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Leckagen in nur 120 Sekunden erkennen
Leckagen sind für jedes Industrieunternehmen ein Ärgernis. Denn sie verursachen Kosten, können Folgeschäden hervorrufen und schlimmstenfalls Menschen in Gefahr bringen. Freudenberg Sealing Technologies hat 2021 ein ebenso flexibles wie einfaches System auf den Markt gebracht, das Leckagen in nur zwei Minuten zuverlässig erkennt und Alarm schlägt.
Produktionsanlagen in der Prozessindustrie verfügen häufig über zahlreiche Pumpen, Tanks, Ventile, Rohre und Leitungen. Sind hier Komponenten unsachgemäß verbaut, Schweißnähte unsauber oder haben Dichtungen das Ende ihres Lebenszyklus erreicht, dann kann es zu Leckagen kommen. Flüssigkeiten wie Wasser, Öle und Chemikalien treten dann aus oder laufen über. Ein Szenario, dass die Betreiber nur zu gerne vermeiden wollen. Schließlich können derart austretende Medien wirtschaftliche Einbußen mit sich bringen, aber auch Mitarbeitende und die Anlage schädigen.
Kompakt und raffiniert: Sensortechnik und Spezialvlies aus dem Hause Freudenberg sorgen in den Sensoren des Leakage Control Systems (LeaCo) dafür, dass Leckagen nicht unerkannt bleiben.
Eine zündende Idee ist ihrer Zeit voraus
Wie gut wäre es also, wenn der Betreiber einer solchen Industrieanlage ein flexibles und preisgünstiges Überwachungssystem zur Hand hätte, das Leckagen zuverlässig erkennt und unverzüglich meldet? Genau dieser Gedanke trieb auch Guido Brüggemann um. Der Geschäftsführer des Service Center Zürich von Freudenberg Sealing Technologies war bereits vor rund 20 Jahren an der Entwicklung eines solchen Systems beteiligt. Eine kabelgebundene Version erkannte zwar wie gewünscht Leckagen, erwies sich aber im Einsatz als zu wenig praktikabel. „Worauf es aus Kundensicht letztlich ankam, war ein möglichst flexibles und standardisiertes System, das kabellos funktioniert“, erinnert sich der Schweizer. „Mir schwebte zudem vor, dass es einfach zu installieren und für das Nachrüsten bereits bestehender Anlagen geeignet sein sollte“, so Brüggemann weiter. 2005 brachte er seine Idee eines kabellosen Überwachungssystems zu Papier und ließ es patentieren. Doch es gab ein Problem: Die Technik war noch nicht so weit. Die Zeit – oder vielmehr der technologische Fortschritt – arbeitete aber für Brüggemann: „In den letzten Jahren stand endlich die notwendige Elektronik bereit. Mit ihr können wir zum Beispiel die Sensorfunktion wie gewünscht ansteuern und die richtigen Funkintervalle realisieren.“
2021 ist aus dem Patent nun endlich ein marktreifes kabelloses Produkt geworden. Das Leakage Control System (LeaCo) von Freudenberg Sealing Technologies besteht aus einem oder mehreren kleinen Sensoren, die für das Erkennen der Leckagen zuständig sind, und einem Display als Empfangsmodul. Im Bedarfsfall kann das Funksignal zwischen Sensoren und Display mit einem oder mehreren Repeatern verstärkt werden. Alles was die rund fünf Zentimeter hohen und etwa vier Zentimeter breiten Sensoren zum Erfassen einer undichten Stelle benötigen, steckt unter ihrer Hülle: eine Batterie, ein Prozessor, eine Lichtquelle und ein Stück Freudenberg Spezialvlies. Ihr Zusammenspiel sorgt dafür, dass das System alle zwei Minuten eine Abfrage stellt, ob das Vlies Flüssigkeit aufgenommen hat. Ist dies der Fall, schlägt der betreffende Sensor Alarm. Damit erkennt LeaCo spätestens nach 120 Sekunden das Austreten flüssiger Medien. Der Alarm erreicht das Display-Modul, das – sofern gewünscht – Kurznachrichten an das Smartphone des für die Anlage verantwortlichen Mitarbeitenden sendet. Dieser automatisierte Prozess ermöglicht es ihm, auch außerhalb der Arbeitszeiten auf eine Leckage reagieren zu können.
