DE3347046A1

DE3347046A1 - Messsonde zum messen des elektrischen potentials ueber dem boden von fluessigkeitsbehaeltern mit kathodischem korrosionsschutz

Info

Publication number: DE3347046A1
Application number: DE19833347046
Authority: DE
Inventors: Gunter 3560 Biedenkopf Schuss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1983-12-24
Publication date: 1985-07-04
Also published as: DE3347046C2

Description

TITELBEZEICHNUNG
Meßsonde zum Messen des elektrischen Potentiales über dem Boden von Flüssigkeitsbehältern mit kathodischem Korrosionsschutz BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zum Messen des elektrischen Potentials über dem Boden von Flüssigkeitsbehältern mit kathodischem Korrosionsschutz mit auf dem Behälterboden angeordneten Opferanoden und einer Elektrolytflüssigkeit, die schwerer ist, als das Füllgut des Behälters, z.B. Heizöl, und die Opferanoden umgibt.
Der kathodische Korrosionsschutz bei z.B. im Erdreich verlegten Heizölbehältern oder Erdöl-Rohrleitungen aus Stahl ist hinsichtlich seiner Schutzwirkung durch Messen des elektrischen Potentials am geschützten Objekt überprüfbar. Dabei wird die Spannungsdifferenz zwischen dem die Kathode bildenden geschützten Objekt und einer Bezugselektrode festgestellt.
Hierzu haben sich in der Praxis Kupfer-Bezugsanoden bewährt, wobei ein Elektrodenstab in einem mit einer gesättigten Kupfersulfatlösung gefüllten Elektrodenköcher aus Keramik oder Ton angeordnet ist.
Das obere Ende des Kupferstabes ragt durch einen den Elektrodenköcher verschiteßenden Stopfen heraus und ist mit einem Leitungsdraht zum Spannungsmeßgerät verbunden. Zum Messen wird die Bezugselektrode an die befeuchtete oder von Natur aus feuchte Umgebung (Erdreich) des geschützten Objektes angelegt.
Diese Schutzüberwachung durch Potentialmesssung ist sehr praktisch, da die Messungen schnell und einfach durchführbar sind.
Inzwischen hat sich auch bei freistehenden Behältern, insbesondere Heizöl-Lagertanks ein kathodischer Korrosionsschutz durchgesetzt, derart, daß im Behälter über dem Boden eine oder mehrere, von einer den Behälterboden bedeckenden elektrolytischen Flüssigkeit umgebenen "Opferanoden't angeordnet sind. Auf diese Weise wird ein galvanisches Element gebildet, dessen Wirkung mit der Aufzehrung der Opferanoden endet. Es ist auch bei dieser Art von kathodischem Korrosionsschutz erforderlich, daß die Wirksamkeit der Schutzeinrichtung überwacht wird. Dazu ist aber die oben beschriebene Art der Potentialmeßmethode nicht brauchbar. Der Elektrodenköcher würde in seiner porigen Wandstruktur beim Durchtauchen des Tankinhalts, z.B. Heizöl, elektrisch iso-1 lerendes bl aufnehmen, so daß ein exaktes Messen des elektrischen Potentials in der Elektrolytflüssigkeit unterhalb des Heizöls nicht mehr möglich ist.
Andere Kontrollmöglichkeiten ohne KLärung und Reinigung des zu kontrollierenden Behälters sind nicht bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Überwachungstechnik mittels Messung des elektrischen Potentials so zu vervollkommnen, daß sie auch bei freistehenden Behältern, z.B. Heizöl-Lagertanks bei jedem Füllstand des Behälters schnell und unkompliziert durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der Verwendung einer sogenannten Bezugselektrode, wobei ein durch eine Stromleitung mit einem Spannungsmeßgerät verbindbarer Elektrodenstab in einem Elektrodenköcher aus Keramik oder Ton angeordnet ist, der mit einer elektrolytischen Flüssigkeit gefüllt ist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Meßsonde mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Meßsonde geht aus den Kennzeichen der Ansprüche 2 und 3 hervor.
