DE2644883A1

DE2644883A1 - Feuchtigkeitsempfindliche widerstandsvorrichtung

Info

Publication number: DE2644883A1
Application number: DE19762644883
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hayakawa; Tsuneharu Nitta; Ziro Terada
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1977-07-07
Also published as: FR2336777A1; GB1565554A; CA1047168A; US4080564A; DE2644883B2; DE2644883C3; FR2336777B1

Description

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IBERLlN 33 t MÜNCHEN AuQuita.VlktorIt.Strae«66 _R ρηορυΐ/Ε <. PARTNFR Piinz.n«wr.tr«i· ä Ur KUoOnKfc & ΓΑΚ I INCK P.t.-Anw.Dr.lng.Ruichk. Ui. l\Ui)Uni\t » rniM nuR Prt.-Anw.Dipl.-lng. Prt.-Anw.Dipl.-rng. - P ATP NIT A NW Ϊ I TF ^Ηβη· ^Ε· ^RMcllk· OlafRuKhk· ΓΑΙ ClN IAINWALI C τι.— μοι 880324 Telefon:090/Jg^g BERLIN -MÖNCHEN Telagnunm-Adr····: am TELEX: 1I37W TELEX: 522717

M 57^0

Matsushita Electric Industrial Go., Ltd. Osaka, Japan

"Feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung "betrifft eine feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung zum Nachweisen der Feuchtigkeit einer Umgebungsatmosphäre, die einen aus einem gesinterten Metalloxidsubstrat gebildeten, feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand aufweist, auf dessen Oberfläche Elektroden aufgebracht sind, wobei der spezifische Widerstand des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstands abnimmt, wenn die Umgebungsfeuchtigkeit, die auf die Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes einwirken kann, steigt, und die ein Heizelement besitzt, das in der Nähe des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes zum Aufbringen von Strahlungswärme auf die Oberfläche des feuchtigkeitsempfind-

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lichen Widerstandes angeordnet ist, wobei das Heizelement zur Verbesserung der Empfindlichkeit des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes verwendbar ist. Durch Verwendung einer geringen Menge Strahlungswärme steigt die Feuchtigkeitsempfindlichkeit und durch Anwendung einer großen Menge an hoher Strahlungswärme

: können mögliche Sleeken auf der Oberfläche des feuchtigkeits-

' empfindlichen Widerstandes, wie Ölflecken, entfernt werden, um \ ι die eventuelle durch die Hecken, beeinträchtigte empfindlichkeit; des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes'wieder herzustellen.;

.' Die Erfindung betrifft eine feuchtigkeitsempfindliche wider- ₍ ! Standsvorrichtung und insbesondere eine neuartige, feuchtigkeitsj-

[ j

j empfindliche Widerstandsvorrichtung, die ein Substrat aus gesin-j tertem Metalloxid mit auf einer Oberfläche aufgebrachten Elektroden aufweist, wobei um das Substrat herum ein Heizfaden angeordnet ist.

Kürzlich sind ein Mikrowellenofen, ein elektronischer Ofen usw. mit einem feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand zum Kochen von Nahrungsmitteln mittels eines Heizverfahrens entwickelt worden. Ein herkömmlicher, feuchtigkeitsempfindlicher Widerstand weist ein Substrat mit einer ITeuchtigkeitsaktivität und auf dem Substrat abgelagerten Elektroden auf. Wenn die Nahrungsmittel zum Kochen erhitzt werden, setzen sie Feuchtigkeitsdämpfe frei. Es ist bekannt, daß die Nahrungsmittel durch Steuerung des !''euchtigkeitsdampfes gekocht werden können. Jedoch stößt ein solches, das Kochen der Nahrungsmittel steuerndes Verfahren auf zwei

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Hauptprobleme: (1) Da sich sowohl die Temperatur, als auch die relative Feuchtigkeit in diesen öfen im Laufe der Zeit, eines j i'ages, einer Jahreszeit und/oder beim Herumkochen ändert, kann ! mit solchen Vorrichtungen, die einen herkömmlichen feuchtigkeits-[ empfindlichen Widerstand verwenden, ein Kochen in unveränderlicher weise nicht durchgeführt werden. (2) Da die Nahrungsmittel nicht nur Feuchtigkeitsdampf abgeben, sondern auch üldampf und andere organische Dämpfe beim Aufheizen und Kochen, verschlechtert sich die ürnpfindlichkeit des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes.

