Сенсор обнаружения и локализации дефектов изоляционных покрытий

Полезная модель относятся к электронной системе обнаружения протечек (ELD) и предназначено для периодического или непрерывного контроля обнаружения протечек жидкости через дефекты в  гидроизоляционных слоях с заданной дискретностью локализации на больших площадях строительных конструкций, таких как кровли, утепленные фасады, основания резервуаров, покрытия мостов и эстакад и пр., с целью проведения своевременного ремонта изолирующих покрытий и недопущения необратимых процессов разрушения строительных конструкций, а так же потери теплофизических свойств теплоизоляционных материалов.
Основной задачей гидроизоляционной системы здания является поддержание водонепроницаемой целостности конструкции для предотвращения проникновения воды извне. Любая вода, которая попадает в здание, повреждает структуру, материалы и конструкции, а наличие постоянной влаги в здании приводит к образованию токсичных плесени и грибков, которые могут поставить под угрозу здоровье и благополучие его обитателей. Кроме того, вода, попадающая в здание через крышу, под действием силы тяжести будет просачиваться вниз по всему вертикальному пространству здания. Из различных отчетов известно:
Сорок процентов всех проблем, связанных со зданием, вызваны проникновением воды (см. Architect Magazine, Jun. 6, 2011, https://www.architectmagazine.com/technology/when-it-leaks-it-pours_o).
Вода обычно проникает через крыши, и на крыши приходится всего около 2 процентов стоимости строительства, но на проникновение воды приходится более 70 процентов судебных разбирательств по строительству (см. журнал Architect Magazine, 6 июня 2011 г., https://www.architectmagazine.com/technology/when-it-leaks-it-pours_o).
Возникшие повреждения, намокание утеплителя и утяжеление кровли могут привести даже к катастрофическим последствиям, обрушениям кровель общественных зданий повлекших гибель людей, как это было зимой 2006 г. в Бад-Райхенхале и в польском Катовице. Так несколько лет назад Федеральное министерство строительства Германии установило в качестве одного из стандартов, что своевременное обнаружение повреждений и сохранение построек возможны только при регулярном контроле состояния строительных конструкций на основе диагностических методов.
Статические гидроизоляционные системы и пассивные методы контроля нарушения гидроизоляции, такие как поиск визуальных признаков протечки, по своей сути несут риск, поскольку любые признаки сырости или влажности внутри конструкции почти всегда появляются после того, как ущерб уже нанесен.
Для преодоления проблем, присущих пассивным методам обнаружения протечек, а также из-за высокого риска и затрат, связанных с протечками кровли, в разных странах были разработаны электрические или электронные методы и системы обнаружения протечек (ELD) для кровель общественных зданий. Почти все коммерчески доступные методы и системы ELD основаны на приложении электрического потенциала (напряжения) к внешней (верхней) поверхности кровельной мембраны, чтобы затем сделать вывод о наличии электрического тока, протекающего через прорыв в мембране, либо путем прямого измерения электрического тока в увлажненных слоях, с помощью массива датчиков, размещенных под мембраной. Место утечки может быть определено путем измерения градиента электрического потенциала на верхней поверхности мембраны (т.е. картирования вектора изменения электрического потенциала) или путем рефлектометрии во времени проводников линейных датчиков под мембраной. Все эти методы основаны на наличии воды под мембраной для обнаружения факта и местоположения прорыва мембраны.
Существует несколько вариантов ELD, которые можно разделить на две различные категории: низковольтные методы и высоковольтные методы. ELD, описанный в параграфе выше, является низковольтным методом, где напряжение, прикладываемое к кровельной мембране, обычно составляет менее 40 вольт постоянного тока, а поверхность крыши должна быть влажной, чтобы измерения для обнаружения протечек были эффективными. Напротив, высоковольтный метод требует сухой поверхности крыши и основан на приложении тысяч или даже десятков тысяч вольт постоянного тока к мембране для создания пробоя на землю через дефект мембраны. Основным преимуществом высоковольтного метода является возможность измерения пробоев мембраны на наклонных и вертикальных поверхностях, поскольку нет необходимости держать воду на тестируемой поверхности. Пример такой техники – российская Изотест 2.0 от K-systems group, и зарубежные аналоги.
