DE3538463A1 - Resistive humidity sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen resistiven Feuchte fühler mit einem Träger aus einem nicht elektrisch leit fähigen und feuchteunempfindlichen Material.The invention relates to a resistive moisture sensor with a carrier made of a non-electrically conductive capable and moisture-resistant material.
Ein derartiger Feuchtefühler ist aus der US-PS 33 50 941 bekannt. Dort ist in einem Halterahmen ein Träger aus einem nicht elektrisch leitfähigen und feuchteunempfind lichen Material eingespannt. Auf diesem Träger sind feuch teempfindliche Schichten zu beiden Seiten aufgebracht. Diese feuchteempfindlichen Schichten sind wiederum mit elektrisch leitfähigen, aufgesprühten Schichten belegt. Diese bilden die Belege des Kondensators und werden am Halterahmen kontaktiert. Dieser Aufbau ist relativ auf wendig. Er ist einer rationellen Serienfertigung nicht zugänglich. Außerdem ist die Ansprechzeit bedingt durch den Aufbau des Feuchtefühlers relativ groß, da als Meß effekt die in den feuchteempfindlichen Schichten durch sorbiertes Wasser verursachte Erhöhung der Kapazität bzw. die Elektrizitätszahl ausgenutzt werden.Such a humidity sensor is from US-PS 33 50 941 known. There is a carrier in a holding frame a non-electrically conductive and moisture-insensitive material clamped. There are damp on this carrier sensitive layers applied on both sides. These moisture-sensitive layers are also included electrically conductive, sprayed-on layers. These form the evidence of the capacitor and are on Holding frame contacted. This structure is relative on agile. It is not a rational series production accessible. The response time is also due to the structure of the humidity sensor is relatively large, as a measurement effect through in the moisture-sensitive layers sorbed water caused an increase in capacity or the electricity number can be used.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen re sistiven Feuchtefühler anzugeben, welcher einerseits eine kurze Ansprechzeit bei großflächiger Anordnung aufweist und andererseits mit geringem Aufwand in Serie gefertigt werden kann.The invention is based on the object, a re sistive humidity sensor to indicate which one hand has a short response time with large-scale arrangement and on the other hand mass-produced with little effort can be.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved with the kenn characterizing features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen resistiven Feuchtefühler ist der Träger aus einem nicht leitfähigen und feuchteunemp findlichen Material beidseitig mit einer leitfähigen, feuchteunempfindlichen Schicht versehen, wobei diese ge schichtete Anordnung perforiert ist. Dabei dienen die leitfähigen, feuchteunempfindlichen Schichten gleichzei tig als Elektrode, die unmittelbar kontaktiert werden können. Diese Anordnung hat einen vorbestimmten Wider stand. Wenn beispielsweise auf eine der beiden leitfähi gen Schichten ein Wassertropfen gelangt, zerfließt er und sickert durch die Perforation. Sobald Teile des Was sertropfens die andere leitfähige Schicht erreicht haben, vermindert sich sprungartig der vorbestimmte Widerstand dieses resistiven Feuchtefühlers. Diese sprunghafte Ände rung des Widerstandes ist ein Maß dafür, daß der Feuchte fühler mit Wasser in Berührung gekommen ist. Dabei hat die Größe der flächenmäßigen Ausdehnung des Feuchtefüh lers keinen Einfluß auf die Ansprechzeit. Somit erhält man einen einfach aufgebauten Feuchtefühler, dessen An sprechzeit sehr klein ist.In the resistive moisture sensor according to the invention the carrier made of a non-conductive and moisture-resistant sensitive material on both sides with a conductive, provided moisture-insensitive layer, these ge layered arrangement is perforated. The serve conductive, moisture-insensitive layers at the same time tig as an electrode that can be contacted directly can. This arrangement has a predetermined cons was standing. If, for example, one of the two conductive If a drop of water reaches layers, it flows away and oozes through the perforation. Once parts of what drops have reached the other conductive layer, the predetermined resistance suddenly decreases this resistive humidity sensor. This sudden change Resistance is a measure of that of moisture sensor has come into contact with water. Doing the size of the area expansion of the moisture sensor no influence on the response time. Thus receives you have a simply constructed humidity sensor, whose type speaking time is very small.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Träger eine Kunststoffolie und die beidseitig aufgebrachten leitfähigen Schichten sind Metallfolien. Derartige beid seitig metallisierte Kunststoffolien sind im Handel er hältlich, die nur noch perforiert werden müssen. Somit erhält man einen Feuchtefühler, der mit geringem Aufwand in Serie gefertigt werden kann.In an advantageous embodiment, the carrier a plastic film and the applied on both sides Conductive layers are metal foils. Such both metallized plastic films are on the market available that only need to be perforated. Consequently you get a humidity sensor with little effort can be manufactured in series.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die geschichtete Anordnung aus einer beidseitig metallisier ten Trägerfolie aufwickelbar. Dadurch ist es möglich, Druckwasserrohre, die mit der geschichteten Anordnung um wickelt werden, ständig auf Undichtigkeiten zu überwachen. Außerdem kann man hängende, mit flüssigem Kühlmittel kreislauf versehene Vorrichtungen überwachen, wobei im Wartungsfalle dieser Vorrichtung der Feuchtefühler mit tels einer Aufwickelvorrichtung aufgewickelt wird, so daß der Feuchtefühler nicht beschädigt wird.In a further advantageous embodiment, the layered arrangement of a metallized on both sides th carrier film can be wound up. This makes it possible Pressurized water pipes with the layered arrangement around be constantly monitored for leaks. You can also hang liquid coolant Monitor devices provided in the circuit, whereby in the Maintenance trap of this device with the humidity sensor is wound up by a winder, so that the humidity sensor is not damaged.
