AT508940B1 - Sensorvorrichtung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem zu prüfenden Gegenstand (4) enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsmenge, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Heizelement (2) und zumindest einen Feuchtesensor (3) umfasst, wobei die Sensorvorrichtung im Betrieb zumindest ein, insbesondere durch Anlage an die Oberfläche (41) des zu prüfenden Gegenstands (4), abschließbares Volumen (1) ausbildet, wobei das Heizelement (2) zum Erwärmen zumindest eines Teils der das Volumen (1) begrenzenden Oberfläche (41) des Gegenstands (4) ausgebildet ist, und wobei der Feuchtesensor (3) die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens (1) misst.
Description
österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem Gegenstand gespeicherten Flüssigkeitsmenge bzw. des Flüssigkeitsgehalts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiters eine Kappe gemäß dem Anspruch 25. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung der in einem Gegenstand gespeicherten Flüssigkeitsmenge bzw. des Flüssigkeitsgehalts gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 30.
[0002] Als gespeicherte Feuchtigkeit wird im Folgenden die gesamte in einem Gegenstand bzw. in einem Teil eines Gegenstands befindliche Feuchtigkeit bzw. der gesamte in einem Gegenstand bzw. in einem Teil eines Gegenstands befindliche Wassergehalt angesehen. Wasser bzw. Feuchtigkeit kann in einem Gegenstand, wie im Folgenden erläutert wird, in gebundener oder ungebundener Form vorliegen.
[0003] Man spricht von gebundener Feuchtigkeit, wenn diese im Gegenstand eingeschlossen oder von diesem umschlossen ist. Gebundene Feuchtigkeit kann etwa beispielsweise in Fett eingeschlossen bzw. in diesem eingelagert oder gebunden sein. Diese Feuchtigkeit kann aber auch in Zellen, Fasern oder Gewebe gebunden oder dampfdicht/wasserdicht eingeschlossen sein. Weiters ist es auch möglich, dass die Feuchtigkeit bzw. das Wasser chemisch gebunden vorliegt, beispielsweise in Form von Kristallwasser.
[0004] Bei Geweben stehen gebundene Feuchtigkeiten bzw. Wasseranteile für den Flüssigkeitstransport nicht zur Verfügung und dampfen nicht oder nur sehr langsam aus, insbesondere dann, wenn das Wasser in dem ihn umgebenden Stoff, beispielsweise Fett, durch chemische oder physikalische Bindung an den Stoff gebunden ist.
[0005] Feuchtigkeiten bzw. Wasseranteile, die ungebunden sind, sind in der Lage auszudampfen und benötigen hierfür eine je nach Art der Oberflächenbeschaffenheit und Temperatur, Luftdruck und Luftbewegungen an der Oberfläche des Gegenstands eine Zeitspanne um auszudampfen.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bzw. Vorrichtung zu schaffen, mittels derer die in einem Gegenstand gespeicherte Feuchtigkeitsmenge bzw. dessen Feuchtigkeitsgehalt ermittelt werden kann.
[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
[0008] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
[0009] Erfindungsgemäß ist eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem zu prüfenden Gegenstand enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsmenge vorgesehen, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Heizelement und zumindest einen Feuchtesensor umfasst. Weiters ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung im Betrieb zumindest ein, insbesondere durch Anlage an die Oberfläche des zu prüfenden Gegenstands, abschließbares Volumen ausbildet, wobei das Heizelement zum Erwärmen zumindest eines Teils der das Volumen begrenzenden Oberfläche des Gegenstands ausgebildet ist, und wobei der Feuchtesensor die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens misst.
