DE102018120971A1 - Humidity sensor with condition monitoring - Google Patents

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DE102018120971A1
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Dieter Funken
Olaf Textor
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit in einer Umgebung der Vorrichtung (1), umfassend ein feuchteempfindliches Sensorelement (2), wobei zumindest eine Eigenschaft des Sensorelements (2) von der Feuchtigkeit der Umgebung beeinflussbar ist, und eine Elektronik (4), welche dazu ausgestaltet ist, zumindest ein Messsignal (M) von der Sensoreinheit (2) zu empfangen, aus dem Messsignal (M) die Feuchtigkeit der Umgebung zu bestimmen, anhand des Messsignals (M) einen elektrischen Widerstand (R) des Sensorelements (2) zu ermitteln, und anhand des elektrischen Widerstands (R) eine Zustandsüberwachung der Vorrichtung (1) vorzunehmen und zumindest einen Zustandsindikator zu ermitteln. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit einer Umgebung.

Figure DE102018120971A1_0000
The invention relates to a device (1) for determining and / or monitoring moisture in an environment of the device (1), comprising a moisture-sensitive sensor element (2), at least one property of the sensor element (2) being able to be influenced by the moisture in the environment , and an electronic system (4), which is designed to receive at least one measurement signal (M) from the sensor unit (2), to determine the humidity of the environment from the measurement signal (M), based on the measurement signal (M) an electrical resistance (R) of the sensor element (2), and using the electrical resistance (R) to carry out a status monitoring of the device (1) and to determine at least one status indicator. The present invention further relates to a method for determining and / or monitoring a humidity of an environment.
Figure DE102018120971A1_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit eines Mediums in einer Umgebung der Vorrichtung.The invention relates to a device for determining and / or monitoring a moisture of a medium in an environment of the device.

Feuchte- oder Feuchtigkeitssensoren zur Bestimmung und/oder Überwachung der absoluten und/oder relativen Feuchtegehalts der Umgebung weisen typischerweise ein feuchtesensitives Sensorelement auf, von welchem ein von der Feuchtigkeit abhängiges Messsignal empfangbar ist. Dieses Messsignal wird beispielsweise in einer ebenfalls zu dem Messgerät gehörenden Elektronikeinheit aufbereitet und/oder verarbeitet.Moisture or moisture sensors for determining and / or monitoring the absolute and / or relative moisture content of the environment typically have a moisture-sensitive sensor element from which a measurement signal dependent on the moisture can be received. This measurement signal is processed and / or processed, for example, in an electronic unit that also belongs to the measuring device.

Bekannt geworden sind unter anderem Feuchtesensoren mit feuchtesensitiven Sensorelementen auf Basis eines feuchteempfindlichen Polymers. Zur Bestimmung des Feuchtegehalts kann dann beispielsweise eine kapazitive Messung oder eine resistive Messung vorgenommen werden. Beide Größen, die Kapazität und der Widerstand des Sensorelements, weisen jeweils eine Abhängigkeit vom Feuchtegehalt in der Umgebung des Sensors auf. Im Falle einer kapazitiven Messung ist beispielsweise eine das Polymer enthaltende Schicht zwischen zwei metallischen Elektroden angeordnet und dient als Dielektrikum eines durch die beiden Elektroden gebildeten Kondensators. Bei einem resistiven Feuchtesensor wird hingegen eine Veränderung des Widerstands zwischen den beiden Elektroden detektiert.Moisture sensors with moisture-sensitive sensor elements based on a moisture-sensitive polymer have become known, among other things. A capacitive measurement or a resistive measurement can then be carried out, for example, to determine the moisture content. Both quantities, the capacitance and the resistance of the sensor element, each have a dependency on the moisture content in the vicinity of the sensor. In the case of a capacitive measurement, for example, a layer containing the polymer is arranged between two metallic electrodes and serves as the dielectric of a capacitor formed by the two electrodes. With a resistive moisture sensor, however, a change in the resistance between the two electrodes is detected.