Eine alternative Ausführung der Meßsonde ist im Kennzeichen des Anspruchs 4 offenbart.
Der Elektrodenstab besteht zweckmäßigerweise aus Kupfer, wobei die ihn Im Elektrodenköcher umgebende elektrolytische Flüssigkeit eine gesättigte Kupfersulfatlösung ist.
Der Elektrodenstab kann aber auch aus einem anderen, gegenüber der Wand des zu überprüfenden Behälters edleren Metall, z.B. Cadmium bestehen, wobei die ihn im Elektrodenköcher umgebende Flüssigkeit eine gesättigte Cadmiumsulfatlösung ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung stellt einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Meßsonde dar Die wesentlichsten Bestandteile der Meßsonde sind ein Elektrodenstab 1 aus einem gegenüber dem Metall des zu kontrollierenden Behälters edleren Metall, der über eine Stromleitung mit dem Pluspol eines Spannungsmeßgerätes verbindbar Ist sowie einem den Elektrodenstab aufnehmenden, durch einen von dem Elektrodenstab durchbrochenen Stopfen 2oder einer Kappe verschließbaren Elektrodenköcher 3 aus Keramik und einer den Elektrodenstab 1 in dem Elektrodenköcher 3 umgebenden elektrolytischen Flüssigkeit 4, die aus einer gesättigten Lösung eines Salzes des Elektrodenstabmaterials besteht.
Der Elektrodenköcher 3 mit Elektrodenstab 1 und elektrolytischer Flüssigkeit 4 ist in einer zylindrischen Meßkapsel 5 mit einem abnehmbaren Deckel 5a untergebracht, die in geringem Abstand über dem Boden 5b mehrere Offnungen 6 hat.
Die Meßkapsel 5 Ist in einem Sondenmantel 7 gegen die Wirkung einer Feder 8 axial beweglich angeordnet, der an der Außenwand der Meßkapsel 5 zumindest im Bereich der Öffnungen 6 der Meßkapsel dicht schließend anliegt.
Die Meßkapsel 5 ist mit dem Zugdraht 9 eines sich auf der Stirnwand 7a des Sondenmantels 7 abstützenden Bowdenzuges 10 kraftschlüssig verbunden, der die Stirnwand 7a des Sondenmantels sowie den Deckel 5a der Meßkapsel durchdringt und an dem Elektrodenstab 1 angreift.
Der Zugdraht 9 des Bowdenzuges 10 bildet einen Teil einer mit einem Spannungsmeßgerät verbindbaren Stromleitung.
Der Sondenmantel 7 ist höher als die Meßkapsel 5, wobei zwischen dem Deckel 5a der Meßkapsel und der Stirnwand 7a des Sondenmantels ein Hohlraum vorhanden ist. Der Sondenmantel 7 Ist unten offen, wobei die Meßkapsel 5 axial aus dem Sondenmantel 7 herausschiebbar ist. An der Innenwand des Sondenmantels 7 ist in Höhe der Oberkante der Meßkapsel 5 ein die axiale Bewegung der Meßkapsel 5 nach oben begrenzender Anschlag 7b vorgesehen.
In dem Hohlraum zwischen dem Deckel 5a der Meßkapsel 5 und der Stirnwand 7a des Sondenmantels ist eine Feder 8 angeordnet, die bei der oberen Endlage der Meßkapsel 5 unter Spannung steht.
Der Sondenmantel 7 ist in Höhe des Anschlages 7b quergeteilt. Beide Teile sind durch eine koaxiale Verschraubung 7c lösbar miteinander verbunden.
An der Innenfläche des Sondenmantels 7 ist unmittelbar über dem unteren Rand eine Ringnut vorgesehen, in der ein Dichtungsring 7d angeordnet ist.
Unterhalb des Deckels 5a der Meßkapsel ist am Zugdraht 9 des Bowdenzuges 10 zwecks kraftschlüssiger Verbindung desselben mit der Meßkapsel 5 ein Widerlager 11 angeordnet. Durch die Feder 8 im oberen Teil des Sondenmantels 7 wird die Meßkapsel 5 teilweise aus dem Sondenmantel herausgeschoben, so daß die Öffnungen 6 nahe dem unteren Ende der Meßkapsel frei sind.