Es ist daher ein grundsätzliches Ziel der Erfindung, für eine feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung zu sorgen, die ihre Feuchtigkeitsempfindlichkeit aufrechterhalten kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, für eine feuchtigkeitsempfindliche widerstandsvorrichtung zu sorgen, die fortlaufend j auf eine Veränderung der Umgebungsfeuchtigkeit trotz der

! Schwankung der anfänglichen Feuchtigkeit vor der Feuchtigkeitsveränderung ansprechen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist für eine feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung zu sorgen, die selbst mögliche Verschlechterungen ihrer Feuchtigkeitsempfindlichkeit rückgängig machen kann, die z.B. infolge von auf der Arbeitsoberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes abgelagerten ül auftreten können.

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Diese Ziele werden gemäß der Erfindung erreicht durch eine , feuchtigkeitsempfindliche WiderStandsvorrichtung, die einen aus ^!

einem gesinterten lietalloxid gebildeten Schichtträger mit auf j einer seiner Oberfläche aufgebrachten Elektroden aufweist, wobei der spezifische Widerstand des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes abnimmt, wenn die timgebungsfeuchtigkeit steigt, und die ein Heizelement aufweist, das zur Abstrahlung von Strahlungswärme auf die Arbeitsoberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes in Nähe des letzteren angeordnet ist, wobei die Strahlungswärme zu einem kleinen Teil zur Aufrechter- j haltung einer konstanten Oberflächenfeuchtigkeit des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes und zu einem großen i'eil zur Entfernung oder Säuberung möglicher Flecken, wie auf der Arbeitsoberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes abgelagerte ülflecken, benutzbar ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnungen. In letzteren sind:

J"ig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine graphische Darstellung des Verhältnisses von elektrischem Widerstand und relativer Feuchtigkeit eines Beispiels eines gemäß der Erfindung verwendeten, feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes,

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Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verhältnisses des elektrischen Widerstandes und der '.Temperatur des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes nach Fig. 2,

3?ig. 4 eine graphische Darstellung, die eine Veränderung der i

i relativen Feuchtigkeit während der Aufheizzeit zeigt, ί wenn Wasser in einem Mikrowellenofen erhitzt wird, wobei der Parameter von der anfänglichen relativen Feuchtigkeit in dem Ofen vor dem Aufheizen gebildet wird, (a) bei Verwendung einer herkömmlichen, feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung und (b) bei Verwendung einer feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichjtung nach einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ©in Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungs gemäßen feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung zur Erzielung des in Fig. 4- (b) dargestellten Betriebs und

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung gemäß der Erfindung zum Unterbrechen des Stromflusses durch das Heizelement bei Ausnutzung der in Fig. 3 gezeigten NTC-Thermistoreigenschaft·

In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein grundsätzlicher .Aufbau eines Ausführungsbeispiels einer feuchtigkeitsempfindliehen Widerstandsvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt. Der

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gezeigte grundsätzliche Aufbau der feuchtigkeitsempfindlichen widerstandsvorrichtung weist einen, aus einem -gesinterten Metalloxid gebildeten Schichtträger 1 mit einer feuchtigkeitsempfindlichen kennlinie und interdigitalen elektrode - auf, die auf der überflache des gesinderten Metalloxids aufgebracht sind. Ein Heizdraht 3 ist in Nähe des Schichtträgers oder Substrats 1 angeordnet. Diese Elemente werden von einem Substratgleitstück 4-getragen, durch das Stromzuführungsdrähte 5 geführt sind, die mit dem Heizdraht 3 verbunden sind. Das gesinterte Substrat besteht im wesentlichen aus einem Metalloxid und weist eine feuchtigkeitsempfindliche Eigenschaft in einem unteren Temperaturbereich und eine Nl'C-l'hermistoreigenschaft in einem höheren Temperaturbereich auf. Die meisten bekannten Metalloxide weisen ■ sowohl eine feuchtigkeitsempfindliche Kennlinie, als auch eine