Derartige Sensoren sind häufig ferner mit einer Heizeinheit ausgestattet, um durch Aufheizen des Sensorelements einen wohldefinierten Grundzustand hinsichtlich des Feuchtegehalts innerhalb des feuchteempfindlichen Sensorelements herstellen zu können.Such sensors are often also equipped with a heating unit in order to be able to produce a well-defined basic state with regard to the moisture content within the moisture-sensitive sensor element by heating the sensor element.

Eine ausschließliche Modellierung des Sensorelements als Widerstand oder Kapazität bilden die tatsächlichen Gegebenheiten nur näherungsweise ab. Wie beispielsweise in der EP1411349B1 beschrieben, ist es für einen Frequenzbereich 0<f<50Hz zur Erzielung einer hohen Messgenauigkeit zweckdienlich, das Sensorelement als Parallelschaltung einer veränderlichen Kapazität und eines veränderlichen Widerstands darzustellen. Passende Werte für die Kapazität und den Widerstand lassen sich ermitteln, indem das Sensorelement durch eine Spannungsquelle und ein Schaltelement in einem ersten Messablauf über einen ersten Messwiderstand und in einem zweiten Messablauf über einen zweiten Messwiderstand geladen und/oder entladen wird.Exclusive modeling of the sensor element as resistance or capacitance only approximates the actual circumstances. As for example in the EP1411349B1 described, it is expedient for a frequency range 0 <f <50 Hz to achieve a high measuring accuracy, to represent the sensor element as a parallel connection of a variable capacitance and a variable resistance. Suitable values for the capacitance and the resistance can be determined by charging and / or discharging the sensor element by means of a voltage source and a switching element in a first measurement sequence via a first measurement resistor and in a second measurement sequence via a second measurement resistor.

Ein Problem in Zusammenhang mit der Messgenauigkeit von Feuchtesensoren ist, dass im fortlaufenden Betrieb Verschmutzungen des Sensorelements, insbesondere einer Oberfläche des Sensorelements, auftreten können. In dieser Hinsicht ist es einerseits bekannt geworden, das Sensorelement durch geeignete Schutzvorrichtungen und/oder Filter gezielt für bestimmten Substanzen der Umgebung zu schützen.A problem in connection with the measurement accuracy of moisture sensors is that contamination of the sensor element, in particular a surface of the sensor element, can occur during continuous operation. In this regard, it has become known, on the one hand, to protect the sensor element specifically for certain substances in the environment by means of suitable protective devices and / or filters.

Andererseits oder darüber hinaus wäre es aber auch wünschenswert, solche Verschmutzungen und/oder auch andere Defekte eines entsprechenden Messgeräts rechtzeitig erkennen zu können.On the other hand or in addition, it would also be desirable to be able to recognize such contaminations and / or other defects of a corresponding measuring device in good time.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit zur Zustandsüberwachung eines Feuchtemessgeräts bereitzustellen.Proceeding from this, the present invention is based on the object of providing a simple possibility for monitoring the condition of a moisture measuring device.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch das Verfahren nach Anspruch 10.This object is achieved by the device according to claim 1 and by the method according to claim 10.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit in einer Umgebung der Vorrichtung, umfassend ein feuchteempfindliches Sensorelement, wobei zumindest eine Eigenschaft des Sensorelements von der Feuchtigkeit der Umgebung beeinflussbar ist, und
eine Elektronik. Die erfindungsgemäße Elektronik ist dazu ausgestaltet, zumindest ein Messsignal von der Sensoreinheit zu empfangen, aus dem Messsignal die Feuchtigkeit der Umgebung zu bestimmen,
anhand des Messsignals einen elektrischen Widerstand des Sensorelements zu ermitteln, und anhand des elektrischen Widerstands eine Zustandsüberwachung der Vorrichtung vorzunehmen und zumindest einen Zustandsindikator zu ermitteln.With regard to the device, the object on which the invention is based is achieved by a device for determining and / or monitoring moisture in an environment of the device, comprising a moisture-sensitive sensor element, at least one property of the sensor element being able to be influenced by the moisture in the environment, and
an electronics. The electronics according to the invention is designed to receive at least one measurement signal from the sensor unit, to determine the humidity of the environment from the measurement signal,
to determine an electrical resistance of the sensor element on the basis of the measurement signal, and to carry out state monitoring of the device on the basis of the electrical resistance and to determine at least one state indicator.