Существует несколько различных систем и методов низковольтного ELD, представленных на рынке. Векторное картирование электрического поля (EFVM) выполняется на начальном этапе после монтажа кровли, или периодически для технического обслуживания, как того требуют условия гарантии, или для обнаружения давно имеющейся протечки в существующей кровле. Измерения проводятся в основном как метод контроля качества для проверки первоначального монтажа кровли, а также как метод судебной экспертизы для определения места протечки в существующей кровле. EFVM впервые появился в начале 1970-х годов и использует принцип замеров в петле кабеля, уложенного по периметру участка кровли над поверхностью мембраны, на которую подается низковольтный потенциал (обычно до 30 VDC). Поверхность крыши смачивается, а затем техник использует два набора зондов для "картирования" разности напряжений между двумя зондами в зоне, созданной петлей кабеля. Метод основан на использовании необходимого в таких случаях проводящего слоя под мембраной и сравнения всех величин измерений напряжения (т.е. напряжения, измеренного каждым отдельным зондом). Любая утечка воды через мембрану приведет к возникновению электрического тока между кабелем или проводящей петлей по периметру и дефектом в мембране, в результате чего возникнет искажение электрического поле в области, ограниченной кабельной петлей по периметру; затем специалист следует за векторным градиентом искажения напряжения, чтобы определить местоположение пробоины в мембране. Этот метод позволяет исследовать только отдельные участки в зоне кабельной петли и требует хорошей электрической проводимости слоя под мембраной для правильного растекания тока утечки. EFVM в значительной степени зависит от квалификации специалиста, который должен определить, сколько проб достаточно для обнаружения и последующего определения места утечки, а также отсеять ложные срабатывания от электропроводящих проходов в кровле, таких как трубы, вентиляционные отверстия и молниезащитные проводники. Традиционный EFVM не будет корректно работать на кровле EDPM из-за частично проводящей природы материала мембраны. EFVM также имеет ограниченные возможности для обнаружения протечек через несколько слоев кровли и не может использоваться для проверки герметичности мембраны, находящейся в перегруженном состоянии.
Система под названием IntegriScan™ компании Detec Systems преодолевает некоторые ограничения EFVM, используя устройство (похожее по размеру и форме на газонокосилку), которое специалист толкает по поверхности крыши, и которое автоматически находит протечки, используя принципы EFVM в пределах периметра контакта мембраны с устройством IntegriScan™ (см. патент США. No. 9,244,030 «Способ обнаружения протечки в мембране крыши»). Стандарт ASTM D78777 содержит рекомендации по проведению испытаний ELD на обычных мембранах или мембранах с электрической изоляцией. Во всех случаях использования EFVM для установления замкнутой электрической цепи требуется электропроводящая подложка кровли, такая как металл и, в меньшей степени, бетон. Применение EFVM на непроводящих основаниях, таких как дерево или теплоизоляция, требует добавления электропроводящего слоя над основанием, как предлагает упомянутая выше компания K-systems group, со своим материалом Контролит ( https://контролит.рф/kontrolit/ ).
Для минимизации трудозатрат на проведение EFVM иногда периметральные и контрольные кабели постоянно устанавливаются в кровельной системе, так что измерения могут быть быстро выполнены техническим специалистом, когда это необходимо - такой тип EFVM известен как "система по требованию". Основная проблема этого метода обнаружения протечек заключается в том, что он позволяет лишь определить наличие или отсутствие протечки на момент проведения измерений. Даже грамотно смонтированная кровля может начать протекать спустя годы после того, как гидроизоляция подвергнется воздействию ультрафиолетового излучения и многих циклов охлаждения/нагрева. Зачастую конструкция кровли получает повреждения еще до того, как в здании появляется влага. Часто нижняя мембрана в кровельной системе, такая как полимерная или битумная пароизоляционная мембрана, сдерживает утечку воды в течение длительного времени после того, как верхняя гидроизоляционная мембрана получила повреждения,  поэтому строительные конструкции (изоляция и плиты покрытия) между двумя мембранами потенциально будут испытывать годы высокой влажности, разрушения от влаги и развитие плесени, прежде чем произойдет проникновение воды внутрь здания и протечка будет обнаружена. Примером коммерчески доступной системы обнаружения утечек EFVM по требованию является Gaussan™ LV от Gaussan Technologies.