Der Bowdenzug 10 ist durch eine Schraubkappe 12 auf einem die zentrale Bohrung in der Stirnwand 7a des Sondenmantels umgebenden Gewindestutzen 13 dicht schliessend verschraubt.
Durch Anziehen des Zugdrahtes 9 im Bowdenzug 10 kann die Meßkapsel 5 gegen die Wirkung der Feder 8 in den Sondenmantel 7 hineingezogen werden, so daß die Öffnungen 6 an der Meßkapsel 5 verschlossen sind. In diesem Zustand kann die Meßsonde durch ein beliebig hohes Füllgut, z.B. Heizöl in einem Heizöltank, abgesenkt werden bis in die Elektrolyt-Flüssigkeit über dem Behälterboden.
Nach Freigabe des Zugdrahtes 9 im Bowdenzug 10 schiebt die Druckfeder 8 die Meßkapsel 5 wieder ein Stück aus dem Sondenmantel 7 heraus; die Öffnungen 6 an der Meßkapsel 5 sind offen und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Elektrodenstab 1 und der elektrolytischen Flüssigkeit über dem Behälterboden ist hergestellt.
Nach beendeter Messung wird die Meßkapsel 5 durch Betätigung des Bowdenzuges 10 wieder in den Sondenmantel 7 hineingezogen. Die Meßsonde kann jetzt wieder durch das Füllgut hindurch aus dem Behalter gehoben werden, ohne daß der Elektrodenköcher 3 mit dem Füllgut in Berührung kommt.
Der Elektrodenstab besteht - wie bei den bekannten Vorrichtungen - vorzugsweise aus Kupfer, wobei die ihn in dem Elektrodenköcher 3 umgebende elektrolytische Flüssigkeit 4 eine gestättigte Kupfersulfatlösung ist. Er kann aber auch aus einem anderen gegenüber dem Metall der zu kontrollierenden Behälter edleren Metall bestehen, beispielsweise aus Cadmium, wobei die den Elektrodenstab in dem Elektrodenköcher umgebende Flüssigkeit eine gesättigte Cadmiumsulfatlösung ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Meßsonde zum Messen des elektrischen Potentials über dem Boden von Flüssigkeitsbehältern mit kathodischem Korrosionsschutz mit auf dem Behälterboden angeordneten Opferanoden und einer Elektrolytflüssigkeit, die schwerer ist, als das Füllgut des Behälter, z.B.

Heizöl und die Opferanoden umgibt, mit a) einem Elektrodenstab aus einem gegenüber dem Metall der Behälterwand edleren Metall, der durch eine Stromleitung mit dem Pluspol eines Spannungsmeßgerätes verbindbar ist; b) einem den Elektrodenstab aufnehmenden, durch einen von dem Elektrodenstab durchdrungenen Stopfen oder Kappe verschileßbaren Elektrodenköcher mit porösem Boden und/oder poröser Wandung, vorzugsweise aus Ton oder Keramik; c) einer den Elektrodenstab im Elektrodenköcher umgebenden elektrolytischen Flüssigkeit, vorzugsweise einer gesättigten Lösung eines Salze d Elektrodenstabmaterials, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Merkmale: d) Der Elektrodenköcher (3) mit Elektrodenstab (1) und elektrolytlscher Flüssigkeit (4) ist In einer zylindrischen Meßkapsel (5) mit einem abnehmbaren Deckel (5a) untergebracht, die in geringem Abstand über dem Boden (Sb) wenigstens eine seitlichte Öffnung (6) hat; e) die Meßkapsel (5) ist in einem Sondenmantel (7) gegen die Wirkung einer Feder (8) beweglich angeordnet, der an der Außenwand der Meßkapsel (5) zumindest im Bereich der Öffnung bzw. Öffnungen C6) der Meßkapsel dicht schließend anliegt; f) die Meßkapsel (5) ist mit dem Zugdraht (9) eines sich an dem Sondenmantel (7) abstützenden Bowdenzuges (10) kraftschlüssig verbunden, der den Sondenmantel (7) sowie die Meßkapsel (5) durchdringt und unmittelbar oder über ein Zwischenglied mit dem Elektrodenstab (1) verbunden ist und wenigstens einen Teil einer mit einem Spannungsmeßgerät verbindbaren Stromleitung bildet; g) der Sondenmantel (7) hat im unteren Bereich wenigstens eine oeffnung, die durch Betätigung des Bowdenzuges (10) über wenigstens eine Öffnung (6) um unteren Ende der Meßkapsel (5) bewegbar ist.