Diesem Vorgehen liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Widerstand ein Maß für den Zustand der Vorrichtung ist. Wie bereits erwähnt, lässt sich das Sensorelement durch eine Kapazität und einen parallel zu der Kapazität geschalteten Widerstand, auch als Parallelwiderstand bezeichnet, darstellen. Dieser Widerstand wird erfindungsgemäß zur Durchführung einer Zustandsüberwachung herangezogen.This procedure is based on the knowledge that the resistance is a measure of the state of the device. As already mentioned, the sensor element can be represented by a capacitor and a resistor connected in parallel with the capacitor, also referred to as a parallel resistor. According to the invention, this resistance is used to carry out condition monitoring.

Eine bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass das feuchteempfindliche Sensorelement eine feuchteempfindliche Schicht umfasst, welche Schicht zumindest eine Eigenschaft aufweist, die von der Feuchtigkeit der Umgebung beeinflussbar ist. Insbesondere handelt es sich um einen Feuchtesensor auf Polymerbasis.A preferred embodiment includes that the moisture-sensitive sensor element comprises a moisture-sensitive layer, which layer has at least one property that can be influenced by the moisture in the environment. In particular, it is a polymer-based moisture sensor.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung zumindest zwei Elektroden, wobei das feuchteempfindliche Sensorelement zwischen den Elektroden angeordnet ist.In a further embodiment, the device comprises at least two electrodes, the moisture-sensitive sensor element is arranged between the electrodes.

Die beiden Elektroden bilden zusammen mit dem Sensorelement ein Kondensatorelement, wobei das Sensorelement als Dielektrikum des Kondensatorelements dient. Ebenfalls handelt es sich bei dem Sensorelement um ein Widerstandselement, wobei das Sensorelement einen Widerstand bildet.The two electrodes together with the sensor element form a capacitor element, the sensor element serving as the dielectric of the capacitor element. The sensor element is also a resistance element, the sensor element forming a resistor.

Bevorzugt wird das Sensorelement mit einem Sendesignal in Form einer elektrischen Spannung beaufschlagt. Das von dem Sensorelement empfangene Messsignal hängt dann unter anderem von der Feuchtigkeit der Umgebung, insbesondere der relativen Luftfeuchte, ab.The sensor element is preferably subjected to a transmission signal in the form of an electrical voltage. The measurement signal received by the sensor element then depends, among other things, on the moisture in the environment, in particular the relative atmospheric humidity.

Eine bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass die Elektronik dazu ausgestaltet ist, aus dem Messsignal eine Kapazität des Sensorelements zu ermitteln, und anhand der Kapazität die Feuchtigkeit der Umgebung zu bestimmen. In diesem Falle handelt es sich um einen kapazitiven Feuchtesensor.A preferred embodiment includes that the electronics are designed to determine a capacitance of the sensor element from the measurement signal and to determine the humidity of the environment on the basis of the capacitance. In this case it is a capacitive humidity sensor.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass die Elektronik eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung der Kapazität des Sensorelements und eine Bestimmungseinheit zur Bestimmung des elektrischen Widerstands des Sensorelements umfasst.A further preferred embodiment includes that the electronics comprise a determination unit for determining the capacitance of the sensor element and a determination unit for determining the electrical resistance of the sensor element.

In dieser Hinsicht ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung, insbesondere die Elektronik, ein Schaltelement zum Hin- und Herschalten zwischen der Bestimmungseinheit zur Bestimmung der Kapazität des Sensorelements und der Bestimmungseinheit zur Bestimmung des elektrischen Widerstands des Sensorelements umfasst. So können die Bestimmung der Feuchtigkeit und die Zustandsüberwachung abwechselnd vorgenommen werden. Vorteilhaft kann in diesem Falle eine wechselseitige Beeinflussung der beiden Vorgänge vermieden werden.In this regard, it is advantageous if the device, in particular the electronics, comprises a switching element for switching back and forth between the determination unit for determining the capacitance of the sensor element and the determination unit for determining the electrical resistance of the sensor element. So the determination of the humidity and the condition monitoring can be carried out alternately. In this case, a mutual influence of the two processes can advantageously be avoided.