Autarkes System setzt auf Funktechnologie und Spezialvlies
Sowohl die Sensortechnik als auch das Spezialvlies stammen aus dem Hause Freudenberg. „Für die Verwendung eines Vliesstoffs sprach dessen Kapillarwirkung“, erklärt Application Engineer und Mitentwickler Wulf Geiselhart. „Gelangt Flüssigkeit auf den Sensor, dann saugt das Vlies sie wie ein Löschpapier auf und verteilt sie gleichmäßig.“ Dabei ist es völlig gleich, um welche Art von Flüssigkeit es sich handelt. Ob es Chemikalien, Wasser und Öle sind oder auch Getränke, die ebenfalls in großen Prozessanlagen hergestellt und abgefüllt werden. Ob das Vlies Flüssigkeit aufgenommen hat, erkennt der Prozessor anhand der von ihm angesteuerten optischen Einheit. Ändert sich das Brechungsverhalten des Lichts, dann schlussfolgert der Prozessor daraus, dass das Vlies nicht mehr trocken ist und es zu einer Leckage gekommen sein muss. Der folgende Alarm versetzt den Anlagenbetreiber umgehend in die Lage, die notwendigen Schritte einzuleiten, um die Leckage zu stoppen.
Worauf es aus Kundensicht ankam, war ein möglichst flexibles und standardisiertes System, das kabellos funktioniert.
LeaCo funktioniert dabei völlig autark. Ein wesentliches Element ist das Übertragen der Meldungen per Funktechnologie auf 868 Megahertz-Basis. „Damit ist das Überwachungssystem weder auf WLAN noch Bluetooth angewiesen und kommt zugleich völlig ohne PC-Anbindung oder Plattformen anderer Hersteller aus“, sagt Geiselhart. Den autarken Charakter des Systems unterstreicht die Verwendung von Knopfbatterien, die die Sensoren mit Energie versorgen. Der Lebenszyklus der Batterien ist auf fünf Jahre ausgelegt. Sobald die Leistung der Sensorbatterie nicht mehr ausreicht, informiert das System die Betreiber der Anlage darüber.
Ein ausfallsicheres System
Wo die Sensoren in den Anlagen angebracht werden, das bleibt den Betreibern überlassen. Sie genießen mit dem LeaCo jedenfalls größtmögliche Flexibilität, die Überwachung überall dort einzusetzen, wo bei Tanks, Leitungen, Pumpen, Ventilen und Rohren Leckagen denkbar sind. Der Sensor lässt sich unterhalb der betreffenden Stellen anschrauben oder per Magnet beziehungsweise Klebefolie anbringen. Bis zu 40 verschiedene Stellen können so in einer Anlage mit Sensoren ausgestattet sowie per Funk mit einem einzigen Display-Modul verbunden und überwacht werden. Und sollte ein Sensor einmal den Kontakt zum Display verlieren (eine Überprüfung erfolgt automatisch alle 30 Minuten), dann wird ein Alarmsignal ausgelöst. Sollte das Display-Modul aufgrund eines Stromausfalls nicht mehr genug Energie haben, dann erhält der Verantwortliche eine Kurznachricht auf sein Smartphone. Auf diese Weise verhindert LeaCo durchweg, dass der Ausfall eines Sensors oder des Displays unerkannt bleibt und damit Leckagen unbemerkt auftreten.