i N'i'G-Thermi s tor eigenschaft auf. ι

Vorzugsweise wird das aus gesintertem Metalloxid bestehende Substrat 1 hergestellt aus Cr₂O-,, FepCU, HiO, ZnO, SnO₂, I¹I Al₂O^, MgO, In₂O₅, MnO₂, GuO, GoO, MgGr₂O^, FeCr₂O^, WiOr₂O^,

, CuCr₂O^, CoCr₂O^, Zn₂TiO^, Zn₃SnO^, Mg₂TiO^ und p. Das beste, aus gesintertem Metalloxid bestehende Substrat 1 weist als Hauptkomponente ein Material aus Gr₂O₇ und/oder MgCr₂O. auf.

Das gemäß der Erfindung verwendete Substrat aus gesintertem Metalloxid kann per Hand oder durch ein bekanntes Herstellungs verfahren hergestellt werden. Die Komponenten der Cxidpulver

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werden innig mit Wasser in gewünschten Zusammensetzungsverhältnissen vermischt und dann getrocknet. Dem getrockneten Pulver wird ein organisches Bindemittel beigemischt. Die auf diese V/eise hergestellte Pulvermischung wird zu einer Plattenform ge- ^;

preßt. Die Platte wird gesintert bei einer !Temperatur zwischen 1100 ⁰C bis 1600 ⁰G. Beim Sintern verdampft das organische Bindemittel.

Die interdigitalen Elektroden 2 können auch von Hand in herkömmlicher Weise hergestellt werden. Bevorzugte Materialien für die Elektroden sind Ag, Au, eine Ag-Pd-Legierung, eine Ni-P-Legierung, Pt, HuO₂, NiO, SnO₂, In₃O₅, TiO₂, ZnO, BaOIiO₅ und BaPbO-,. Diese Materialien sind leitend und kennzeichnen sich durch einen geringeren elektrischen Widerstand als der des aus gesintertem Metalloxid bestehenden Substrats. Die besten Ergeb-

nisse hauen sich bei Elektroden aus RuO₀, SnO_n und In₀O-, ergeben

ι Das Heizelement 3 kann dann um die Elektroden angeordnet werden, J die auf dem gesinterten Substrat abgelagert sind. Mir das Heizelement 3 kann jedes geeignete Material verwendet werden, wie z.B. ein Metalldraht aus einer Ni-Cr-Legierung (Hichrom), einer Ni-Or-Al-Legierung (Kantal), einer I^e-Or-Le^lgerung, Ni-Al (Alumel) und aus Pt.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben. Ein gesintertes Substrat für eine feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung wird von Hand in bekannter Weise hergestellt. Die verwendeten Rohmaterialien sind MgO, Or₂O₅ und TiO₂

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von im Handel gebräuchlichen Reinheitsgrad. Das Zusammensetzungs·- verhältnis ist 80 Mol KgO, 80 Mol Cr₂O^ und 20 Mol TiO₂. Eine Menge Rohmaterialien wird kugelmühlenmäßig unter Zugabe von Wasser gemahlen, innig vermischt und dann getrocknet. Dem Pulver wird eine Emulsion aus Polyvinylalkohol in einem Verhältnis von 100 Gramm Pulver zu 12 cm einer 6-% wässrigen Emulsion des Polyvinylalkohols beigemischt. Die Pulvermischung wird dann

2
ι unter einem Druck von 750 kg/cm zu einer rechteckigen Platte ; einer Fläche 6 mm χ 3 ^mm sowie von einer Dicke von 0,15 mm gepreßt. Die Platte wird dann in der Atmosphäre (Luft) bei 130 ⁰C ι eine Stunde lang gesintert, während sie auf einer Aluminiumplatte gelagert ist. Die gesinterte Platte wird von Hand oder

{ durch ein bekanntes Verfahren poliert, bis es eine Dicke von

j 0,10 mm aufweist. Auf der polierten Platte werden dann auf einer Oberfläche interdigitale Elektroden vorgesehen. Eine Ruthenium-

oxidpaste wird auf der Plattenoberfläche bei 800 C gebrannt, um die Elektroden per se in einer herkömmlichen V/eise zu bilden.