Чтобы преодолеть периодический характер измерений EFVM, системы по требованию были дополнены постоянно установленными электронными измерительными устройствами для обеспечения непрерывного мониторинга кровельных систем. Эти системы основаны  на принципе возбуждения проводящих петель низким напряжением с последующими электрическими измерениями между сеткой проводников расположенных под и над кровельной мембраной (см. патент U.S. Pat. № 9,695,593 Vokey и др."Обнаружение протечек в кровельных мембранах" и U.S. Pat. № 9,157,828 Jaman и др. "Способ и устройство для контроля влажности конструкций на основе сетки дифференциального напряжения")
Аналогично реализовано  и в других системах, контролирующих массив датчиков установленных под мембраной и подключенных к контрольному прибору (см. патент U.S. Pat. № 9,341,540 на имя Gunness за "Систему, метод и программный продукт для обнаружения и локализации утечек" и U.S. Pat. № 9,823,161 Gunness "Система и метод обнаружения и локализации утечек"), российская НИОКР  ИЗОТЕСТ Онлайн от K-systems group. Эти постоянно контролируемые низковольтные системы ELD могут быть установлены в многослойных системах с верхней и нижней мембраной, или в системах со сборной кровлей (BUR), или в системах с инверсионными кровельными мембранными сборками (IRMA). Некоторые системы по требованию дополнены дискретными датчиками, измеряющими влажность и температуру.
Однако, из-за сложности и дороговизны постоянно контролируемой низковольтной системы ELD по требованию, подобная система обычно устанавливается на так называемых дорогостоящих объектах, где дополнительные расходы считаются экономически эффективными. Коммерческие примеры таких систем включают PermaScan™ от Detec Systems для использования на IRMA, Gaussan™ DST и VST от Gaussan Technologies, и Smartex от Progeo и International Leak Detection для использования на IRMA и многослойных изолированных крышах, российская ИЗОТЕСТ Онлайн от K-systems group на здании штаб-квартиры ОАО «РМК», анонсирована так же «Интеллектуальная кровля» от российского ООО «Элгон» и проект от российского стартапа e-Roofer.
applications/leak-detection
Существует так же большая категория точечных и линейных (кабельных) датчиков протечки электропроводящих жидкостей и электронных систем контроля на их основе, в т.ч. с позиционированием места утечки на длине кабеля («ГидроСтаж-3D» -  http://amazonit.ru/gidrostraj/; «TraceTek» -  https://raychem.nvent.com/solutions/commercial/ ). Но эти системы малопригодны для контроля протечек кровельных конструкций, для размещения в слоях кровли и, в главной степени, из-за того, что для надежного срабатывания необходимо значительное увлажнение такого датчика, другими словами, необходимо наличие под ним «лужи» в 1-2 мм высотой, чего обычно не бывает в слоях кровли над утеплителем, где нужно фиксировать кровельную протечку.
Известно устройство [RU2184369 G01N 25/56, G01N 27/22, G21C 17/00, 27.06.2002], содержащее емкостной сенсор влажности и резистивный сенсор температуры , усилитель переменного напряжения, измеритель уровня переменного напряжения, функциональный блок, генератор переменного напряжения, электронный преобразователь сопротивления резистивного сенсора в напряжение (ток), регистратор, причем выход генератора соединен длинной линией с одним из контактов емкостного сенсора, выход усилителя напряжения соединен с входом измерителя уровня напряжения, выход которого соединен с одним из входов функционального блока, второй вход которого подсоединен к выходу преобразователя сопротивления в электрический сигнал (ток, напряжение), ко входу которого с помощью длинной линии подключен резистивный сенсор температуры , а выход функционального блока подсоединен к регистратору, отличающийся тем, что ко второму контакту емкостного сенсора подключена первичная обмотка согласующего трансформатора, второй конец которой соединяется длинной линией с генератором переменного напряжения, а ко вторичной обмотке трансформатора подключена сигнальная линия с волновым сопротивлением, второй конец которой подсоединен ко входным клеммам усилителя напряжения, причем модуль комплексного сопротивления первичной обмотки подключенного к сигнальной линии трансформатора должен быть в 100-200 раз меньше модуля комплексного сопротивления емкостного сенсора. Недостаткам этого устройства является относительно низкая чувствительность, большую инертность процесса и конструктивная сложность, невозможность применения на больших площадях кровельных конструкций.