[0010] Hierdurch wird es möglich, auf einfache und effiziente Weise den in einem Gegenstand gespeicherten Feuchtigkeitsgehalt zu bestimmen. Mittels eines Kalibrierungsverfahrens kann aufgrund einer Vielzahl von gemessenen Feuchtigkeitswerten, z.B. basierend auf den Werten der elektrischen Kapazität oder des elektrischen Widerstands des Feuchtigkeitssensors, die absolute Luftfeuchtigkeit mit großer Genauigkeit bestimmt werden. Wird zusätzlich noch die Temperatur gemessen, kann auch die relative Luftfeuchtigkeit bestimmt werden. Die Genauigkeit der Messung der absoluten Luftfeuchtigkeit kann erhöht werden. Eine weitere Kalibrierung kann noch in Bezug auf den Umgebungsdruck erfolgen.
[0011] Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass das Volumen von der Sensorvorrichtung 1/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 begrenzt ist, die nach einer Seite hin eine vom zu prüfenden Gegenstand abdeckbare Öffnung aufweist. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung ein Gehäuse umfasst, von dem das Volumen und die Öffnung begrenzt sind.
[0012] Hierdurch wird die Messung der Feuchtigkeit von Gegenständen bei stärkeren Luftbewegungen ermöglicht, was den Sensor insbesondere für Messungen in Außenbereich brauchbar macht.
[0013] Weiters kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse derart ausgebildet ist, dass das Volumen mit einer maximalen Dicke von weniger als 5mm, insbesondere weniger als 1mm, gemessen normal zur Öffnung bzw. zu der Oberfläche des die Öffnung verschließenden Gegenstands, ausgebildet ist.
[0014] Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Verhältnis der Dicke des Volumens, insbesondere der Flöhe des Vorsprungs, zum Durchmesser bzw. der maximalen Ausdehnung der Öffnung 1:1 bis 1:100, insbesondere 1:2 bis 1:20, beträgt.
[0015] Dies ermöglicht eine wirbelfreie Messung der ausdampfenden Feuchtigkeit und verhindert eine Konvektion und Vermischung des aus dem Gegenstand austretenden Dampfs bzw. Dunsts.
[0016] Eine bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse eine, vorzugsweise ebene, Basisfläche) und einen an der Basisfläche angeordneten, in sich geschlossen umlaufenden und/oder ringförmigen Vorsprung aufweist, wobei die Basisfläche und der Vorsprung das Volumen begrenzen und der Vorsprung die Öffnung begrenzt. Dies ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau einer Sensorvorrichtung und die Ausbildung eines gut an Gegenstände anpassbaren Volumens. Hierdurch wird ferner ein luftdichter Abschluss zwischen dem Gegenstand und der Öffnung des Volumens gewährleistet.
[0017] Zudem kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung gegenüber der Basisfläche eine Vorsprunghöhe von 1 mm bis 5mm aufweist, und die von der Basisfläche wegweisende Stirnfläche des Vorsprungs eine Anlagefläche für den Gegenstand bildet, wobei die Stirnfläche gegebenenfalls nach außen verbreitert oder erweitert ist.
[0018] Dies ermöglicht eine besonders stabile und luftdichte Anlage des Gegenstands an der Sensorvorrichtung.
[0019] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement im, vorzugsweise ringförmigen, Vorsprung angeordnet ist oder den Vorsprung ausbildet. Dies ermöglicht eine besonders rasche und effiziente Aufheizung des Gegenstands.
[0020] Ein weiterer vorteilhafter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement zumindest einen, insbesondere im ringförmigen Vorsprung umlaufenden, Heizdraht aufweist, der bei Anlage am Gegenstand in thermisch, insbesondere unmittelbar, leitendem Kontakt mit der Oberfläche des Gegenstands bringbar ist bzw. unmittelbar auf der Oberfläche des Vorsprungs verläuft.
[0021] Dies erhöht den thermischen Wirkungsgrad des Heizelements.
[0022] Es kann vorgesehen sein, dass das Heizelement durch am Gehäuse und/oder am Vorsprung, insbesondere an der Basisfläche des Gehäuses, angeordnete Strahlungsquellen, insbesondere LEDs, gebildet ist, und/oder dass das Heizelement an einer das Volumen begrenzenden Wand der Basisfläche bzw. des Gehäuses angeordnet sind.
