NO812975L - Detektor for anvendelse i et apparat for detektering av en substans paa en vaeskeoverflate - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en detektor for substans som bærer en føler nær væskeoverflaten, og som inneholder hydrokarboner på overflaten av vann, særlig grunnvann.

Stor anvendelse av fossilt brennstoff i verden

i dag har forårsaket mange problemer når det gjelder forurensning av grunnvann og drikkevann som følge av lekkasje av slikt brennstoff og forskjellige hydrokarboninneholdende substanser i grunnvann. For å avhjelpe dette problem er det utviklet detektorer for detektering av tilstedeværelsen av slike substanser på overflaten av grunnvann. En slik detektor er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.221.125, hvor det anvendes en halvlederdiode plassert tilnærmet på overflaten av vannet ved hjelp av en flottør for å detektere tilstedeværelsen av hydrokarbonsubstanser. En lignende detektor er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 4.223.552. Det har imidlertid vist seg at ytterligere informasjon også er ønskelig, som for eksempel å vite mengden av hydrokarbon som er tilstede på overflaten av grunnvann og med hvilken hastighet tilstedeværelsen av hydrokarbonsubstanser øker eller avtar. Problemet har imidlertid vært påliteligheten av langtidsovervåkning som følge av korrosjon av flottøren bevirket av forskjellige kjemiske substanser som er tilstede i grunnvannet og dermed endring av posisjonen av føleelementet som bæres av flottøren i forhold til vannoverflaten.

Dette løses ifølge oppfinnelsen ved en monteringsflate som vender ned mot væskeoverflaten, et antall følere montert i forskjellig forhåndsbestemt avstand under monteringsflaten, en. flottør som er festet til monteringsflaten for å bære denne på væskeoverflaten, slik at følerne rager ned til forskjellig kjent dybde under væskeoverflaten.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-9.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Figur 1 viser en detektor ifølge oppfinnelsen sett fra undersiden. Figur 2 viser detektoren på figur 1 sett fra over-

siden.

Figur 3 viser detektoren på figur 1 og 2 sett fra

siden.

Figur 4 viser i perspektiv detektoren på figur 2 med elektrisk tilslutningskabel. Figur 5 viser på samme måte som figur 4 detektoren

i komplett tilstand.

Figur 6 viser et snitt langs linjen 6-6 på figur 2. Figur 7 viser på samme måte som figur 6 en alter-nativ utførelsesform av en detektor ifølge oppfinnelsen.

Detektoren 10 på figur 1, 2 og 3 har en monteringsflate 12, en flottør 14 og en toppflate 16. Den nedad rettede' monteringsflate 12 har et antall åpninger 18, i hvilke føle-elementene er montert. Åpningene 18 er anordnet i par svarende til føleelementenes 2 tilslutningsledere. Føle-elementene 20, 22, 24 og 26 strekker seg, som vist på figur 3, fra åpningene 18 til forskjellig avstand ned fra monteringsflaten 12. Føleelementene er topolede halvledere eller dioder. De øvre ender av åpningene 18 strekker seg opp til toppflaten 16.

Flottøren 14 strekker seg ned fra monteringsflaten 12 og er beregnet på å gi detektoren en positiv flyteevne i et viTkTåflig medium, hvori detektoren skal arbeide. Størrelsen av flottøren 14 er beregnet slik at monteringsflaten 12 vil ligge i overflaten av væsken, i hvilken detektoren skal arbeide. På denne måte vil føleelementene ha hver sin forhåndsbestemte avstand fra monteringsflaten 12, dvs. under væskeoverflaten. Dette muliggjør nøyaktige målinger av dybden av substansen som befinner seg i det øvre området av væsken.

Hele detektoren 10 innbefattet flottøren 14 og den øvre del 27, som danner monteringsflaten 12 og toppflaten 16, består av neopren gummiskum med lukkede celler betegnet nitril. Nitril anvendes i foreliggende oppfinnelse fordi det har en motstand mot kjemisk dekomponering når det utsettes for forskjellige substanser innbefattet hydrokarboner. Når detektoren anvendes for å detektere hydrokarboner på overflaten av grunnvann, blir nitrilet ikke dekomponert når det utsettes for

grunnmineraler eller hydrokarbonsubstanser.

Toppflaten 16 anvendes for forbindelse av føle-elementene. 20, 22, 24 og 26 med en elektrisk kabel for even-tuell forbindelse til et føle- eller måleinstrument (ikke vist). Toppflaten 16 er forsynt med et antall trykte ledningsføringer 28, hvis ene ende er anordnet i området av hver sin åpning 18, hvor tilledningene fra føleelementene er festet for eksempel ved lodding. Den andre ende 30 av ledningsføringene 28 er anordnet i ett område for tilslutning til en flerlederkabel. Ledningsføringene 28 er avsatt direkte på overflaten av nitrilet slik at det unngås noen særskilt trykket kretsplate. An-bringelsen av trykte ledningsføringer på overflaten av nitril er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3.956.041, nr. 4.160.050 og nr. 4.144.118,

Som vist på figur 1 og 2 er det anordnet en sentral åpning 32 i midten av detektoren for å muliggjøre glidbar montering av detektoren på en vertikal føring for tilpasning av detektoren til nivået av væsken som skal overvåkes.