Um den Transport des Funksignals zum Display zu unterstützen, bietet Freudenberg Sealing Technologies Repeater an. Sie sind insbesondere bei verwinkelten oder mehrstöckigen Gebäuden zu empfehlen. „Das Signal der Sensoren reicht unter freiem Himmel bis zu 400 Meter weit“, sagt LeaCo-Mitentwickler Geiselhart. „Da wir LeaCo jedoch für den Einsatz in geschlossenen Räumen empfehlen, können Baumaterial und Architektur der Anlage die Qualität der Funkverbindung stark beeinflussen. Die Repeater sorgen dann dafür, das Funksignal zuverlässig weiterzutragen.“ Ein Repeater zählt neben einem Display-Modul und drei Sensoren zum LeaCo-Starterkit, wobei sich das System mit bis zu 40 Sensoren nachrüsten lässt.
Binnen weniger Minuten einsatzbereit
Das autarke und flexible Überwachungssystem stieß nach seiner Markteinführung im Jahr 2021 auf positive Resonanz. Bereits zuvor hatten Testkunden bestätigt, dass das System Leckagen bei Simulationen zuverlässig erkennt und meldet. Zudem betonten sie das sehr einfache Handling. Selbst Ungeübte können LeaCo in nur wenigen Minuten in Betrieb nehmen. Sobald klar ist, wo die Sensoren anzubringen sind, lassen sich diese mit nur wenigen Handgriffen installieren und mit dem Display verbinden. Die Sensoren können darüber hinaus im Display umbenannt werden, was hilft, deren Standorte leicht zuzuordnen.
Flüssigkeiten aller Art: Die LeaCo-Sensoren bemerken das Austreten jeglicher Flüssigkeiten. Von Wasser über Öle und Chemikalien bis hin zu Getränken, wie sie beispielsweise in Brauereien hergestellt und abgefüllt werden.
Nun ist LeaCo natürlich nicht das erste Überwachungssystem am Markt, wie Erfinder Brüggemann weiß: „Es gibt tatsächlich viele Systeme. Darunter ist aber keines, das mit so vielen Alleinstellungsmerkmalen punkten kann wie LeaCo. Denn es gibt aktuell keines, das derart vielseitig, einfach, kostengünstig und flexibel ist.“ Die kabellose Überwachung setzt den Einsatzfeldern keine Grenzen. Besitzer bestehender Anlagen bietet LeaCo den unschätzbaren Vorteil, das System spielerisch leicht integrieren zu können, ohne bauliche Maßnahmen vornehmen zu müssen. Zudem ist der Sensor bewusst klein und kompakt gehalten, wodurch er selbst unterhalb von rotierenden Wellen und Ventilen angebracht werden kann. Schlussendlich überzeugt LeaCo im Preis. Die Kosten für ein Starterkit sind bewusst geringgehalten, was die Beschaffung für viele Unternehmen unkompliziert macht, da in der Regel keine Investitionsanträge zu stellen sind.
Weitere Einsatzfelder möglich
Und auch wenn LeaCo zunächst für den Einsatz in Industrieanlagen konzipiert wurde, ist eine Erweiterung seines Einsatzgebietes denkbar. So würde er auch in Privathaushalten und Heimen seine Stärken ausspielen. Etwa wenn es darum geht, Wasserschäden oder übergelaufene Waschbecken beziehungsweise Badewannen zu melden. „Daneben stellen wir bereits Überlegungen an, wie sich LeaCo als Carrier für Temperatur-, Schall- oder Vibrationssensoren nutzen ließe“, berichtet Brüggemann. „Das würde Unternehmen helfen, etwa den Zustand von Getrieben und Lagern zu überwachen. LeaCo könnte demnach bei der vorbeugenden Instandhaltung sinnvoll unterstützen.“ Daneben will sich Freudenberg Sealing Technologies damit befassen, wie LeaCo optional in bestehende Monitoring-Systeme zu integrieren ist. Damit wären Unternehmen, die sich dies wünschen, ebenfalls bestmöglich gegen Leckagen gewappnet. Denn unerkannt bleiben sie mit LeaCo garantiert nicht mehr.
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