DE4202556C1 - Measurement probe for temp. and dampness - has moisture and temp. sensitive resistor made of cement, graphite and quartz sand - Google Patents

Abstract

A measurement probe for temp. and dampness includes a moisture and temp. sensitive member which contains a moisture and temp. dependent resistor. The temp. and moisture sensitive member contains cement as its main component, along with graphite and a quartz sand component. The temp. and moisture sensitive component is pref. covered with a protective material. ADVANTAGE - The probe is very simple in construction, and is efficient and reliable.

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßfühler für Temperatur und/oder Feuchtigkeit mit einem feuchtigkeits- und temperaturempfindlichen Körper mit temperatur- und feuchtigkeitsabhängigem Widerstand und eine Verwendung eines solchen Meßfühlers.The invention relates to a sensor for temperature and / or Moisture with a moisture and temperature sensitive body with temperature and moisture dependent resistance and use of a such a sensor.

Ein Meßfühlerelement für die Ermittlung von Temperatur und Feuchtigkeit ist aus der DE 38 21 620 C2 bekannt. Das Meßfühlerelement besteht aus:A sensor element for the determination of temperature and Moisture is known from DE 38 21 620 C2. The Sensor element consists of:

(Ba_1-aSr_a)(Ti_1-(b+c)Sn_pZr_c)O₃(Ba _1-a Sr _a ) (Ti _{1- (b + c)} Sn _p Zr _c ) O₃

wobei
0<a1; 0b1; 0c1 und b+c ≠ 0.in which
0 <a1;0b1; 0c1 and b + c ≠ 0.

Der Curie-Punkt dieses Meßfühlerelements wird durch mindestens zwei Elemente nach unten verschoben, die Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen durch das Vorhandensein von mindestens zwei Elementen erhöht. Zur Herstellung eines solchen Meßfühlers sind aufwendige Verfahren notwendig.The Curie point of this sensor element is determined by at least two elements moved down, the sensitivity against temperature changes due to the presence of increased at least two elements. To make a Such sensors require complex procedures.

Aus der DE 30 34 070 C2 ist ein Feuchtigkeitsmeßfühler mit einem Keramikkörper, auf dem die Nachweiselektroden und die feuchtigkeitsempfindliche Schicht angeordnet sind, bekannt. Der Keramikkörper ist aus einer Halbleiterkeramik und die feuchtigkeitsempfindliche Schicht ist beispielsweise eine Oxidschicht der Keramik oder eine Verunreinigungsschicht, die durch Reaktion mit Ionen gebildet ist. Die Herstellung eines solchen Feuchtigkeitsmeßfühlers ist recht aufwendig.From DE 30 34 070 C2 a moisture sensor is included a ceramic body on which the detection electrodes and the moisture-sensitive layer are arranged, known. The ceramic body is made of a semiconductor ceramic and the Moisture-sensitive layer is, for example Oxide layer of the ceramic or an impurity layer that  is formed by reaction with ions. The making of a such a moisture sensor is quite complex.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Meßfühler für Temperatur und/oder Feuchtigkeit anzugeben, der sehr einfach hergestellt werden kann. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung eine Verwendung für einen solchen Meßfühler anzugeben.It is an object of the present invention to provide a sensor for Specifying temperature and / or humidity is very easy can be manufactured. It is also an object of the invention indicate a use for such a sensor.

Die Aufgabe wird bezüglich des Meßfühlers mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und bezüglich der Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Meßfühlers sind in den Unteransprüchen 2 und 3 angegeben.The task is related to the sensor with the characteristics of claim 1 and for use with the Features of claim 4 solved. Beneficial  Further developments of the sensor are in subclaims 2 and 3 indicated.

Gegenstand der Erfindung ist ein Meßfühler, der sowohl zur Bestimmung der Temperatur als auch zur Bestimmung der Feuchtigkeit eingesetzt werden kann. Der Meßfühler besteht aus einem Material, das also sowohl temperatur- als auch feuchtigkeitsempfindlich ist. Schützt man dieses Material z. B. mit einem Lack oder mit Kunststoff- oder Glasüberzügen, d. h. es kann nicht mit Feuchtigkeit in Berührung kommen, so kann man damit die Temperatur bestimmen. Ein weiterer Meßfühler ohne Schutzschicht ist zur Bestimmung der Feuchtigkeit geeignet. Dabei ist es sinnvoll, die Temperaturabhängigkeit durch Einsatz des gleichen Meßfühlers als Temperaturfühler zu kompensieren. Der feuchtigkeits- und temperaturempfindliche Körper besteht aus einer Mischung aus Zement, Quarzsand, Graphit und Bindemitteln. Zement und Quarzsand werden beispielsweise in Verhältnis 2 : 1 miteinander vermischt. Ein solcher feuchtigkeits- und temperaturempfindlicher Körper kann in unterschiedlichen Größen hergestellt werden. Eine sinnvolle Größe ist zum Beispiel 10 mm×4 mm×20 mm. Ein solcher Körper weist in trockenem Zustand andere Widerstandswerte als im feuchten Zustand auf. Zur Widerstandsmessung kann beispielsweise der Körper Teil einer Brückenschaltung sein mit der dann der Widerstand des Körpers bestimmt wird. Zur Temperaturmessung ist es notwendig die anderen Widerstände der Brückenschaltung auf einer nahezu konstanten Temperatur zu halten. Beim Einsatz des Meßfühlers zur Messung des Zustandes einer Bodenverkehrsfläche ist es beispielsweise möglich die anderen Widerstände in 1 m Tiefe im Erdreich unterzubringen. Dort sind nur relativ geringe Temperaturänderungen zu erwarten, d. h. die Widerstände sind auf einer nahezu konstanten Temperatur. Der Einsatz des Meßfühlers zur Erfassung des Zustandes einer Verkehrsfläche ist besonders vorteilhaft, da der Fühler am Fahrbahnrand angebracht werden kann.The invention relates to a sensor, both for Determining the temperature as well as determining the Moisture can be used. The sensor consists of a material that is both temperature and is sensitive to moisture. If you protect this material z. B. with a varnish or with plastic or glass coatings, d. H. it cannot come into contact with moisture, so it can to determine the temperature. Another sensor without protective layer is for determining the moisture suitable. It makes sense to consider the temperature dependency by using the same sensor as a temperature sensor compensate. The moisture and temperature sensitive Body consists of a mixture of cement, quartz sand, Graphite and binders. Cement and quartz sand for example mixed in a ratio of 2: 1. A such moisture and temperature sensitive body can can be produced in different sizes. A sensible one For example, size is 10mm × 4mm × 20mm. Such a When dry, the body has different resistance values than when wet. For resistance measurement can For example, the body can be part of a bridge circuit which then determines the body's resistance. For Temperature measurement it is necessary the other resistances of the Bridge circuit at an almost constant temperature hold. When using the sensor to measure the condition a ground traffic area, it is possible, for example to accommodate other resistors at a depth of 1 m in the ground. There are only relatively small changes in temperature there expect d. H. the resistances are close to one constant temperature. The use of the sensor for Recording the condition of a traffic area is special  advantageous because the sensor can be attached to the edge of the road can.