Als Heizelement wird ein Kantaldraht von 0,15 mm Durchmesser verwendet. Das Heizelement, das eine Spiral- oder Wellenform aufweist, ist mit einem Substratgleitstück, z.B. einem Aluminium-!· keramikelement verbunden, und gleichzeitig mit dem aus Metalloxid bestehenden, gesinterten Substrat, auf dem die Elektroden aufgebracht sind, durch ein herkömmliches Verfahren, z.B. durch Punktschweißen, verbunden.

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j Die Feuchtigkeitseigenschaft und die NTC-Thermi st or kennlinie der

j auf diese Weise hergestellten, feuchtigkeitsempfindlichen Wider- ! Standsvorrichtung wird dann im Wege eines herkömmlichen Verfahrens gemessen. Der elektrische Widerstand wird durch Anlegen

ι
eines Feldes einer Wechselspannung von 1 V gemessen. Die Feuchtigkeitsaktivität wird durch Messen des elektrischen Widerstandes im Bereich einer relativen Feuchtigkeit von O % bis 100 % bei 20 ⁰G gemessen. Die G? emp er at ur abhängigkeit des elektrischen Widerstandes wird in einem Temperaturbereich von O O bis 600 G gemessen.

Die gemessene Feuchtigkeitseigenschaft der feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt, aus der ablesbar ist, daß das gesinterte Substrat aus Metalloxid eine hohe Feuchtigkeitsaktivität aufweist.

Die Thermistoreigenschaft des gesinterten Substrats aus Metalloxid istfin 3?ig. 3 dargestellt, wobei ablesbar ist, daß das gesinterte Substrat aus Metalloxid eine nahezu lineare Kennlinie der Temperatur in Abhängigkeit vom Logarithmus des elektrischen Widerstandes in einem Temperaturbereich von ungefähr 150 ⁰O bis 500 ⁰G aufweist.

Einer der Vorteile des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes besteht darin, daß der Temperaturbereich der feuehtigkeits-•empfindlichen Eigenschaft nicht den Temperaturbereich der NTC-Thermistoreigenschaft überlappt. D.h., bei der unteren Tempera-

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turgrenze des NTC-ihermistorbereiches, z.B. bei 150 °0, weist der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand keine feuchtigkeits-, empfindliche Eigenschaft auf, weil die Feuchtigkeit des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes bei einer solch hohen -Tempera·- . tür auf der Oberfläche nicht absorbiert wird. Ein Beispiel für j die Verwendung der NTC-ihermistoreigenschaft wird später beschrie : ben. Vorteile der Verwendung eines gesinterten materials bestehet

darin, daß die Pulver zu jeder beliebigen Form gesintert werden | können und daß das Material in einer Massenproduktion herstellbar ist. Weiterhin ist das gesinterte Material in hohem Maße resistent gegen Wärmestöße, Oxidation und Reduktion.

Wenn die feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung für das zuvor erwähnte Kochen der Nahrungsmittel verwendet wird, das unter Steuerung des von den Nahrungsmitteln während der Erhitzung, d.h. in einem Mikrowellenofen, ausgestoßenen Feuchtigkeitsdampfes ausgeführt wird, kann vorteilhafterweise die nachfolgend beschriebene Heizanordnung verwendet werden.