2. Meßsonde nach Anspruch 1, g e k c n n z e i c hn e t durch folgende Merkmale: a) der Sondenmantel C7) ist höher als die Meßkapsel (5), wobei zwischen dem Deckel C5a) der Meßkapsel und der Stirnwand (7a) des Sondenmantels ein Hohlraum vorhanden ist; b) der Sondenmantel (7) Ist unten offen, wobei die Meßkapsel (5) teilweise axial aus dem Sondenmantel (7) herausschiebbar Ist; c) an der Innenwand des Sondenmantels (7) ist in Höhe der Oberkante der Meßkapsel (5) ein die axiale Bewegung der Meßkapsel (5) nach oben beschränkender Anschlag (7b) vorgesehen; d) in dem Sondenmantel (7) ist oberhalb der Meßkapsel (5) eine Druckfeder (8) angeordnet, die bei der oberen Endstellung der Meßkapsel (5) unter Spannung steht; e) die Stirnwand (7a) des Sondenmantels und der abnehmbare Deckel (5a) der Meßkapsel haben je eine zentrale Bohrung, durch die der Zugdraht (9) eine sich auf der Stirnwand (7a) des Sondenmantels abstützenden Bowdenzuges (10) geführt ist; f) der Zugdraht (9) des Bowdenzuges (10) greift am oberen Ende des Elektrodenstabes (1) an und bildet dadurch wenigstens einen Teil einer an ein Spannungsmeßgerät anschließbaren Stromleitung,wobei unterhalb des Deckels (5a) der Meßkapsel am Zugdraht (9) des Bowdenzuges (10) zwecks kraftschlüssiger Verbindung mit der Meßkapsel C5) ein Widerlager (11) angeordnet ist; g) der Bowdenzug (10) ist mittels einer Schraubkappe (12) auf einem die zentrale Bohrung in der Stirnwand (7a) des Sondenmantels umgebenden Gewindestutzen (13) dicht schließend verschraubt.
3. Meßsonde nach den Ansprüchen 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sondenmantel (7) In Höhe des Anschlages (7b) quergeteilt ist und daß beide Teile durch eine koaxiale Verschraubung (7c) lösbar miteinander verbunden sind.
4. Meßsonde nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der die axiale Beweglichkeit der Meßkapsel (5) in dem Sondenmantel (7) begrenzende Anschlag (7b) durch eine innenseitige Wandverdickung des Sondenmantels (7) oberhalb der Meßkapsel (5) gebildet ist.
5. Meßsonde nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sondenmantel C7) in seiner Innenfläche unmittelbar über dem unteren Rand eine ringnutartlge Ausdrehung aufweist, in der ein Dichtungsring (7d) angeordnet ist.
6. Meßsonde nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e 1 c h n e t , daß die Meßkapsel (5) in dem Sondenmantel (7) zwischen zwei Anschlägen gegen eine Feder mittels eines Bowdenzuges drehbewegs ich angeordnet ist, wobei der Zugdraht des Bowdenzuges wenigstens einen Teil einer Stromleitung zwischen dem Elektrodenstab und einem Spannungsmeßgerät bildet und der Sondenmantel im unteren Bereich wenigstens eine seitliche Öffnung hat, die in einer Dreh-Endstel lung der Meßkapsel wenigstens eine Öffnung in der Meßkapselwand freigibt und in der anderen Dreh-Endstellung alle Öffnungen der Meßkapselwand dicht verschließt.