Eine robuste Ausführungsform ist gegeben, wenn der Träger eine formstabile Isolierplatte ist, die beidseitig mit einer leitfähigen, feuchteunempfindlichen Schicht ver sehen ist. Derartige Isolierplatten sind im Handel als doppelt kaschierte Leiterplatten erhältlich. Die Löcher der Perforation werden mit einem feuchteempfindlichen, ionenhaltigen Material gefüllt. Somit erhält man nicht nur eine robuste sondern auch eine der rationellen Serienfertigung zugänglichen Ausführungsform des resi stiven Feuchtefühlers.A robust embodiment is given when the carrier is a dimensionally stable insulating plate that is on both sides a conductive, moisture-insensitive layer ver see is. Such insulation panels are commercially available as double laminated circuit boards available. The holes the perforation with a moisture-sensitive, filled with ionic material. So you don't get just a robust one but also one of the most rational Series production accessible embodiment of the resi stand-alone humidity sensor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die leitfähigen und feuchteunempfindlichen Schichten des Trä gers mit einem elektrisch leitfähigen Oberflächenentspan nungsmittel imprägniert. Als Oberflächenentspannungsmit tel sind anionenaktive oder kathionenaktive Tenside, bei spielsweise ein Butan-1-Sulfonsäure-Natriumsalz, vorge sehen. Dadurch ist es auch möglich, Vorrichtungen mit Reinwasser-Kühlkreisläufen auf Lecks zu überwachen.In a further advantageous embodiment, the conductive and moisture-resistant layers of the Trä gers with an electrically conductive surface removal impregnated. As surface relaxation with tel are anionic or cationic surfactants, at for example, a butane-1-sulfonic acid sodium salt, pre see. This also makes it possible to use devices Monitor pure water cooling circuits for leaks.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der resistive Feuchtefühler als Leckwasser-Sensor für Strom richterventile mit flüssigem Kühlkreislaufmittel vorge sehen. Dabei ist die geschichtete Anordnung, bestehend aus dem Träger und den beiden elektrisch leitfähigen, feuchteunempfindlichen Schichten, unterhalb eines zu überwachenden Stromrichterventils auf dem Hallenboden ausgelegt. Ein Ende der Anordnung ist mit einer Aufwick elvorrichtung verbunden. Somit erhält man einen empfind lichen Leckwasser-Sensor mit einer geringen Ansprechzeit. Außerdem kann man ohne große Behinderung Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten am Stromrichterventil durchführen. In a further advantageous embodiment, the resistive humidity sensors as leakage water sensors for electricity Rectifier valves with liquid coolant are featured see. The layered arrangement is existing from the carrier and the two electrically conductive, moisture-resistant layers, below one too monitoring converter valve on the hall floor designed. One end of the arrangement is with a winder connected device. So you get a sens leakage water sensor with a short response time. In addition, maintenance or Carry out repair work on the converter valve.
