (139) verbunden sind. :

36. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden

, Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) eine elektronische Meßwertverarbeitung (140) mit Meßwertumformern (146,147) zur Auswertung und Überwachung bezüglich Temperatur und Feuchte zugeordnet ist.

37· Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Temperatur-Feuchte-Meßkabe}. (101) verbundenen Meßwertverarbeitung (140) ein Kontrollrechnersystem (141) mit vorzugsweise zwei voneinander unabhängigen Mikrocomputern zur Datenabfrage, Störungsmeldung und Druckersteuerung zugeordnet ist. ^:

38. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertverarbeitung (HO) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101) eine Alarmanlage (142) zugeordnet ist.

39* überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertverarbeitung (HO) des Teinperatur-Feuohte-Meßkabels (101) eine vorzugsweise ir[ einer Warte eines Kraftwerks installierte Fließbilddarstellung (143) und/oder Bildschirmdarstellung (144) zugehörig ist.

40. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) zur Flüssigkeitsdetektion

in einem Gully (171) vorzugsweise im Fußboden eines Raumes in einem Kraftwerk angewendet wird.

41. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfeuchte -Meßkabel (101) an einem im Gully (171) befindlichen Einsatzkörper (173,183) angeordnet ist.

42, Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer

am Behälterwandung (175,188) und dem Einsatzkörper (173,

183) angeordneten Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) ein Berührungskontakt oder ein nur geringer Spalt besteht.

43· Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) in einer Umfangsausnehmung (176,

184) des Einsatzkörpers (173,183) derart gelagert ist, daß der Außendurchmesser im Bereich des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101) gleich oder geringfügig größer ist als der Durchmesser des Einsatzkörpers (173,183).

44· Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101) mit einer im Einsatzkörper (173,183) feuchtigkeitsdicht isolierten Steckerbuchse (177) für einen flüssigkeitsdicht kuppelbaren Stecker (179) einer Meßleitung (180) im wesentliehen baueinheitlich ausgeführt ist.

45. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckerbuchse (177) im wesentlichen im Mittenbereich des Einsatzkörpers (173) über radiale Stützstreben (178) gehalten ist_o

- ίο -

46. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (183) mit dem Temperatur-Feuehte-Meßkabel (101) in einem rohrförmigen Behälterteil (185) gelagert ist, der an einem in den Gully (171) einsetzbaren Ring (186) angeordnet ist.

47. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Behälterteil (185) mit dem das Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) tragenden Einsatzkörper (183) im wesentlichen außermittig an einer Innenfläche des Ringes (126) angeordnet ist und hier eine Rinnenausbildung zur Flüssigkeitszuführung aufweist.

48. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem im Gully (171) befindlichen, am Einsatzkörper (173,183) angeordneten Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101) eine Meßwertverarbeitung vorzugsweise mit Meßumformern, Auswerteelektronik, Kontrollsystem, Alarmgeber und dergleichen zugeordnet ist.

49. Überwachungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Widerstandsdraht (107) des Temperatur-Feuchte-Meßkabels (101,111) im Bedarfsfalle eine elektrische Spannung derart zuführbar ist, daß der Widerstandsdraht (107) als elektrisches Heizelement zur Trocknung etwaiger Feuchteanteile im Temperatur-Feuchte-Meßkabel (101,111) und/ oder in dessen Umgebung ausgebildet ist.