Известен датчик [RU2167414, G01N 27/22, 20.05.2001], включающий токопроводящие обкладки и влагопоглощающий слой, выполненный из листового фильтрующего материала, пропитанного карбонатами щелочных металлов, причем, токопроводящие обкладки помещены в герметичный диэлектрический чехол. Недостатком этого емкостного датчика является относительно низкая чувствительность, слабая возможность применения на больших площадях кровельных конструкций.
Известен также датчик [RU2263936, G01W 1/11, G01N 25/56, 10.11.2005], содержащий электроизоляционное основание, электроизоляционную подложку с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина, наружный слой которого загрублен, два накладных электрода, контактная поверхность которых выполнена оксидированной и плоской и соприкасается с влагочувствительным слоем, и измерительный прибор, подключенный к выводам накладных электродов, а также два прижимных узла, каждый из которых предназначен для создания постоянного давления соответствующего накладного электрода на рабочую поверхность влагочувствительного покрытия. Недостатком устройства является относительно низкая точность, вызванная нелинейной зависимости между электрическим сигналом и уровнем влажности, невозможность применения на больших площадях кровельных конструкций.
Известен так же датчик [RU152497, U1, G01N 27/00, 10.06.2015], включающий влагопоглощающий слой (слой капиллярно-пористого материала), пропитанный солями щелочных металлов и токопроводящие обкладки, выполненныее в виде двух металлических сеточек (слои из электропроводящего водопроницаемого материала), между которыми расположен влагопоглощающий слой, выполненный из тонкой бумаги, пропитанной хлоридом натрия, металлические сеточки скреплены по периметру и соединены в последовательную электрическую цепь с источником тока и измерительным устройством. Недостатком такого технического решения является его относительно низкая прочность и низкая эксплуатационная надежность, вызванная тем, что, влагопоглощающий слой выполнен из тонкой бумаги, в частности папиросной, которая выполнена пористой слабая возможность применения на больших площадях кровельных конструкций.
Известен датчик утечек [RU2675193, С1, G01N 27/00 (2018.08)], который выполнен в виде двух слоев из электропроводящего водопроницаемого материала, между которыми размещен разделительный слой из капиллярно-пористого диэлектрического материала, причем слои из электропроводящего водопроницаемого материала включены в последовательную цепь с источником тока и измерителем, верхний и нижний защитные слои из капиллярно-пористого диэлектрического материала размещены, соответственно, над одним из двух слоев из электропроводящего водопроницаемого материала и под другим из двух слоев из электропроводящего водопроницаемого материала, причем слои материала соединены между собой средствами, обеспечивающими их закрепление с возможностью проникновения влаги. Слои из электропроводящего водопроницаемого материала выполнены или из алюминиевой фольги толщиной от 0,001 мм - 2 мм, перфорированной сквозными отверстиями диаметром от 0,1 до 5 мм с обеспечением суммарную площадь равномерно пробитых по поверхности отверстий в размере не менее 20% от общей площади слоя, или из сетки, сплетенной из металлической проволоки или углеродного волокна с обеспечением суммарной проходной площади ячеек в размере не менее 20% от общей площади слоя, или из спрессованной металлической проволоки или углеродных волокон толщиной от 0,1 мм до 1 см. В качестве диэлектрического материала, обеспечивающего капиллярно-пористый эффект впитывания попадающей на его влаги используют прессованную целлюлозу, ровинг из полимерных или стекловолокон, хлопчатобумажную ткань, базальтовое волокно, спанбонд из высокомолекулярных соединений. В качестве средств, обеспечивающих закрепление соседних слоев датчика с возможностью проникновения влаги, используют термоклей клей для слоев датчика утечек, нанесенный в виде «паутинки» или пятен или используют сквозную равномерную прошивку слоев датчика утечек диэлектрической ниткой.
Общим недостатком вышеперечисленных конструкций является невозможность, без дорогостоящих цифроаналоговых преобразователей, использования в современных цифровых мониторинговых системах, т.к. используется принцип аналогового измерения неоднородностей растекания электрического тока в слоях кровли, «просадки» постоянно приложенного напряжения, изменения емкости и т.п.