Aus den Figuren 4 (a) und 4- (b), die Graphiken zeigen, geht eine Veränderung der relativen Feuchtigkeit während der Heizzeit hervor, wenn Wasser mittels Mikrowellen in einem Mikrowellenofen erhitzt wird, in welchem Parameter eine anfängliche relative Feuchtigkeit in dem Ofen vor Beginn der Aufheizung enthalten ist. Fig. 4 (a) zeigt eine Graphik für den Fall einer herkömmlichen feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung, die, wie aus Fig. 4- (a) abzulesen ist, drei verschiedene ohmsche

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Widerstände entsprechend unterschiedlichen Anfangsfeuchtigkeiten, 40 50, 50 % und 60 °/o bei gleicher Heizzeit (siehe gestrichelte Linie) mittels Mikrowellen aufweist. D.h., daß bei Verwendung der herkömmlichen feuchtigkeitsempfindlxchen Widerstandsvorrichtung in einem Mikrowellenofen, um letzteren unmittelbar nach der gewünschten Aufheizzeit auszuschalten, die Ausschalteinstellung infolge der Schwankung der Anfangsfeuchtigkeit (d.h. vor Beginn des Kochens) nicht konstant ist, und daß folglich die gewünschte Kochzeit nicht gut reguliert werden kann.

Fig. 4 (b) zeigt eine Graphik für den Pail, daß ein Heizelement in einer feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung gemäß der Erfindung aufgeheizt wird, um den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand unter Verwendung einer Steueranordnung einer Strahlungswärme auszusetzen, wie z.B. in der später beschriebenen !Fig. 5 gezeigt ist, wobei die Steueranordnung in der feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung enthalten ist. Wie aus der Fig. 4- (b) ablesbar ist, kann die Heizanordnung der Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Voreinstellung eines konstanten, relativen Feuchtigkeitsniveaus ausführen, selbst wenn eine Schwankung der anfänglichen relativen Feuchtigkeit auftritt. Die Einstellung des konstanten, relativen Feuchtigkeitsniveaus kann die Einstellung der Aufheiszeit in Abhängigkeit

j von jeder anfänglichen relativen Feuchtigkeit unnötig machen.

j Fig. '-j veranschaulicht den Fall, in dem die feuchtigkeitsempfind liehe widerstandsvorrichtung gemäß der Erfindung eine Steuer-

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schaltung aufweist, wie Fig. 5 zeigt, ist ein Widerstandsdetektor 13 mit einen* feuchtigkeitsempfindlichen Detektor 11 verbun- ; den und erzeugt ein elektrisches Signal in Abhängigkeit vom Widerstand des feuchtigkeitsempfindlichen WiderStandes, das der Umgebungsfeuchtigkeit entspricht, Das von dem Widerstandsdetektor 13 erzeugte elektrische Signal wird an eine Differentialschaltung 17 gelegt, der auch ein Bezugssignal von einer Bezugssignalquelle (die nicht gezeichnet, sondern einfach durch einen ^; Bogen angezeigt ist) eingegeben wird. Das Bezugssignal ist das ^: Signal, das einer vorbestimmten Normfeuchtigkeit entspricht. Die : Differentialschaltung vergleicht die beiden Signale und erzeugt ein Signal, ein sogenanntes Subtraktionssignal, das der Diffe- ^; renz zwischen dem elektrischen Signal des Widerstandsdetektors

' und dem Bezugssignal entspricht. Das Subtraktionssignal wird

einem Verstärker 16 eingegeben und dann an einen Niveaudetektor 15 und an eine Stromklemme 14 gelegt. Letztere liefert an das Heizelement 12 einen elektrischen Strom entsprechend dem Subtraktionssignal unter Steuerung des Steuersignals, wobei die Feuchtigkeit der Arbeitsfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes auf dem genormten Feuchtigkeitsniveau gehalten wird

Wenn eine anfängliche relative Feuchtigkeit in dem Ofen höher als die genormte ist, wird das Heizelement gemäß der Steuerschaltung betätigt, um die relative Umgebungsfeuchtigkeit in der Nähe des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes bis auf das genormte Niveau herabzusenken.