In einer weiteren Ausführungsform ist die geschichtete Anordnung in parallelen Streifen unterhalb eines zu überwachenden Stromrichterventils mit flüssigem Kühl kreislaufmittel auf dem Hallenboden ausgelegt. Somit erhält man einen empfindlichen Leckwasser-Sensor mit einer geringen Ansprechzeit, wobei gleichzeitig durch die Anordnung der streifenförmigen, geschichteten Anord nung als Matrix der Ort der Leckage im Stromrichterven til annähernd angezeigt wird.In another embodiment, the is layered Arranged in parallel strips below one monitoring converter valve with liquid cooling circulating agent designed on the hall floor. Consequently you get a sensitive leak water sensor a short response time, while at the same time the arrangement of the striped, layered arrangement The location of the leak in the converter circuit as a matrix til is approximately displayed.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel des resistiven Feuchtefühlers nach der Erfindung schema tisch veranschaulicht ist.To further explain the invention reference is made to the Drawing referred to in the an embodiment of the resistive humidity sensor according to the invention is illustrated table.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungs gemäßen resistiven Feuchtefühler, Fig. 1 shows a cross section through a fiction, modern resistive humidity sensor,
Fig. 2 zeigt eine Verwendung des Feuchtefühlers als Leckwasser-Sensor, Fig. 2 shows a use of the moisture sensor as a water leakage sensor,
Fig. 3 veranschaulicht eine Matrixanordnung des Feuchte fühlers als Leckwasser-Sensor. Fig. 3 illustrates a matrix arrangement of the moisture sensor as a leakage water sensor.
In der Darstellung gemäß Fig. 1 ist ein Teil eines re sistiven Feuchtefühlers 2 als Querschnitt dargestellt. Der resistive Feuchtefühler 2 enthält einen Träger 4, der beidseitig mit Schichten 6 und 8 versehen ist. Der Träger 4 besteht aus einem nicht elektrisch leitfähigen und feuchteunempfindlichen Material. Die Schichten 6 und 8 sind jeweils aus einem leitfähigen, feuchteunempfind lichen Material und jeweils stoffschlüssig mit dem Träger 4 verbunden. Als Träger 4 ist eine Kunststoffolie und als Schicht 6 und 8 ist jeweils eine Metallfolie vorgesehen. Derartige beidseitig metallisierte Kunststoffolien sind im Handel erhältlich. Eine besonders robuste Ausführung ist gegeben, wenn die Kunststoffolie eine Polyesterfolie ist und diese mit der Metallfolie verklebt ist. Als Metallfolie eignet sich hier besonders eine Folie aus einem nichtrostendem Eisen-Nickel-Chrom-Stahl, da diese eine besonders glatte Oberfläche aufweist und da ein derartiger Stahl auch bei längerem Betrieb des Feuchte fühlers nicht oxydiert oder anderweitig korridiert. Diese geschichtete Anordnung ist perforiert, wobei die Bohrun gen 10 der Perforation beliebig angeordnet sind. Im Handel sind beidseitig metallisierte Kunststoffolien erhältlich, die zum Feuchtefühler 2 weiterverarbeitet werden können.In the illustration of FIG. 1, a part of a re sistiven humidity sensor 2 is shown as a cross section. The resistive moisture sensor 2 contains a carrier 4 , which is provided on both sides with layers 6 and 8 . The carrier 4 consists of a non-electrically conductive and moisture-insensitive material. The layers 6 and 8 are each made of a conductive, moisture-resistant material and each integrally connected to the carrier 4 . A plastic film is provided as carrier 4 and a metal film is provided as layers 6 and 8 . Such plastic films metallized on both sides are commercially available. A particularly robust design is provided if the plastic film is a polyester film and this is glued to the metal film. A foil made of a rustproof iron-nickel-chromium steel is particularly suitable as the metal foil here, since it has a particularly smooth surface and because such a steel does not oxidize or otherwise corrode even when the moisture sensor is operated for a long time. This layered arrangement is perforated, the holes 10 of the perforation being arranged as desired. Plasticized metallized films are available on both sides, which can be further processed into moisture sensors 2 .