In einer Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Einrichtung zur Bestimmung des elektrischen Widerstands und die Einrichtung zur Bestimmung der Kapazität derart ausgestaltet sind, dass Sendesignale mit unterschiedlichen Frequenzen erzeugbar sind, insbesondere ist mittels der Einrichtung zur Bestimmung des elektrischen Widerstands ein erstes Sendesignal mit einer ersten Frequenz und mittels der Einrichtung zur Bestimmung der Kapazität ein zweites Sendesignal mit einer zweiten Frequenz erzeugbar. Entsprechend weisen dann auch die Messsignale unterschiedliche Frequenzen auf.In one configuration of the device, the device for determining the electrical resistance and the device for determining the capacitance are designed in such a way that transmission signals with different frequencies can be generated, in particular by means of the device for determining the electrical resistance, a first transmission signal with a first frequency and a second transmission signal with a second frequency can be generated by means of the device for determining the capacitance. Accordingly, the measurement signals then also have different frequencies.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über eine Verunreinigung und/oder zumindest teilweise Zerstörung des Sensorelements, insbesondere um eine Aussage über eine Verschmutzung des Sensorelements mit zumindest einer in der Umgebung enthaltenen Substanz, handelt.A particularly preferred embodiment provides that the status indicator is a statement about contamination and / or at least partial destruction of the sensor element, in particular a statement about contamination of the sensor element with at least one substance contained in the environment.

Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Verunreinigungen des Sensorelements beispielsweise häufig zu leitenden Ablagerungen im Bereich des Sensorelements, insbesondere auch auf der Oberfläche des Sensorelements, führen können. Dies wiederum hat eine Verringerung des Widerstands des Sensorelements mit zunehmender Verunreinigung zur Folge.This embodiment is based on the knowledge that contamination of the sensor element, for example, can frequently lead to conductive deposits in the region of the sensor element, in particular also on the surface of the sensor element. This in turn results in a reduction in the resistance of the sensor element with increasing contamination.

In dieser Hinsicht ist es somit von Vorteil, wenn die Elektronik dazu ausgestaltet ist im Falle, dass der Widerstand einen vorgebbaren Grenzwert unterschreitet, eine Meldung über den Zustand des Sensorelements, insbesondere über das Vorliegen einer Verunreinigung und/oder zumindest teilweise Zerstörung des Sensorelements, zu generieren und/oder auszugeben.In this respect, it is therefore advantageous if the electronics are designed to provide a message about the state of the sensor element, in particular about the presence of contamination and / or at least partial destruction of the sensor element, in the event that the resistance falls below a predeterminable limit value generate and / or output.

Ebenso ist es denkbar, dass die Elektronik dazu ausgestaltet ist, den zeitlichen Verlauf des Widerstands aufzuzeichnen. Anhand des zeitlichen Verlaufs kann eine Abschätzung hinsichtlich des Grades einer Verunreinigung und/oder des Ausmaßes einer Zerstörung des Sensorelements durchgeführt werden.It is also conceivable that the electronics are designed to record the time course of the resistance. On the basis of the time course, an estimate can be made regarding the degree of contamination and / or the extent of destruction of the sensor element.

Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage hinsichtlich eines Defekts an zumindest einer Komponente der Vorrichtung handelt. Bei dem Defekt kann es sich beispielsweise um einen Defekt des Sensorelements handeln, insbesondere um eine Abnutzung oder zumindest teilweise, chemische Zersetzung, des Sensorelements. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Sensorelement in Form einer feuchteempfindlichen Schicht ausgestaltet ist. In diesem Falle lässt sich beispielsweise ein verringerte Schichtdicke, die insbesondere durch eine Abnutzung oder zumindest teilweise, chemische Zersetzung der Schicht entsteht, feststellen. Ebenso ist es denkbar, die Anlagerung von Verunreinigungen an der Vorrichtung, insbesondere am Sensorelement, zu detektieren.Another particularly preferred embodiment includes that the status indicator is a statement regarding a defect in at least one component of the device. The defect can be, for example, a defect in the sensor element, in particular wear or, at least partially, chemical decomposition, of the sensor element. This is particularly advantageous if the sensor element is designed in the form of a moisture-sensitive layer. In this case, for example, a reduced layer thickness, which arises in particular as a result of wear or at least partial chemical decomposition of the layer, can be determined. It is also conceivable to detect the accumulation of impurities on the device, in particular on the sensor element.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit einer Umgebung, insbesondere einer Vorrichtung nach zumindest einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
wobei von einem feuchteempfindlichen Sensorelement ein Messsignal empfangen wird,
wobei aus dem Messsignal die Feuchtigkeit der Umgebung bestimmt wird,
wobei anhand des Messsignals ein elektrischer Widerstand des Sensorelements ermittelt wird, und
wobei anhand des elektrischen Widerstands eine Zustandsüberwachung der Vorrichtung vorgenommen und zumindest ein Zustandsindikator ermittelt wird.The object on which the invention is based is further achieved by a method for determining and / or monitoring a moisture in an environment, in particular a device according to at least one embodiment of the method according to the invention,
a measurement signal being received by a moisture-sensitive sensor element,
the humidity of the environment is determined from the measurement signal,
wherein an electrical resistance of the sensor element is determined on the basis of the measurement signal, and
a condition monitoring of the device is carried out on the basis of the electrical resistance and at least one condition indicator is determined.

Bei dem Zustandsindikator handelt es sich beispielsweise um eine Aussage über eine Verunreinigung und/oder zumindest teilweise Zerstörung des Sensorelements, insbesondere um eine Aussage über eine Verschmutzung des Sensorelements mit zumindest einer in der Umgebung enthaltenen Substanz, oder eine Aussage hinsichtlich einer Fehlfunktion zumindest einer Komponente der Vorrichtung handelt.The status indicator is, for example, a statement about contamination and / or at least partial destruction of the sensor element, in particular a statement about contamination of the sensor element with at least one substance contained in the environment, or a statement regarding a malfunction of at least one component of the sensor element Device acts.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird aus dem Messsignal eine Kapazität des Sensorelements ermittelt, wobei anhand der Kapazität die Feuchtigkeit der Umgebung bestimmt wird.In one embodiment of the method, a capacitance of the sensor element is determined from the measurement signal, the moisture in the surroundings being determined on the basis of the capacitance.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden der elektrische Widerstand und die Kapazität abwechselnd bestimmt.In a particularly preferred embodiment, the electrical resistance and the capacitance are determined alternately.

Noch eine bevorzugte Ausgestaltung beinhaltet, dass die Kapazität und/oder der Widerstand anhand eines Real- und/oder Imaginärteils des Messsignals und/oder anhand eines Phasenwinkels des Messsignals ermittelt wird/werden.Another preferred embodiment includes that the capacitance and / or the resistance is / are determined on the basis of a real and / or imaginary part of the measurement signal and / or on the basis of a phase angle of the measurement signal.

Es sei darauf verwiesen, dass die in Zusammenhang mit der Vorrichtung erläuterten Ausgestaltungen sich mutatis mutandis auch auf das erfindungsgemäße Verfahren anwenden lassen und umgekehrt.It should be pointed out that the configurations explained in connection with the device can also be applied mutatis mutandis to the method according to the invention and vice versa.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert:

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Feuchtesensors auf Polymerbasis nach Stand der Technik, und
  • 2 zeigt eine schematische Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
The invention is explained in more detail with reference to the following figures:
  • 1 shows a schematic representation of a polymer-based moisture sensor according to the prior art, and
  • 2 shows a schematic embodiment of a device according to the invention

In den Figuren sind gleiche Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit auf eine Vorrichtung in Form eines kapazitiven Feuchtesensors auf Polymerbasis.In the figures, the same elements are provided with the same reference numerals. The following description refers to a device in the form of a capacitive polymer-based moisture sensor without restricting the generality.