Figur 4 viser detektoren 10 forsynt med en bånd-formet kabel 33 som er forbundet med ledningsføringene 28. Kabelen har åtte ledere 34 med to par ledere langs kabelens sidekanter. Hver av lederne 34 har en tilslutning 35 som er forbundet med endene 30 av ledningsføringene ved hjelp av lodding. Kabelen 33 er foldet og har i midtpartiet en rekke hull 36 som, som: følge av foldingen, er i flukt med hverandre. Føringen 39 strekker seg gjennom hullene 36. Kabelen er strekkavlastet til toppflaten 16 ved hjelp av en lask 37 og festeskruer 38. Figur 4 viser videre føringsrør 3 9 som strekker seg gjennom den sentrale åpning i detektoren og hullene 36 i kabelen. Føringsrøret 39 stabiliserer detektoren fra sideveis bevegelse, men muliggjør vertikal bevegelse i sam-svar med endring av vannivået.

Som vist på figur 5 har toppflaten 16*^en omkretskant 41, slik at en tetningsmasse 40 av epoksy holdes på plass inntil den herdner. Tetningsmassen skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til figur 7.

Figur 6 viser at føleelementene 20, 22, 24 og 26 ved sine to tilslutninger er festet ved undersiden av monter-ingsf laten 12, idet åpningene 18 er metallbelagt fra toppflaten 16 ned til monteringsflaten 12. Her er tilslutningslederne 42 for føleelementene loddet til punkter 33 i den nedre ende av de metallbelagte gjennomgående åpninger 18. Metallbelegningen på innsiden av åpningene 18 utføres som en del av de trykte ledningsføringer 28 på toppflaten 16, slik at ingen ytterligere forbindelser er nødvendig der.

På figur 7 er åpningene 18 ikke metallbelagt, slik at tilslutningslederne 4 2 må strekke seg helt opp til toppflaten 16 for å forbindes med de trykte ledningsføringer 28. Slik forbindelse kan skje ved lodding. I tilfelle av at tilslutningslederne 42 ikke er lange nok til å nå opp til toppflaten 16 er de forsynt med en forlengelse 44, som er butt-sveiset tillendene av tilslutningslederne 42. Forlengelsene 44 er av nikkel på grunn av deres lave varmeledningsevne.

Føleelementene 20, 22, 24 og 26 er innkapslet i elektrisk isolasjon 46.Isolasjonen er vanlig krympeslange som er farveløs og har minst mulig tykkelse for ikke å minske følsomheten av føleelementene, f.eks. 0,38 mm eller mindre. Endene av krympeslangen strekker seg langs tilslutningslederne 42 og forlengelsene 44 og inn i utsparinger 48 i monteringsflaten 12, og disse utsparinger er dekket med tettende jTag""av epoksyharpiks i likhet med tetningslaget 40 som dekker toppflaten 16. På denne måte er føleelementene eller diodene godt isolert fra omgivelsene de befinner seg i. Da detektoren er avhengig av måling av strømmen som flyter gjennom de forskjellige føleelementer eller dioder,er det viktig at lekkasje-strøm mellom føleélementenes tilledere 42, 44 hindres. Slik lekkasjestrøm vil vanligvis forårsakes av substanser i væsken som overvåkes, som for eksempel mineraler eller lignende i grunnvann. Kombinasjonen av krympeslangen som omgir diodene og tetningssjiktet i fordypningene 48 og tétningssjiktet 40

på toppflaten isolerer føleelementene elektrisk fra væsken som overvåkes og hindrer lekkasjestrøm.

Konstruksjonen ifølge oppfinnelsen gir en øket grad og pålitelighet av informasjonen som utledes. Monterings flaten som befinner seg på væskeoverflaten muliggjør en lett konstruksjon av detektoren med føleelementene anordnet i forskjellig dybde under væskeoverflaten, hvilket muliggjør måling både av tykkelsen av hydrokarbonsubstansene og graden av økning eller minskning av deres tilstedeværelse. Anvendelsen, av nitril i flottøren gir øket stabilitet, slik at den ikke korroderer som følge av tilstedeværelsen av forskjellige substanser i grunnvannet innbefattet substanser med hydro-karboninnhold. Dette muliggjør at detektoren kan arbeide i lange perioder med konstant overvåkning av hydrokarbonsubstanser i hele perioden. Motstandsevnen for nitril mot forskjellige korrosive substanser sikrer at føleelementene beholder sin bestemte dybde i væsken under hele overvåknings-perioden.

Claims (9)

1. Detektor for anvendelse i et apparat for detektering av en substans på en væskeoverflate, karakterisert ved en monteringsflate som vender ned mot væskeoverflaten, et antall følere montert i forskjellig forhåndsbestemt avstand under monteringsflaten, en flottør som er festet til monteringsflaten for å bære denne på væskeoverflaten, slik at følerne rager ned til forskjellig kjent dybde under væskeoverflaten.

2. Detektor ifølge krav 1, karakterisert ved elektriske ledere som er forbundet med følerne og deler av disse bæres av flottøren.

3. Detektor ifølge krav 1, karakterisert ved at monteringsflaten er dannet av ekstra flottørmateriale med vesentlig større flyteevne enn selve flottøren.

4. Detektor ifølge krav 1, karakterisert ved at monteringsflaten er en omkransende flens på en masse av flottørmateriale rundt en sentral del av massen som danner selve flottøren.

5. Detektor ifølge krav 4, karakterisert ved at omkretsen av flensen er hovedsakelig sirkulær.

6. Detektor ifølge krav 4, karakterisert ved at flottørmassen har en andre flate på flensen rettet motsatt monteringsflaten.

7. Detektor ifølge krav 6, karakterisert v e d at de elektriske ledere til følerne befinner seg på den andre flate.

8. Detektor ifølge krav 7, karakterisert v e d en omkretskant på den andre flate for å oppta et for-seglingsmateriale før dette herdner.

9. Detektor ifølge krav 8, karakterisert ved at forseglingsmaterialet innbefatter en epoksyharpiks for å dekke koplingen mellom de elektriske ledere og følerne for å minske ødeleggelse av disse.