In der Fig. 2 ist die Verwendung des Feuchtefühlers 2 als Leckwasser-Sensor bei einem Stromrichterventil 12 dargestellt. Dabei ist der Feuchtefühler 2 am Hallenboden 14 unterhalb des zu überwachenden Stromrichterventils 12 großflächig ausgerollt, wobei die Fläche mindestens so groß ist wie die Turmgrundfläche, nämlich 4,5 m × 5,5 m. Ein Ende des Feuchtefühlers 2 ist mit einer Aufwickel rolle 16 verbunden, wogegen das andere Ende mittels Zu leitungen 18 und 20 mit einer Widerstandserfassung 22 verbunden ist. Der Ausgang der Widerstandserfassung 22 ist mit einer Auswerteelektronik 24 verbunden. Das zu überwachende Stromrichterventil 12 ist als Hängeventil ausgebildet und an dem Hallendach 26 angebracht. Wenn in einer Ventilturm-Etage 28 ein Leck im Kühlkreislauf des Stromrichterventils 12 auftritt, gelangen Tropfen 30 des Kühlmittels über die untere Turmabschirmung 32 auf die Schicht 6 bzw. 8 des Feuchtefühlers 2 am Hallenboden 14. Dort zerfließt der Tropfen 30 und sickert durch den Trä ger 4. Sobald Teile des Tropfens 30 die Schicht 8 bzw. 6 erreicht, ist eine elektrisch leitende Verbindung zwi schen den Schichten 6 und 8 entstanden, die den Wider standswert des Feuchtefühlters 2 sprunghaft verändert. Diese Änderung wird von der Widerstandserfassung 22 erfaßt und von der Auswerteelektronik 24 ausgewertet. Wenn die Stromrichterventile 12, die auf Lecks überwacht werden sollen, Reinwasser-Kühlkreisläufe haben, so sind die leitfähigen und feuchteunempfindlichen Schichten 6 und 8 des Trägers 4 der geschichteten Anordnung mit einem elektrisch leitfähigen Oberflächenentspannungmittels im prägniert. Außerdem wird die Oberflächenspannung der Tropfen 30 des Kühlmittels mit Hilfe des Oberflächenspan nungsmittel zerstört, so daß die Tropfen 30 umgehend durch den Träger 4 sickern können. Als Oberflächenentspannungs mittel ist ein anionenaktives oder kathionenaktives Ten sid vorgesehen. Unter Umständen kann auch handelsübliches Spülmittel verwendet werden. Zwecks Wartungsarbeiten bzw. Reparaturarbeiten am Stromrichterventil 12 kann der Feuch tefühler 2 mittels der Aufwickelrolle 16 aufgewickelt werden. Dadurch kann man ohne große Behinderung die Ar beiten am Stromrichterventil 12 durchführen und der Feuch tefühler 2 wird nicht beschädigt. Unter Umständen kann man den Feuchtefühler 2 auch an der unteren Turmabschir mung 32 anbringen, wenn beispielsweise unterhalb des Stromrichterventils 12 kein Platz am Hallenboden 14 vor handen ist. Das der Aufwickelrolle 16 abgewandte Ende 34 des Feuchtefühlers 2 ist als Teststreifen vorgesehen. Wenn nach den Wartungs- bzw. Reparaturarbeiten der Feuch tefühler 2 wieder auf dem Hallenboden 14 ausgelegt wird, kann man, in dem man das mittels der Zuleitungen 18 und 20 angeschlossene Ende 34 zwischen die Fingerspitzen nimmt, erkennen, ob der Feuchtefühler 2 betriebsbereit ist. Durch diese Gestaltung erhält man einen resistiven Feuchtefühler 2, der in Serie mit geringem Aufwand am laufenden Meter gefertigt werden kann. Außerdem kann man mit diesem resistiven Feuchtefühler 2 Leckagen von mit flüssigem Kühlmittel gekühlten Vorrichtungen erkennen, unabhängig von der Feuchtigkeit der Umgebungsluft, wobei die Ansprechzeit erheblich verkleinert und die Empfindlichkeit vergrößert ist. Ferner kann man den Feuchtefühler 2 als Berührungssensor verwenden, wobei man die Schicht 6 bzw. 8 mit den Fingerspitzen berührt.In FIG. 2 the use of the humidity sensor 2 is shown as water leakage sensor in a power converter valve 12. The moisture sensor 2 is rolled out over a large area on the hall floor 14 below the converter valve 12 to be monitored, the area being at least as large as the base area of the tower, namely 4.5 m × 5.5 m. One end of the moisture sensor 2 is connected to a winding roll 16 , whereas the other end is connected to lines 18 and 20 with a resistance detection 22 by means of. The output of resistance detection 22 is connected to evaluation electronics 24 . The converter valve 12 to be monitored is designed as a hanging valve and is attached to the hall roof 26 . If a leak occurs in the cooling circuit of the converter valve 12 in a valve tower level 28 , drops 30 of the coolant reach the layer 6 or 8 of the moisture sensor 2 on the hall floor 14 via the lower tower shield 32 . The drop 30 flows there and seeps through the carrier 4 . As soon as parts of the drop 30 reach the layer 8 or 6 , an electrically conductive connection between the layers 6 and 8 is formed, which changes the resistance value of the moisture sensor 2 abruptly. This change is detected by the resistance detection 22 and evaluated by the evaluation electronics 24 . If the converter valves 12 to be monitored for leaks have pure water cooling circuits, the conductive and moisture-insensitive layers 6 and 8 of the carrier 4 of the layered arrangement are impregnated with an electrically conductive surface relaxation agent. In addition, the surface tension of the drops 30 of the coolant is destroyed with the