[0023] Hierdurch kann die Erwärmung des Gegenstands rascher durchgeführt werden. Der Wirkungsgrad der Aufwärmung wird zusätzlich gesteigert.
[0024] Ferner kann vorgesehen sein, dass der ringförmige Vorsprung kreisringförmig oder in Form eines umlaufenden rechteckigen Rings ausgebildet ist.
[0025] Hierdurch wird mit einfachen baulichen Mitteln ein vorteilhaftes Volumen ausgebildet.
[0026] Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zumindest der feuchtesen- 2/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 sitive Teil des Feuchtesensors innerhalb des Volumens angeordnet ist oder dieses berandet, und die im Volumen befindliche Luft mit diesem Teil, insbesondere über einen Kanal, in Kontakt steht.
[0027] Dies ermöglicht eine besonders stabile Anordnung des Feuchtigkeitssensors und liefert sehr präzise Messungen, da sich der erwärmte Dunst bzw. Dampf im Bereich des Feuchtigkeitssensors sammelt.
[0028] Es kann vorgesehen sein, dass der Feuchtesensor in einer in der Basisfläche ausgebildeten Vertiefung angeordnet ist und vorzugsweise bündig mit der Basisfläche abschließt. Hierdurch wird eine besonders einfache bauliche Maßnahme zur Anordnung des Feuchtigkeitssensors bereitgestellt.
[0029] Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Feuchtesensor, insbesondere nur dessen feuchtesensitiver Teil der Oberfläche bzw. sein mit dem Volumen in Kontakt stehender Teil, mit einer wasserabweisenden und/oder dampfdurchlässigen Folie, insbesondere aus Teflon, abgedeckt oder umgeben ist.
[0030] Diese Maßnahme schützt den Feuchtigkeitssensor vor Verschmutzungen.
[0031] Weiters kann vorgesehen sein, dass eine wasserdampfdurchlässige und/oder schmutzabweisende Schutzfolie zwischen dem Feuchtensensor und dem in Anlage befindlichen Gegenstand vorgesehen ist, die eine Verschmutzung des Sensors verhindert. Hierdurch werden der Feuchtigkeitssensor sowie die das Volumen berandenden Teile der Sensoranordnung vor Verschmutzung geschützt.
[0032] Ferner kann vorgesehen sein, dass die Schutzfolie die Öffnung abdeckt, und/oder dass das Heizelement gegebenenfalls als auf der Schutzfolie angeordneter, insbesondere mäanderförmig verlaufender, Heizdraht realisiert ist.
[0033] Hierdurch wird eine besonders einfache und wirksame Anordnung der Schutzfolie bereitgestellt. Weiters wird durch das Vorsehen eines mäanderförmigen Heizelements eine wirkungsvolle und direkte Ausgestaltung eines Heizelements beschrieben. Die Energie wird dabei unmittelbar an der Oberfläche eingebracht, wodurch eine besonders effiziente Erwärmung des Gegenstands erfolgt.
[0034] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die schmutzabweisende Schutzfolie, insbesondere als Siebfolie, mit Öffnungsgrößen im Bereich von 10 pm bis 1mm, insbesondere von 50 pm bis 100 pm, ausgebildet ist und insbesondere durch Stahlgewebe, Sinterfilter, Teflon oder einen Membranfilter gebildet ist.
[0035] Hierdurch werden besonders robuste und schmutzabweisende Arten von Schutzfolien bereitgestellt.
[0036] Weiters kann vorgesehen sein, dass die schmutzabweisende Schutzfolie straff gespannt ist. Dies verhindert die Verschmutzung der Schutzfolie.
[0037] Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Volumen bei Anlage des Gegenstands durch Verschließen der Öffnung dampfdicht, vorzugsweise luftdicht, abgeschlossen ist.