Die Herstellung eines temperatur- und feuchtigkeitsempfindlichen Körpers gemäß der Erfindung ist sehr einfach. Sie läuft wie folgt ab.:The production of a temperature and moisture-sensitive body according to the invention very easy. It works as follows:

Zunächst werden die einzelnen Komponenten: Zement, Quarzsand, Graphit miteinander vermischt. Dem Gemisch wird Wasser und Bindemittel zugefügt. Die entstandene Masse wird in Formen eingebracht. Der Körper ist einsatzfähig, sobald er ausgehärtet ist. Zur Erhöhung der Stabilität kann der Körper auf ein Substrat aus Keramik aufgebracht werden oder es können Gewebe oder Fäden aus einem isolierenden Stoff, z. B. Kevlar, Glas, in den Körper eingebracht werden. Eine Anordnung aus Substrat, Körper und Kontakten weist den Vorteil auf, daß sie im Falle von Verschmutzung oder Defekt leicht austauschbar ist.First, the individual components: cement, quartz sand, Graphite mixed together. The mixture becomes water and Binder added. The resulting mass is in forms brought in. The body is operational as soon as it is is cured. The body can increase stability can be applied to a ceramic substrate or it can Fabrics or threads made of an insulating material, e.g. B. Kevlar, Glass to be inserted into the body. An arrangement out Substrate, body and contacts have the advantage that they easily exchangeable in case of dirt or defect is.

Zur Erleichterung der Kontaktierung ist es beispielsweise möglich die Enden des Körpers in eine Graphitdispersion einzubringen und so einen Graphitüberzug herzustellen.For example, to make contact easier possible the ends of the body in a graphite dispersion and to create a graphite coating.

Eine Probe der Größe 20×10×4 mm³ mit einer Meßstrecke von 10 mm mit Graphitüberzug und der Zusammensetzung 2,5% Graphit, 97,5% Zement und Bindemittel wies bei trockenem Zustand einen Widerstand von über 1 MΩ und bei feuchtem Zustand einen Widerstand von ungefähr 2 kΩ auf.A sample of size 20 × 10 × 4 mm ³ with a measuring distance of 10 mm with graphite coating and the composition 2.5% graphite, 97.5% cement and binder showed a resistance of over 1 MΩ in the dry state and a resistance in the wet state Resistance of approximately 2 kΩ.

Claims (4)

1. Meßfühler für Temperatur und/oder Feuchtigkeit mit einem feuchtigkeits- und temperaturempfindlichen Körper mit temperatur- und feuchtigkeitsabhängigem Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeits- und temperaturempfindliche Körper aus dem Hauptbestandteil Zement mit einer Beimischung von Graphit und wahlweise einem Anteil Quarzsand besteht.1. Sensor for temperature and / or moisture with a moisture and temperature sensitive body with temperature and moisture dependent resistance, characterized in that the moisture and temperature sensitive body consists of the main component cement with an admixture of graphite and optionally a proportion of quartz sand. 2. Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeits- und temperaturempfindliche Körper zur Temperaturmessung mit einem Schutzmaterial überzogen ist, derart, daß er nicht mit Feuchtigkeit in Berührung kommt.2. Sensor according to claim 1, characterized in that the moisture and temperature sensitive bodies for Temperature measurement is covered with a protective material, such that it does not come into contact with moisture. 3. Meßfühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeits- und temperaturempfindliche Körper zur Widerstandsmessung Teil einer Brückenschaltung ist.3. Sensor according to one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the moisture and temperature sensitive body for resistance measurement part is a bridge circuit. 4. Verwendung eines Meßfühlers nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Erfassung des Zustandes einer Bodenverkehrsfläche.4. Use of a sensor according to one of claims 1 to 3 for recording the condition of a ground traffic area.