Близким по технической сущности к предлагаемому является устройство Изотест Он-лайн (https://контролит.рф/wp-content/uploads/prezentacija-izotest-on-lajn-obshhaja.pdf) – автоматизированная система осуществляющая непрерывный мониторинг герметичности гидроизоляции и предупреждающая о возникновении проблемы в момент образования повреждения гидроизоляции выдавая точное место расположение в системе координат  привязанной к конкретному объекту. Система представляет собой набор компонентов, сенсорные и контактные провода, модули управления и обработки данных в т.ч. программное обеспечение. Электропроводящий разделительный слой устраивается при производстве кровельных работ в составе кровли и позволяет уже в процессе строительства обеспечивать операторский EFVM мониторинг целостности гидроизоляции, предупреждая протечки и последствия с ними связанные. Основные используемые материалы: Материал Контролит – электропроводящий разделительный слой; Сенсорный кабель; Контактные электроды; Модули управления сенсорными кабелями, сбора и обработки первичной информации. Точность обнаружения протечки, заявляемая изготовителем, до 1м2. Недостатками системы является высокая техническая сложность, требующая выполнения квалифицированных проектных и монтажных работ, размещение некоторых элементов на открытой поверхности поверх гидроизоляционного слоя кровли, что может создавать угрозу их повреждения, уже упомянутый принцип аналогового измерения неоднородностей растекания электрического тока в слоях кровли, в данной системе требующий сравнения текущей картины с «эталонной» в зависимости от времени года, погодных условий, требующий вычислительных мощностей, облачных хранилищ и пр., слабая адаптированность системы к применению на кровлях большой площади.
Известен так же принцип регистрации короткого замыкания между проводниками, уложенными под гидроизоляционные слои из-за воздействия протечки воды.  Патентом DE2921250A1 (второй независимый пункт формулы) описаны система и способ выявления протечек за счёт встраивания токопроводящих полосок (проводников) между кровлей и защищаемым компонентом из материала, который не разлагается под воздействием воды или соленой воды. Если изоляция не повреждена, два проводника не имеют контакта. Если вода или соленая вода проникает через кровлю, это создает перемычку проводника. Вводя импульс тока, можно определить, замкнут ли проводник проникшей водой. Если изоляция не повреждена, измерение сопротивления между парой проводников дает почти бесконечно большое значение. Если внутрь проникла вода, то происходит короткое замыкание и сопротивление значительно снижается. Сравнение измерений сопротивления дает свидетельство того, проникла вода или нет. Разделив проводники на секции из независимых пар проводников, площадь поврежденного участка может быть сужена, так что необходимо будет обновлять только часть кровли. Очевидно, что речь идет о размещении пары проводников в произвольном порядке (возможно по спирали) на некоем участке определенной площади, большей или меньшей, речь в патенте не идет о создании многослойной конструкции с продольно-поперечным изолированным размещением пар проводников и формированием, в случае намачивания водой, электрических цепей обнаружения протечки в координатной плоскости для дискретного позиционирования места протечки на всей контролируемой площади.
Конструктивные особенности системы, раскрытой в патенте DE2921250A1, выбраны в качестве прототипа.
Кроме того, известен ряд публикаций и анонсов о подготовке к производству близких по функциональному назначению систем обнаружения протечек кровельных конструкций:
http://www.mitlex.com/blog/articles/sledit-za-protechkami-krysh-s-pomoshchyu-plansheta.html
https://membranakrov.ru/poiski-protechek-na-ploskoy-krovle;
https://m.nn.ru/record_841992;
https://leak-detection.ru/elektro-vektornoe-kartirovanie;
https://контролит.рф/izotest_onlajn/;
https://www.atomic-energy.ru/news/2020/02/13/101395.
Технической задачей полезной модели является создание практичной, надежной и долговечной конструкции сенсора обнаружения и локализации протечек, работающего автономно или в составе низковольтной автоматизированной ELD системы обнаружения протечек кровельных конструкций, которая была бы широкоприменима на большинстве современных типов плоских и малоуклонных кровель (уклон менее 15% (до 10°)). Конструкции, основанной не на принципах аналогового измерения неоднородностей растекания электрического тока между слоями кровли и основания, а на более простых принципах контроля короткого замыкания вызванного свойством  хорошей электропроводности природной (дождевой) воды, между электропроводниками, закрепленными особым образом на мембранном материале, уложенном в качестве разделительного слоя в конструкции кровли под слоями гидроизоляции, с формированием электрических цепей обнаружения протечки в координатной плоскости для дискретного позиционирования (локализации) места протечки с заданной экономически оправданной точностью, с возможностью дальнейшей обработки с помощью современных средств визуализации, средств анализа, передачи и хранения данных.