[0038] Dies ermöglicht eine vollständige Aufnahme des vom Gegenstand abgegebenen Dampfs und eine sehr genaue Messung der im Gegenstand befindlichen Feuchtigkeit.
[0039] Die Erfindung kann weitergebildet werden durch zumindest ein weiteres Heizelement, das derart angeordnet ist, dass es den Feuchtesensor aufheizt.
[0040] Dies verbessert die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse, da der Sensor durch komplettes Ausdampfen des in ihm befindlichen Feuchtewassers in einen definierten Ausgangszustand gebracht werden kann.
[0041] Weiters kann vorgesehen sein, dass das weitere Heizelement den Feuchtesensor umgibt, insbesondere als Heizdraht ausgebildet ist, der den Feuchtesensor umgibt, insbesondere 3/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 um diesen herum gewickelt ist.
[0042] Hierdurch wird eine besonders wirkungsvolle und energiesparende Ausführungsform einer Sensorvorrichtung bereitgestellt.
[0043] Bevorzugterweise kann vorgesehen sein, dass eine Vielzahl von Feuchtesensoren vorgesehen ist, die rasterförmig angeordnet sind.
[0044] Hierdurch kann eine Vielzahl von Feuchtigkeitsmessungen eines Gegenstands gleichzeitig durchgeführt werden, wobei jede der Messungen ein begrenztes Oberflächenareal des Gegenstands vermisst.
[0045] Bevorzugterweise kann vorgesehen sein, dass das Volumen durch eine Anzahl von Unterteilungsstegen in eine Vielzahl von Teilvolumen unterteilt ist, die jeweils bei Anlage des Gegenstands mit diesem in Kontakt stehen und denen jeweils ein Feuchtesensor zugeordnet ist, der die Feuchtigkeit im jeweiligen Teilvolumen misst.
[0046] Hierdurch wird eine wirksame Trennung der aus den einzelnen Oberflächenarealen ausgedampften Feuchtemengen erzielt und Vermischungen der aus unterschiedlichen Oberflächenarealen ausgedampften Feuchtemengen vermieden.
[0047] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl von Teilvolumina bei Anlage eines Gegenstands an der Öffnung luftdicht abgeschlossen ist und die übrigen Teilvolumina einen im Bereich des Feuchtigkeitssensors befindlichen Luftdurchlass aufweisen, der gegebenenfalls in Verbindung zur Umgebungsluft steht.
[0048] Hierdurch können einzelne Oberflächenareale bei unterschiedlichen Anregungs-Temperaturen gemessen werden, wobei für die Erwärmung der einzelnen Oberflächenareale des Gegenstands nur geringe Energiemengen erforderlich sind.
[0049] Weiters ist es Aufgabe der Erfindung eine Kappe zuschaffen, die bei Auflage bzw. Kopplung mit der Sensorvorrichtung eine Verschmutzung der Sensorvorrichtung verhindert.
[0050] Die Erfindung betrifft eine Kappe zum Abschließen des Volumens, insbesondere einer Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise zum Aufsetzen auf den Vorsprung umfassend einen ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper sowie eine Anlagefläche zum Anlegen der Sensorvorrichtung an einen Gegenstand gekennzeichnet durch eine dampfdurchlässige Schutzfolie, die im Innenbereich des ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörpers angeordnet ist und die durch den ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper gebildete Öffnung verschließt, wobei vorzugsweise die Kappe eine Wandung aufweist, die an der das Volumen abgrenzenden Wand anliegt und eine Durchströmöffnung aufweist, durch die die im Volumen befindliche Luft mit dem Feuchtigkeitssensor in Kontakt bringbar ist.
[0051] Diese Kappe bietet den Vorteil, dass Verschmutzungen nicht bis zur Sensorvorrichtung Vordringen, somit der Feuchtigkeitssensor sowie die das Volumen begrenzenden Teile der Sensorvorrichtung nicht durch den zu prüfenden Gegenstand verschmutzt werden. Zudem besteht der Vorteil bei der Anwendung mit Patienten, dass für jeden Patienten eine Kappe verwendet werden kann, sodass keine Übertragung von Keimen zwischen Patienten über die Sensorvorrichtung stattfindet. Ferner wird verhindert, dass Verschmutzungen beim Ausdampfen durch die Öffnung in das Volumen eindringen und den Feuchtigkeitssensor verschmutzen.