aid of the surface tension agent, so that the drops 30 can immediately seep through the carrier 4 . An anion-active or cation-active Ten sid is provided as the surface relaxation agent. Under certain circumstances, commercial detergent can also be used. For maintenance work or repair work on the converter valve 12 , the damp sensor 2 can be wound up by means of the take-up roll 16 . This allows you to perform the Ar work on the converter valve 12 without great hindrance and the moisture sensor 2 is not damaged. Under certain circumstances, the humidity sensor 2 can also be attached to the lower tower shield 32 if, for example, there is no space on the hall floor 14 below the converter valve 12 . The end 34 of the moisture sensor 2 facing away from the take-up roll 16 is provided as a test strip. If after the maintenance or repair work of the damp tefühler 2 is laid out again on the hall floor 14 , one can see in which one takes the end 34 connected by means of the supply lines 18 and 20 between the fingertips, whether the moisture sensor 2 is ready for operation. This design results in a resistive humidity sensor 2 , which can be mass-produced with little effort by the meter. In addition, this resistive humidity sensor can detect 2 leaks from devices cooled with liquid coolant, regardless of the humidity of the ambient air, the response time being considerably reduced and the sensitivity increased. Furthermore, the moisture sensor 2 can be used as a touch sensor, with the layers 6 and 8 being touched with the fingertips.
In der Fig. 3 ist die geschichtete Anordnung, bestehend aus dem Träger 4 und den beiden Schichten 6 und 8 in ein ander parallel angeordneten Streifen 36 auf dem Hallen boden 14 unterhalb des zu überwachenden Stromrichterven tils 12 ausgelegt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur der untere Teil des am Hallendachs 26 angebrachten Strom richterventils 12 dargestellt. Diese Matrixanordnung deckt die Turmgrundfläche ab. Jeder Streifen 36 ist mittels Zu leitungen 18 und 20 mit einer Widerstandserfassung 22 verbunden. Der Ausgang der Widerstandserfassung 22 ist mit der Auswerteelektronik 24 verbunden. Wenn in einer Ventilturm-Etage 28 ein Leck im Kühlkreislauf des Strom richterventils 12 auftritt, gelangen Tropfen 30 des Kühl mittels über die Turmabschirmung 32 auf die Schicht 6 bzw. 8 eines Streifens 36 des Feuchtefühlers 2. Sobald eine leitende Verbindung zwischen den Schichten 6 und 8 entstanden ist, ändert der Widerstand dieses Streifens 36 sich sprunghaft. Diese Änderung wird von der Wider standserfassung 22 erfaßt und von der Auswerteelektronik 24 ausgewertet und der betreffende Streifen 36 angezeigt. Durch diese Gestaltung erhält man einen resistiven Feuch tefühler 2, der als Leckwasser-Sensor verwendet wird, wobei gleichzeitig der Ort der Leckage im Stromrichter ventil 12 annähernd angezeigt wird.In Fig. 3, the layered arrangement, consisting of the carrier 4 and the two layers 6 and 8 in another parallel strip 36 on the hall floor 14 below the to be monitored Stromvensven valve 12 is designed. For reasons of clarity, only the lower part of the converter valve 12 attached to the hall roof 26 is shown. This matrix arrangement covers the base of the tower. Each strip 36 is connected by means of lines 18 and 20 to a resistance detection 22 . The output of the resistance detection 22 is connected to the evaluation electronics 24 . If a leak occurs in the cooling circuit of the converter valve 12 in a valve tower level 28 , drops 30 of the cooling pass via the tower shield 32 onto the layer 6 or 8 of a strip 36 of the moisture sensor 2 . As soon as a conductive connection has been established between layers 6 and 8 , the resistance of this strip 36 changes abruptly. This change is detected by the resistance detection 22 and evaluated by the evaluation electronics 24 and the relevant strip 36 is displayed. This design gives a resistive damp tefühler 2 , which is used as a leakage water sensor, while the location of the leak in the converter valve 12 is approximately displayed.
Claims (15)
Priority Applications (1)
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DE19853538463 DE3538463A1 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Resistive humidity sensor |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19853538463 DE3538463A1 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Resistive humidity sensor |
Publications (1)
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DE3538463A1 true DE3538463A1 (en) | 1987-04-30 |
Family
ID=6284734
Family Applications (1)
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DE19853538463 Withdrawn DE3538463A1 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Resistive humidity sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3538463A1 (en) |
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- 1985-10-29 DE DE19853538463 patent/DE3538463A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |