Viele Anlagenmechaniker haben es schon erlebt: Da läuft jemand mit einem klobigen, handyähnlichen Gebilde rum, das eine übergroße Antenne besitzt. Und die Antenne ist, wohl zum Schutz, schön abgerundet mit einer dicken Kugel. Dieser offensichtliche Wichtigtuer hält dieses altertümliche Handy an die Badezimmerwände und ruft plötzlich: „Hier ist es feucht.“ Er deutet dabei auf den Punkt an der Wand und hält das Display seines Angeberphones zur allgemeinen Kontrolle hin. Das Display zeigt die Zahl 52 und der Schamane suggeriert mit seinem Blick, dass er alles versteht, was da jetzt gerade passiert ist. Sie auch, zumindest wenn Sie mit diesem Bericht durch sind.
Verschiedene Methoden
Tasten
Eine untrügliche Analyse zur Auffindung feuchter Stellen ist unsere Haut. Wenn wir beispielsweise einen Siphon unter einer Badewanne abtasten, ohne dabei die entsprechenden Stellen zu sehen, können wir eine Undichtheit erfühlen. Das Tastgefühl der Fingerkuppe gibt uns als Anfangswert das Gefühl für eine trockene Stelle des Siphons. Wandern wir mit diesem Finger und dem Startgefühl, also dem Referenzwert, über den Siphon, so können wir sehr einfach feststellen, ob und wo sich eine feuchte Stelle befindet. Es wird rutschiger und kühler, wenn wir auf einen Wassertropfen treffen.
Bild: IBH
Bild: IBH
Bild: IBH
Widerstand
Eine andere technische Methode ist auf einen Stromfluss angewiesen. Beispielsweise schlägt man einen Nagel in ein Stück Holz und in einem bestimmten Abstand dazu einen weiteren Nagel, so lässt sich zwischen diesen beiden Nägeln eine elektrische Spannung anlegen. Der Strom fließt dann durch das Holz. Und das Entscheidende ist, dass der Widerstand des Holzes mit zunehmender Feuchte sinkt. Nasses Holz leitet also besser als trockenes und schon hat man einen Maßstab, um ein Messgerät mit dieser Information zu füttern. Abhängig vom Widerstand zwischen zwei eingeschlagenen Nägeln signalisiert ein solches Messgerät die Eigenschaft trocken oder eben nass. Die Hersteller einfacher Messtechnik bieten solche Geräte bereits für den Hausgebrauch an. Das Bild auf der Seite 14 unten rechts zeigt ein solches Gerät.
Sie merken an beiden Methoden, also Fingertest und Widerstandsmessung, dass die Ergebnisse nur relativ sind. Denn was die Fingerkuppe oder das Messgerät als trocken bezeichnen, ist subjektiv.
Eine weitere Methode bietet sich noch an, die kapazitive Messung. Diese beschreiben wir ausführlicher.
Was ist kapazitiv?
Um die Kapazität als physikalische Größe zu verstehen, stellt man sich einen sogenannten Kondensator vor. Der besteht im Wesentlichen aus zwei elektrisch leitenden Platten, die man in direkter Nähe zueinander positioniert, die sich aber nicht berühren. Legt man an diese Platten eine Spannung an, so bildet sich innerhalb kurzer Zeit ein elektrisches Feld zwischen den beiden Platten. Dieses elektrische Feld bleibt dann konstant, auch wenn man die angelegte elektrische Spannung abschaltet. Man könnte eine Lampe anschließen und auf diese Weise das elektrische Feld abbauen und die Lampe für einen kurzen Moment zum Leuchten bringen. Dieser Vorgang wiederholt sich übrigens täglich millionenfach auf dieser Welt. Wenn nämlich Fahrräder an Straßenkreuzungen anhalten, das Rücklicht aber auch ohne Stromerzeugung des Dynamos weiter scheint, sorgt dort ein Kondensator mit seiner Kapazität für Erleuchtung, bis dieser dann irgendwann entladen ist.
Einflüsse auf den Kondensator
Als Einflüsse auf die Intensität dieses elektrischen Feldes gibt es drei wichtige Größen. Die eine Größe ist die Fläche, mit der die beiden Platten voreinanderstehen. Je mehr Fläche, desto höher kann die Aufladung vorangetrieben werden. Die zweite Größe ist der Abstand der Platten zueinander. Je kleiner der Abstand ist, desto höher wiederum die Aufladung. Und die dritte entscheidende Größe ist der Einfluss des Stoffes zwischen den beiden Platten. Diese Eigenschaft wird als Dielektrizitätszahl bezeichnet. Luft hat den Wert von 1 und Wasser den Wert 80. Das bedeutet, dass die Anwesenheit von Wasser zwischen zwei elektrisch leitenden, aber nicht verbundenen Platten die Lademöglichkeit 80-fach gegenüber Luft erhöht. Man ersetzt jetzt noch das Wort Lademöglichkeit mit Kapazität und hat das Messverfahren schon fast durchschaut, denn Sie merken schon, welche Methode sich daraus ableiten lässt:
Man legt eine elektrische Spannung an die ominöse Messkugel und erfasst über einen Sensor die Kapazität des so entstandenen Kondensators. Ist der Anteil von Luft zwischen den beiden Stoffen, also zwischen Kugel und Wand, hoch, stellt sich ein eher wenig ergiebiges elektrisches Feld ein. Die Kapazität ist gering. Ist jedoch eine Menge Wasser vorhanden, so steigt die Kapazität.