1 zeigt eine schematisch dargestellten, kapazitiven Feuchtesensor 1 auf Polymerbasis. Das Messgerät 1 umfasst ein feuchtesensitives Sensorelement 2 mit einer Polymerschicht, welches zwischen zwei Elektroden 3 angeordnet und mittels der Anschlussleitungen 5 mit einer Elektronik 4 verbunden ist, welche unter anderem der Verarbeitung der vom Sensorelement 2 empfangenen Messsignale dient. Der Feuchtegehalt einer Umgebung U des Sensorelements 2 ist in diesem Fall eine Funktion der Kapazität C des durch die Elektroden 3 und des als Dielektrikum wirkenden Sensorelements 2. 1 shows a schematically shown, capacitive humidity sensor 1 based on polymer. The measuring device 1 comprises a moisture-sensitive sensor element 2 with a polymer layer, which is between two electrodes 3 arranged and by means of the connecting lines 5 with electronics 4 which is, among other things, the processing of the sensor element 2 received measurement signals. The moisture content of an environment U of the sensor element 2 in this case is a function of the capacity C through the electrodes 3 and the sensor element acting as a dielectric 2 ,

Das Sensorelement 2 kann in einem Ersatzschaltbild als Parallelschaltung einer Kapazität C und eines Widerstands R dargestellt werden, wie in 2 gezeigt. Während die Kapazität C beispielsweise zur Bestimmung des Feuchtegehalts der Umgebung der Vorrichtung 1 herangezogen werden kann, eignet sich der Widerstand R zur Zustandsüberwachung der Vorrichtung.The sensor element 2 can be used in an equivalent circuit as a parallel connection of a capacitance C and a resistance R are represented as in 2 shown. While the capacity C for example to determine the moisture content in the vicinity of the device 1 resistance can be used R for condition monitoring of the device.

Zu diesem Zweck umfasst die Elektronik 4 eine Einrichtung 6 zur Bestimmung der Kapazität C und eine Bestimmungseinrichtung 7 zur Bestimmung des Widerstands R. Zudem umfasst die Elektronik ein Schaltelement 8, mit welchem zwischen den beiden Einrichtungen 6 und 7 zur Bestimmung der Kapazität C und des Widerstands R hin- und her geschaltet werden kann. Ein derartiges Schaltelement 8 muss aber nicht zwingend Teil der Elektronik 4 sein.For this purpose, electronics include 4 An institution 6 to determine the capacity C and a determination device 7 to determine the resistance R , The electronics also include a switching element 8th , with which between the two facilities 6 and 7 to determine the capacity C and resistance R can be switched back and forth. Such a switching element 8th but does not have to be part of the electronics 4 his.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung beinhaltet, dass die Kapazität C und der Widerstand R abwechselnd bestimmt werden. Zu diesem Zweck können insbesondere zwei unterschiedliche Sendesignale S1 und S2 mit unterschiedlichen Frequenzen f1 und f2 generiert und verwendet werden derart, dass auch zwei unterschiedliche Messsignale M1 und M2 ausgewertet werden. Die unterschiedlichen Sendesignale S1 und S2 können jeweils auch in den Einrichtungen 6 und 7 zur Bestimmung der Kapazität C und des Widerstands R enthalten sein.A particularly preferred embodiment of the invention includes that the capacity C and the resistance R can be determined alternately. For this purpose, in particular two different transmission signals S 1 and S 2 with different frequencies f 1 and f 2 can be generated and used such that two different measurement signals M 1 and M 2 are also evaluated. The different transmission signals S 1 and S 2 can each also in the devices 6 and 7 to determine the capacity C and resistance R be included.