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Fig. 6 beschreibt den Fall, wenn die feuchtigkeitsempfindliche ; Vorrichtung gemäß der Erfindung eine andere Steuerschaltung zum Aufheizen des Heizelements auf eine hohe !Temperatur aufweist,

■ ■

j um von der Arbeitsfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Wider-Standes mögliche Flecken, wie z.B. Ölflecken, zu entfernen. Hierdurch können nicht nur gewöhnliche Flecken, sondern auch auf der Widerstandsfläche abgelagerte Wassertropfen entfernt werden. Wie Fig. 6 zeigt, ist ein als Widerstandsdetektor dienender Widerstand 13 mit dem feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand 11 verbunden und erzeugt ein elektrisches Signal entsprechend dem Widei stand des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes. Das elektrische Signal stellt die am Widerstand 13 liegende Spannung dar und wird einem Niveaudetektor 18 eingegeben. Wird ein Schalter 1 eingeschaltet, so fließt ein elektrischer Strom durch das Heizelement 12 und das Heizelement strahlt dann Strahlungswärme an den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand ab. Hierbei wird der feuchtigkeitsempfindliche- Widerstand auf eine bestimmte Temperatur aufgeheizt.

Da der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand einen NTC-Thermit[sorber eich in einem hohen Temperaturbereich aufweist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, verringert sich der Widerstand des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes, wenn die Temperatur steigt. Zwischenzeitlich hat der Niveaudetektor die Funktion, die Widerstandsverringerung des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes von einem Wert oberhalb eines vorbestimmten Wertes auf einen Wert unterhalb des vorbestimmten Wertes in dem Thermistorbereich zu

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erfassen, um den btromfluß durch das Heizelement zu unterbrechen und um damit ein übermäßiges Aufheizen des Heizelementes zu verhindern.

Wenn der Widerstandswert des Widerstandes 13 unter den vorbestimmten Wert nach Aufheizung des feuchtigkeitsempfindlichen '■ Widerstandes 11 auf eine Temperatur außerhalb eines die Feuch- ; tigkeit erfassenden Bereiches (d.h. bis zu 100 0 Aufheizung) , fällt, unterbricht der Niveaudetektor den elektrischen Strom, ;

! i

; der durch das Heizelement 12 fließt. Der vorbestimmte Wert ent-

spricht einer Temperatur, die zum Reinigen der Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes (d.h. zum Entfernen möglicher Flecken auf der Widerstandsfläche) geeignet ist. Entsprechend kann bei Verwendung des NTC-Thermistorbereiches des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes das Aufheizen des Heizelementes 12 zur Entfernung möglicher Flecken, wie z.B. von ölflecken, ohne die Gefahr einer übermäßigen Erhitzung ausgeführt werden. Ein geeignetes Element oder eine geeignete Schaltung können als Niveaudetektor verwendet werden. Im Fall des oben ausgeführten Beispiels sind lediglich 20 Sekunden notwendig, um den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand von 20 ⁰C auf 400 ⁰G aufzuheizen und wieder auf 20 O abzukühlen.

Wie aus den dargelegten Ausführungen hervorgeht, ist das Torsehen einer Heizelementanordnung im grundsätzlichen Aufbau einer feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung aus dem Grunde sehr vorteilhaft, weil die Heizelementanordnung benutzt werden

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kann, da je nach liunsch der die !feuchtigkeit erfassende Betrieb

ι der feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandsvorrichtung gesteuert '

und die Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes j

zugleich gereinigt werden können. ;

Insbesondere ermöglicht das Vorhandensein des NTC-'Üherrnistorbereiches des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes ein effektives Aufheizen des Heizelementes beim Reinigen der Widerstandsfluche.

Die erfindungsgemäße feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung, kann, egal, ob sie die oben aufgezeigten Steuerschaltungen aufweist oder nicht, nicht nur zum Kochen von Nahrungsmitteln, sondern auch für eine Vielzahl anderer Anwendungen verwendet werden, i-ine derartige feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung kann ein gleichmäßiges und stabiles Betriebsveruulten aufweisen und in kostensparender Weise im .Rahmen einer ^: iiassenproduktion hergestellt werden.

Patentansprüche

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) [feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung zum hach- ■ weisen der feuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre, gekennzeich-, net durch einen, aus einem gesinterten hetalloxidsubstrat i gebildeten, feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand mit auf i einer Oberfläche des Substrats aufgebrachten Elektroden, wobei der spezifische Widerstand des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes abnimmt, wenn die Umgebungsfeuchtigkeit steigt, und durch ein in Nähe des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes angeordnetes Heizelement zum Aufbringen von Strahlungswärme auf die Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes.

2. Feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Metalloxidsubstrat aus einem Material von Cr₀O-,, Fe₀O₂, NiO, ZnO, SnO₂, TiO₂, Al₂O₅, MgO, In₂O₅, MnO₂," GuO, GoO, MgCr₂O^,

, MnCr₂O^, CuCr₂O^, GoCr₂O^, Zn₂TiO^, und Mg₂SnO^ hergestellt ist.

3. Feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Ketalloxidsubstrat aus Or₂O, hergestellt ist.

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4-, xi'euchtigkeitseuipfindlictie Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte i-.etalloxidsubstrat aus i-jgCr^.CL hergestellt ist.

5· !'"euchtigkeitseiripfindliche wider Standsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode aus einem iiaterial wie Ag, Au, einer Ag-Pd-Legierung, einer j i-P-rLegierung, Pt, iiuOp, r.iO, SnO. _, InpO₇, i'iOp, ZnO, Ba¹PiO-. und BaPbO, hergestellt ist.

6. .Feuchtigkeitsempfindliche widerstandsvorrichtung nach An- [ spruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode aus
einem Material wie ÄuOp, SnCp und InpO-, hergestellt ist.

7. !'''euchtigkeitsenipfindliche widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heiaelement ein um den feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand mit Abstand von letzterem gewundener Draht ist.

8. feuchtigkeitsempfindliche V/iderStandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement aus einem Material wie einer iNi-Cr-Legierung, einer Ni-Or-Al-Legierung, einer !''e-Cr-Legierung, einer Ni-Al-Legierung und Pt hergestellt ist.

j 9· Feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein V/iderstandsdetei.tor

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mit äeui feuchtigkeitsempfindlichen widerstand aur Erzeugung ■ eines elektrischen .bignals in Abhängigkeit vom Widerstandswert des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes verbunden ist, dalts eins Differentialschaltung mit dem Widerstandsdetektor und einer .dezugssignalquelle verbunden ist, die an ι die jJifferentialschaltung ein einer vorbestimmten I^orm-" feuchtigkeit entsprechendes x>ezugssignal legt, wobei die

Differentialschaltung ein Subtraktionssignal entsprechend der Differenz zwischen dem vom "Widerstandsdetektor kommenden bignal und dem Bezugssignal der Bezugssignalquelle erzeugt, und daß ein rsiveaudetektor mit der Differentialschaltung zur .Urzeugung eines Steuersignals entsprechend dem üubtraktionssignal verbunden ist, und daß eine ütromklemme Uiit dem i\iveaudetektor und dem Heizelement verbunden ist, um dem heizelement einen elektrischen Strom zuzuführen, der dem Subtraktionssignal zwecks Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit auf der Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes auf der Normfeuchtigkeit entspricht.

1ü. feuchtigkeitsempfindliche Widerstandsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeitsempfindliche Widerstand einen NTG-Thermistorbereich in einem ■!temperaturbereich oberhalb des für den Betrieb zur Erfassung der Feuchtigkeit notwendigen Temperaturbereiches aufweist, daß ein Widerstandsdetektor vorgesehen ist, der mit dem feuchtigkeitsempfindlichen Widerstand zur. Erzeugung eines elektrischen Signals entsprechend dem Widerstandswert des

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feuchtigkeitsempfindliclien Widerstandes verbunden ist, daß
ein Niveaudetektor mit dem Widerstandsdetektor zur Erfassung einer Abnahme des Widerstandswertes des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes von einem Wert oberhalb eines vorbestimmten Wertes auf einen unterhalb des letzteren liegenden Wert
in dem NiC-Thermistorbereich verbunden ist, um den Stromfluß durch das Heizelement zu unterbrechen und um damit ein übermäßiges Aufheizen des Heizelementes zu verhindern, wobei der vorbestimmte Wert einer Temperatur entspricht, die zum Reinigen der Oberfläche des feuchtigkeitsempfindlichen Widerstandes erwünscht ist.

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