Техническим результатом полезной модели, в отличие от большинства известных датчиков, детектирующих влажность или внутри утеплителя, или на слое пароизоляции, т.е. после намокания слоя утеплителя, является своевременное детектирование концентрации влаги на границе с основным слоем гигроскопичного утеплителя, за счет размещения предлагаемого сенсора поверх этого слоя, недопущению, таким образом, за счет раннего обнаружения протечки, попадания с поверхности кровли большого количества воды в утеплитель и далее к строительным конструкциям, из-за различных механических или структурных повреждений гидроизоляционного покрытия.
Указанная задача решается сенсором обнаружения и локализации дефектов изоляционных покрытий (далее – Сенсор, СОЛД), содержащим электропроводники на слоях влагопроницаемой диэлектрической мембраны между гидроизоляционным покрытием кровли и защищаемым компонентом, в котором, согласно предложению, электропроводники попарно параллельны, при этом группы попарно параллельных проводников размещены двумя горизонтальными слоями на плоскости под углом друг к другу и изолированно друг от друга.
Предпочтительно, угол между послойно размещенными группами попарно параллельных электропроводников составляет 90°. Таким образом создается мат в виде горизонтальной координатной плоскости (сетки) из пар изолированных, до момента проникновения влаги, электропроводников, равноудаленных друг от друга.
Мат (или мат составленный из рулонов, содержащих попарно параллельные по длине рулона электропроводники, уложенных в продольном и поперечном направлении)  предлагаемого Сенсора состоит по крайней мере из двух функциональных слоев: из влагоудерживающей в направлении вниз мембраны, задачей которой является обеспечить на своей поверхности растекание воды в месте протечки, формирование «водяного пятна» и недопущение быстрого проникновения влаги в нижние слои кровельного пирога; и слоя геотекстиля средней плотности, выполняющего функции диэлектрического барьера между электропроводниками верхнего и нижнего слоев и функцию фильтрующего (влагопропускающего) в горизонтальной и вертикальной плоскостях материала, для облегчения формирования «водяного пятна» и обеспечения его надежного контакта с электродами (электропроводниками) Сенсора. В высоконагруженных строительных конструкциях, во избежание «спрессовывания», между основными функциональными слоями может быть применен дополнительный (третий) фильтрующий слой.
Электропроводники (электроконтактные влагочувствительные элементы) Сенсора, для своей надежности и долговечности, должны быть выполнены в виде электропроводящих «дорожек» из корозионностойких углеродсодержащих или металлизированных (содержащих металлические волокна нержавеющей стали) нитей (полученных, например, способом, описанным в патенте RU2061122C1). Так же для формирования «дорожек» могут быть использованы графитсодержащие электропроводящие эластичные пасты и компаунды, проволоки из нержавеющих сталей.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 показаны устройство и принцип работы Сенсора в предпочтительном варианте осуществления.
На фиг. 2 показано размещение Сенсора в слоях кровельной конструкции.
Сенсор обнаружения и локализации дефектов (СОЛД) изоляционных покрытий выполнен в виде крупноформатного многослойного мата из синтетических нетканых материалов или мата, составленного, согласно технологической карте, непосредственно на объекте строительства, из рулонов двух типов (влагоудерживающая и фильтрующая основа), уложенных в продольном и поперечном направлении, из нетканых материалов из синтетических волокон различной строительной длины, с предварительно смонтированными на них в заводских условиях парами (дорожками) электропроводников 2 из неизолированных проволок, проводов, углеродсодержащих или металлизированных нитей, соединенных с отрезками многопарного изолированного контрольного кабеля 6, с предустановленными на нем герметичными разъемами 7, или без таковых, для вывода информации о текущих параметрах электрического сопротивления отдельных дорожек в объектовый электрощит (щиты).
Нижний функциональный слой 1 Сенсора может быть изготовлен на основе широко применяющейся в строительстве влагозащитной паропроницаемой диффузионной мембраны, рулона шириной 1-2 м различной строительной длины, на поверхности которой по длине рулона равноудаленно, прямолинейно и параллельно друг другу закреплены пары 2 электропроводников (электропроводящие дорожки, электроды), выполненные путем термоскрепления, встраивания или прострочки этого материала токопроводящей нитью, которая состоит либо полностью, либо содержит в своем составе углеродное (карбоновое) волокно или металлизированной нитью, содержащей проводящие волокна нержавеющей стали.