Bild: Voltcraft
Bild: Voltcraft
RISK steht für Risiko der Durchfeuchtung. WET steht für durchfeuchtetes Material.
Bild: IBH
Wie genau ist das?
Denkt man dieses Verfahren zu Ende, stellt sich natürlich auch die Frage nach der Genauigkeit. Und da scheitert die Aussagefähigkeit und schwankt zwischen spitzenmäßig bis schlecht und undefiniert.
Ziel der hier besprochenen Technik ist es aber auch, eigentlich nur die Feuchte beispielsweise innerhalb einer Wand zu messen, ohne diese öffnen oder irgendwie zerstören zu müssen.
Diese Wand kann als äußere Schicht aus Holz, Gipskarton oder auch Zement bestehen. Diese drei Stoffe haben jeweils unterschiedliche Dielektrizitätszahlen und unter Einfluss von Feuchte auch unterschiedliche Startwerte. Wären also drei Wände extrem trocken und aus diesen drei Materialien könnte das kapazitive Messgerät bei Holz einen Zahlenwert von 30 auswerfen, bei Gips von 25 und bei Zement von 20. Bei erheblicher Durchfeuchtung dieser Wände könnte dann der Wert für Holz bei 70 liegen, der für Gips bei 60 und für Zement bei 50.
Die Ergebnisse sind also relative Zahlen und nicht etwa absolute Zahlen, die dann immer den Schluss zulassen, dass eine 50 in der Anzeige eine klatschnasse Durchfeuchtung markiert.
Die Anzeige des Messwerts wird übrigens in der Praxis draußen mit der erfundenen Einheit Digits versehen.
Warum so viele Details?
Die Benutzung des kapazitiven Messgerätes sieht vor, dass man zuerst einen trockenen Bereich einer Wand als Startwert aufgreift. Beispielsweise wird dort ein Wert von 20 erreicht. Für den Messtechniker ist dieser Wert dann an dieser Wand ein Start- oder auch Referenzwert. Werden weitere Punkte auf der Wand gemessen, die dann von diesem Wert abweichen, so kann mit Fug und Recht behauptet werden, dass dort auch die Durchfeuchtung eine andere ist. Bei sinkenden Digits-Werten sinkt auch die Feuchte und umgekehrt. Vorausgesetzt ist für diese Annahme natürlich, dass diese überprüfte Wand weitestgehend homogen, also gleichmäßig aufgebaut ist. Befindet sich an einer Stelle innerhalb der Wand beispielsweise ein stählerner Maueranker, würde das Gerät kurzfristig vermeintliche Feuchte oder zumindest Digits melden, weil dort die Kapazität durch den Stahl erhöht wäre. Das wäre dann falscher Alarm.
Man schätzt also mit diesem Gerät. Aber das Schätzen läuft hervorragend schnell und führte in Tausenden von Suchaktionen zu einem kostengünstigen Ergebnis. Nähert man sich einer Leckage, steigt der Wert in Richtung des Ursprungs, also des Wasseraustritts, an. Im Idealfall stemmt man dann an der Stelle mit den maximalen Digits die Wand auf und findet idealerweise darunter den Rohrbruch.
Die handelsüblichen Messgeräte dieses Typs lassen übrigens zu, dass man einen Wert vorgibt, ab dem das Gerät ein akustisches Signal abgibt. Damit kann man mit hoher Geschwindigkeit auf größeren Flächen auf Suche gehen. Das Gerät piept beispielsweise bei einer Überschreitung von 30 Digits und signalisiert damit, dass der Messtechniker hier mal genauer schauen sollte.
Tolle Sache, diese kapazitive Messung, und alltagstauglich. Man muss das Verfahren nur kennen, um entsprechende Messwerte auch richtig interpretieren zu können, so wie Sie jetzt.
Bild: maho - stock.adobe.com
Vor jeder Messung
Messgeräte dieses Typs müssen in der Regel bei jedem Einschalten kalibriert werden. Zur Kalibrierung hält man das Messgerät in die Luft, damit es keinerlei Gegenstände berührt. Der Mindestabstand von jeglichen Oberflächen sollte dabei mindestens 10 cm betragen. Dann wird der Kalibrierungsvorgang
gestartet.
Während des Kalibrierens sollte darauf geachtet werden, dass die Hand nicht durch die Nähe zum Kugelkopf den Startwert der Kalibrierung verfälscht. Nach der Kalibrierung sollte der Startwert im Display bei freiem Schwenken des Kopfes unter 0,5 Digits bleiben. Ansonsten ist die Kalibrierung erneut
durchzuführen.