BezugszeichenlisteReference list

11
Vorrichtung, Feuchtesensor, MessgerätDevice, moisture sensor, measuring device
22
Feuchteempfindliches SensorelementMoisture sensitive sensor element
33
ElektrodenElectrodes
44
Elektronikelectronics
55
AnschlussleitungenConnecting cables
66
Einrichtung zur Bestimmung der KapazitätCapacity determination facility
77
Einrichtung zur Bestimmung des WiderstandsDevice for determining resistance
88th
Schaltelement Switching element
UU
UmgebungSurroundings
CC
Kapazitätcapacity
RR
Widerstandresistance
SS
SendesignalBroadcast signal
MM
MesssignalMeasurement signal
ff
Frequenzfrequency

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 1411349 B1 [0005]EP 1411349 B1 [0005]

Claims (13)

Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit in einer Umgebung der Vorrichtung (1), umfassend ein feuchteempfindliches Sensorelement (2), wobei zumindest eine Eigenschaft des Sensorelements (2) von der Feuchtigkeit der Umgebung beeinflussbar ist, und eine Elektronik (4), welche dazu ausgestaltet ist, zumindest ein Messsignal (M) von der Sensoreinheit (2) zu empfangen, aus dem Messsignal (M) die Feuchtigkeit der Umgebung zu bestimmen, anhand des Messsignals (M) einen elektrischen Widerstand (R) des Sensorelements (2) zu ermitteln, und anhand des elektrischen Widerstands (R) eine Zustandsüberwachung der Vorrichtung (1) vorzunehmen und zumindest einen Zustandsindikator zu ermitteln.Device (1) for determining and / or monitoring moisture in an environment of the device (1), comprising a moisture-sensitive sensor element (2), at least one property of the sensor element (2) being able to be influenced by the moisture in the environment, and electronics (4) which are designed to to receive at least one measurement signal (M) from the sensor unit (2), to determine the humidity of the environment from the measurement signal (M), to determine an electrical resistance (R) of the sensor element (2) on the basis of the measurement signal (M), and carry out a status monitoring of the device (1) on the basis of the electrical resistance (R) and determine at least one status indicator. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 wobei das feuchteempfindliche Sensorelement (1) eine feuchteempfindliche Schicht umfasst, welche Schicht zumindest eine Eigenschaft aufweist, die von der Feuchtigkeit der Umgebung beeinflussbar ist.Device (1) after Claim 1 wherein the moisture-sensitive sensor element (1) comprises a moisture-sensitive layer, which layer has at least one property that can be influenced by the moisture in the environment. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend zumindest zwei Elektroden (3), wobei das feuchteempfindliche Sensorelement (2) zwischen den Elektroden (3) angeordnet ist.Device (1) after Claim 1 or 2 comprising at least two electrodes (3), the moisture-sensitive sensor element (2) being arranged between the electrodes (3). Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik (4) dazu ausgestaltet ist, aus dem Messsignal (M) eine Kapazität (C) des Sensorelements (2) zu ermitteln, und anhand der Kapazität (C) die Feuchtigkeit der Umgebung zu bestimmen.Device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the electronics (4) are designed to determine a capacitance (C) of the sensor element (2) from the measurement signal (M) and, based on the capacitance (C), the moisture of the To determine the environment. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektronik (4) eine Bestimmungseinheit (6) zur Bestimmung der Kapazität (C) des Sensorelements (2) und eine Bestimmungseinheit (7) zur Bestimmung des elektrischen Widerstands (R) des Sensorelements (2) umfasst.Device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the electronics (4) a determination unit (6) for determining the capacitance (C) of the sensor element (2) and a determination unit (7) for determining the electrical resistance (R) of the sensor element (2) includes. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5 umfassend ein Schaltelement (8) zum Hin- und Herschalten zwischen der Bestimmungseinheit (6) zur Bestimmung der Kapazität (C) des Sensorelements (2) und der Bestimmungseinheit (7) zur Bestimmung des elektrischen Widerstands (R) des Sensorelements (2) umfasst.Device (1) after Claim 5 comprising a switching element (8) for switching back and forth between the determination unit (6) for determining the capacitance (C) of the sensor element (2) and the determination unit (7) for determining the electrical resistance (R) of the sensor element (2). Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Einrichtung (6) zur Bestimmung des elektrischen Widerstands (R) und die Einrichtung (7) zur Bestimmung der Kapazität (C) derart ausgestaltet sind, dass Sendesignale (S) mit unterschiedlichen Frequenzen (f) erzeugbar sind, insbesondere wobei mittels der die Einrichtung (6) zur Bestimmung des elektrischen Widerstands (R) ein erstes Sendesignal (S1) mit einer ersten Frequenz (f1) erzeugbar ist, und wobei mittels der Einrichtung (7) zur Bestimmung der Kapazität (C) ein zweites Sendesignal (S2) mit einer zweiten Frequenz (f2) erzeugbar ist.Device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the device (6) for determining the electrical resistance (R) and the device (7) for determining the capacitance (C) are designed such that transmission signals (S) with different frequencies (f) can be generated, in particular with which the device (6) for determining the electrical resistance (R) can generate a first transmission signal (S 1 ) with a first frequency (f 1 ), and with the device (7) for Determining the capacitance (C) a second transmission signal (S 2 ) with a second frequency (f2) can be generated. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage über eine Verunreinigung und/oder zumindest teilweise Zerstörung des Sensorelements (2), insbesondere um eine Aussage über eine Verschmutzung des Sensorelements (2) mit zumindest einer in der Umgebung enthaltenen Substanz, handelt.Device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the condition indicator is a statement about contamination and / or at least partial destruction of the sensor element (2), in particular a statement about contamination of the sensor element (2) with at least one substance contained in the environment. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei dem Zustandsindikator um eine Aussage hinsichtlich einer Fehlfunktion zumindest einer Komponente der Vorrichtung (1) handelt.Device (1) according to at least one of the preceding claims, wherein the condition indicator is a statement regarding a malfunction of at least one component of the device (1). Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Feuchtigkeit einer Umgebung, insbesondere einer Vorrichtung nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei von einem feuchteempfindlichen Sensorelement (2) ein Messsignal (M) empfangen wird, wobei aus dem Messsignal (M) die Feuchtigkeit der Umgebung bestimmt wird, wobei anhand des Messsignals (M) ein elektrischer Widerstand (R) des Sensorelements (2) ermittelt wird, und wobei anhand des elektrischen Widerstands (R) eine Zustandsüberwachung der Vorrichtung (1) vorgenommen und zumindest ein Zustandsindikator ermittelt wird.Method for determining and / or monitoring moisture in an environment, in particular a device according to at least one of the preceding claims, a measurement signal (M) being received by a moisture-sensitive sensor element (2), the humidity of the environment is determined from the measurement signal (M), wherein an electrical resistance (R) of the sensor element (2) is determined on the basis of the measurement signal (M), and a condition monitoring of the device (1) is carried out on the basis of the electrical resistance (R) and at least one condition indicator is determined. Verfahren nach Anspruch 10, wobei aus dem Messsignal (M) eine Kapazität (C) des Sensorelements (2) ermittelt wird, und wobei anhand der Kapazität (C) die Feuchtigkeit der Umgebung bestimmt wird.Procedure according to Claim 10 , a capacitance (C) of the sensor element (2) being determined from the measurement signal (M), and the humidity of the surroundings being determined on the basis of the capacitance (C). Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der elektrische Widerstand (R) und die Kapazität (C) abwechselnd bestimmt werden.Procedure according to Claim 10 or 11 , the electrical resistance (R) and the capacitance (C) being determined alternately. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 10-12, wobei die Kapazität (C) und/oder der Widerstand (R) anhand eines Real- und/oder Imaginärteils des Messsignals (M) und/oder anhand eines Phasenwinkels des Messsignals (M) ermittelt wird/werden.Method according to at least one of the Claims 10 - 12 , the capacitance (C) and / or the resistance (R) being determined on the basis of a real and / or imaginary part of the measurement signal (M) and / or on the basis of a phase angle of the measurement signal (M).
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