Кроме указанного, может быть использован и другой вид крепления токопроводящих дорожек (электропроводников 2) на основу: наклеивание, напыление, крепление швами или скобами. Также токопроводящие дорожки могут быть выполнены из графитсодержащих эластичных компаундов или паст, наносимых различными способами на влагоудерживающую мембрану, или же металлизированных токопроводящих нитей (известны нити, содержащие перевитые полиэстеровые и проволочные волокна из нержавеющей стали, или с напылением меди и серебра) или проволок и неизолированных проводников. Кроме указанного, взамен полноценной диффузионной мембраны функционального слоя 1, с некоторым ухудшением влагоудерживающих свойств, могут быть использованы нетканые материалы «спанбонд» и СМС (spunbond, SMS) различной плотности.
Верхний функциональный слой 4, в случае крупноформатного мата, наклеен,  пришит, термоскреплен (сварен) или прикреплен иным способом к нижнему функциональному слою 1 поверх его электродов и представляет собой фильтрующий (влагопропускающий) слой из иглопробивного геотекстиля средней плотности, который за счет влагопроницаемости в продольном и поперечном направлении обеспечивает растекание (формирование) пятна протечки 5 по поверхности влагонепроницаемой мембраны функционального слоя 1 и надежное контактирование электропроводящей жидкости с электропроводниками 2. На поверхности этого слоя так же равноудаленно, прямолинейно и параллельно друг другу закреплены другие пары 2 электропроводников, но развернутых относительно первых под углом 90° и диэлектрически изолированных, в отсутствие протечки, от первых за счет свойств геотекстия. Расстояние между электродами 2 составляет 1-4 см, что обусловлено технологией их нанесения на основу. Кроме того, должно быть обеспечено надежное замыкание электродов в пятне протечки 5, при этом не допуская ложных замыканий при сезонных колебаниях влажности внутри конструкции кровли.
Между функциональными слоями и над ними могут быть установлены дополнительные фильтрующие слои 3, улучшающие растекание пятна протечки 5 в горизонтальной плоскости, в случае применения таких сенсоров в высоконагруженных конструкциях.
Крупноформатные многослойные маты 11 или маты 11, составленные согласно технологической карте непосредственно на объекте строительства, укладываются сплошным ковром по всей площади, послойно встык с проклейкой швов скотчем для пароизоляции, по поверхности теплоизоляционного или армирующего слоя кровли (изолируемой строительной конструкции) под гидроизоляционные слои.
Таким образом, под изоляционными слоями создается влагочувствительная горизонтальная контактная координатная плоскость (сетка) Сенсора (Сенсоров) из пар 2 электропроводников, способная реагировать на возникновение протечек электропроводящих жидкостей в результате дефектов изоляционных покрытий и локализовать место их возникновения.
Стандартно сенсорный слой (мат) 11 размещается в конструкции кровли поверх слоя утеплителя 10 или, в некоторых видах кровельных систем, поверх защитного упрочняющего слоя утеплителя 10 (например, ЦСП листов), пароизоляции 9 на плите перекрытия 8 под слой армированной цементно-песчаной стяжки 12 или слои гидроизоляционного ковра 14.
Необходимость применения синтетических нетканых материалов и углеродноволокнистых (карбоновых) нитей или, например, нитей с содержанием волокон нержавеющих сталей марки 316L в качестве пар 2 электропроводников, вызвана высокими коррозионностойкими качествами этих материалов, а также стойкостью к агрессивным химическим средами и процессам происходящих при «созревании» цементно-песчаных растворов, а также высокими физико-механическими прочностными свойствами, крайне актуальными при проведении строительно-монтажных работ и процессе эксплуатации, что в итоге может обеспечить широкую применимость полезной модели в различных строительных конструкциях.  Для кровельных конструкций, не использующих «мокрые» процессы и цементно-песчаные стяжки в качестве упрочняющего слоя, например, покрытие из ЦСП листов, в конструкции Сенсора могут быть применены вместо углеродных - металлизированные нити, содержащие перевитые полиэстеровые и проволочные волокна из нержавеющей стали более низких марок.
С контрольным электрощитом электроды 2 Сенсора (Сенсоров), в некоторых исполнениях, соединяются с помощью предустановленных в условиях производства на отрезках многопарного изолированного контрольного кабеля 6, герметичных винтовых разъемов 7 и жгута многопарных кабелей необходимой длины. В другом исполнении герморазъемы 7 не используются, кабели соединяются и герметизируются известными электромонтажными способами. Электрощит может быть установлен непосредственно на кровле или чердачном техническом помещении. В щите монтируются клеммные колодки с соответствующей маркировкой для проведения электроизмерений вручную или приемно-контрольные приборы, регистрирующие критические изменения электропроводности отдельных дорожек сенсора автоматически.
Имея информацию о короткозамкнутых, в результате протечки, парах проводников 2 (дорожках) в продольном и поперечном направлении, можно сделать вывод о позиционировании места протечки 13 на перекрестии этих дорожек, и таким образом быстро и точно определить место поиска дефекта изоляционных покрытий, с возможностью  четкой индикации состояния каждой пары проводников на графических планах, посредством современных средств визуализации, используемых в системах мониторинга технологических процессов и/или инженерных систем зданий. Для понимания, при размере ячейки получаемой координатной сетки 500×500 мм, размер пятна детектируемой протечки под гидроизоляционным слоем составит 50-500 мм в диаметре, а участок визуального поиска дефекта гидроизоляционного покрытия 1,0 +/- 0,1 м2.
Перед началом эксплуатации, должны быть установлены пороги «срабатывания», определяемые характеристиками конкретного строительного объекта, уровнем нормальной/избыточной степени насыщения влагой пространства между электродами, сезонными коэффициентами. В случае автоматизированной системы ELD эти параметры учитываются приборами измерения температуры/влажности и алгоритмами специализированного ПО. Для ручных измерений, должны быть составлены соответствующие таблицы. Электрические соединения делаются в соответствии с проектной документацией, инструкциями по эксплуатации, паспортами на продукцию.
Таким образом, полезная модель позволяет:
предотвратить, за счет своевременного обнаружения дефекта и ремонта гидроизоляционного ковра, потери теплоизоляционных свойств кровли на больших площадях и связанного с этим роста энергозатрат на поддержание заданной температуры внутри помещений;
уменьшить вероятность необратимых разрушений строительных конструкций, подвергнувшихся длительному процессу впитыванию влаги и последующей «разморозке»;
устранить проблемы поиска реального места повреждения кровли, вызвавшего протечку, когда влага визуально обнаружена уже на потолочных конструкциях внутри помещения, присутствуют процессы разрушения конструкций и развития плесени (на практике, протечка распространяется по неконтролируемым в процессе строительства слабонаклоненным плоскостям как внутри слоев кровельного пирога, так и по поверхности перекрытия, в результате чего, выход влаги во внутреннее помещение может произойти в месте до десятков метров удаленном от реального места повреждения гидроизоляционных покрытий и возникновения протечки).
Конструкция Сенсора является долговечной, надежной и возобновляемой после своего «срабатывания», т.к. применяемые материалы не корродируют и не разрушаются от влаги, работают в диапазоне температур не уже -40/+60°С, поскольку не имеют в своем составе электронных компонентов, имеют высокие коррозионностойкие, химически нейтральные, а также высокие физико-механические прочностные свойства, имеют высокие показатели по циклической морозостойкости.  Сработавший участок Сенсора со временем, после устранения причины протечки, по мере высыхания влаги между электропроводниками на границе утепляющего слоя за счет свойств изоляционных мембран и фильтрующего слоя, восстановит свои детектирующие свойства и может быть снова поставлен под контроль.
Конструкция Сенсора, в виде сплошного мата из синтетических материалов, по сути представляет собой повсеместно используемый в кровельных конструкциях «разделительный» слой из синтетических волокон (полотна), который применяется в качестве прокладки между теплоизоляционным и армирующим (защитным) слоем кровельного пирога, но с дополнительными вышеописанными полезными свойствами. Соответственно, Сенсор может быть прямо применен вместо обычного разделительного слоя во многих кровельных и фасадных системах, что, таким образом, не увеличит сроки строительства и трудозатраты на его внедрение при монтаже кровель на объектах промышленного и гражданского строительства.