[0052] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Grundkörper in der Ebene der durch den ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper gebildeten Öffnung nach außen gewölbt ist, wodurch die Anlagefläche nach außen erweitert ist.
[0053] Dies ermöglicht eine besonders stabile und luftdichte Anlage des Gegenstands an der Kappe.
[0054] Weiters sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass im Grundkörper ein Heizelement, insbesondere in Form eines im Grundkörper umlaufenden Heizdrahts angeordnet ist, wobei der Heizdraht mit der Anlagefläche thermisch leitfähig gekoppelt ist oder der Heiz- 4/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 draht auf der Anlagefläche verläuft.
[0055] Hierdurch wird eine besonders effiziente Aufheizung des Gegenstands ermöglicht.
[0056] Weiters kann vorgesehen sein, dass die Kappe ein Heizelement aufweist, das an oder auf der Schutzfolie in Form eines, insbesondere aufgedruckten, vorzugsweise mäanderförmig verlaufenden, Heizdrahts gebildet ist.
[0057] Hierdurch wird der Wirkungsgrad bei der Erwärmung des Gegenstands verbessert, d.h. ein größerer Anteil der zur Verfügung gestellten Heizenergie wird zur Erwärmung des Gegenstands verwendet.
[0058] Weiters kann vorgesehen sein, dass eine Verbindungsleitung im Inneren des Grundkörpers der Kappe verläuft und bei Aufstecken auf eine Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 in elektrischen Kontakt mit einer in der Sensorvorrichtung befindlichen Energiequelle bringbar ist.
[0059] Dies ermöglicht eine besonders einfache Energieversorgung des und eine energiesparende Ausbildung Heizelements.
[0060] Weiters ist es Aufgabe der Erfindung, ein schnelles und sicheres Verfahren zur Bestimmung der in einem Gegenstand eingelagerten Feuchtigkeit bzw. zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts eines Gegenstands bereitzustellen.
[0061] Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Ermittlung der in einem Gegenstand befindlichen Flüssigkeitsmenge vorgesehen. Dabei ist vorgesehen, dass der Gegenstand in einem lokal begrenzten Bereich erwärmt wird, der vom Gegenstand in diesem Bereich bei der Erwärmung abgegebene Dampf in einem diesen Bereich, insbesondere dampfdicht, abschließenden Volumen gesammelt wird, die sich im Volumen befindliche Luftfeuchtigkeit gemessen wird, und diese als Messwert für die im Gegenstand gespeicherte Flüssigkeitsmenge angesehen wird.
[0062] Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann rasch und einfach die in einem Gegenstand befindliche Feuchtigkeitsmenge ermittelt werden.
[0063] Eine Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass vor und/oder während des Erhitzens des Gegenstands die Feuchtigkeit der im Volumen befindlichen Luft gemessen wird, wobei der gemessene Feuchtigkeitsverlauf über die Zeit als Indikator für die im Gegenstand gespeicherte Flüssigkeitsmenge angesehen wird.
[0064] Mit dieser Fortbildung der Erfindung kann die Stärke der Bindung des im Gegenstand befindlichen Wassers ermittelt werden.
[0065] Ein besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Feuchtigkeit in vorgegebenen Zeitabständen, insbesondere in Abständen von 1ms bis 3s, gemessen wird.
[0066] Dies ermöglicht besonders gute Abbildung des Ausdunstungsverhaltens der im Inneren des Gegenstands befindlichen Feuchtigkeitsmenge.
[0067] Weiters kann vorgesehen sein, dass der Gegenstand oberflächlich um 0,01 bis 5°C, insbesondere 0,1 °C bis 5°C, erwärmt wird, insbesondere auf maximal 43°C, vorzugsweise auf 40 °C bis 42 °C.
[0068] Hierdurch wird eine schonende und effiziente Methode zur Ermittlung des Feuchtegehalts von lebenden oder biologischen Materialien bereitgestellt.
[0069] Es kann vorgesehen sein, dass der Gegenstand mit einer vorgegebenen Wärmemenge zwischen 10'12W/mm2 und 0,1W/mm2, insbesondere zwischen 10'loW/mm2 und 0,1W/mm2, vorzugsweise zwischen 10"10 W/mm2 und 8Ί0"6 W/mm2 beaufschlagt wird.
[0070] Dies ermöglicht eine effiziente Erhitzung und verhindert die Zerstörung des jeweiligen zu erhitzenden Materials.
[0071] Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass zunächst die in einem Referenzgegenstand gespeicherte Flüssigkeitsmenge entsprechend 5/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 einem Verfahren erfindungsgemäß gemessen wird und der durch Messung des Referenzgegenstands ermittelte Messwert zu dem durch die Messung des Gegenstands ermittelten Messwert in Relation gesetzt wird, wobei gegebenenfalls eine Vielzahl von Messungen des Referenzgegenstands sowie des Gegenstands vorgenommen wird und anschließend die jeweils ermittelten Luftfeuchtigkeitsverläufe ermittelt und miteinander verglichen und beurteilt werden, wobei insbesondere der Referenzgegenstand und der Gegenstand im Zuge der Erwärmung mit derselben Temperatur bzw. mit derselben Wärmemenge beaufschlagt werden.
[0072] Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht eine effiziente Kalibrierung anhand von Referenzgegenständen.
[0073] Weiters kann vorgesehen sein, dass zunächst ohne Erwärmung die aus dem Gegenstand bzw. der Haut ausdampfende Feuchtigkeit ermittelt wird und dieser Flüssigkeitsanteil als ungebundener Flüssigkeitsanteil ermittelt und beurteilt wird, anschließend die Temperatur gesteigert bzw. Wärme zugeführt wird, wodurch die Wasserabgabe des Gegenstands bzw. der Haut ansteigt, und die zusätzliche Flüssigkeitsmenge, die vom Gegenstand während dessen Erwärmung abgegeben wird, bestimmt wird und dieser Flüssigkeitsanteil als gebundener Flüssigkeitsanteil ermittelt und beurteilt wird.
[0074] Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt die Unterscheidung des ausgedampften Feuchte-Wassers in Anteile von ursprünglich im Gegenstand gebundenen Wasser und ungebundenen Wasser.
[0075] Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass als Referenzgegenstand ein menschlicher oder tierischer Körperteil herangezogen wird, der frei von einer vorgegebenen Erkrankung, beispielsweise frei von Tumoren, insbesondere Hauttumoren, oder Rheuma, ist und als Gegenstand oder Gegenstände entsprechende Körperteile von Personen herangezogen werden, wobei insbesondere ein gegenüber dem Referenzgegenstand erhöhter Feuchtigkeitsgehalt des Gegenstands ein gesteigertes Risiko, von einer Erkrankung betroffen zu sein, impliziert.
[0076] Diese Weiterbildung der Erfindung erlaubt die Feststellung bzw. Bestimmung des Risikos, an einer Hauterkrankung, insbesondere einem Hauttumor, bzw. einer Erkrankung von unter der Haut befindlichem Gewebe zu erkranken.
[0077] Zudem kann vorgesehen sein, dass zur Überprüfung der Feuchtigkeitsabgabe von Hautcreme an die Haut eine Referenzmessung durchgeführt wird, indem die Feuchtigkeit eines als Referenzgegenstand vorgegebenen menschlichen oder tierischen Körperteils oder Gewebes bestimmt wird, anschließend Hautcreme auf diesen Körperteil aufgetragen und für einen vorgegebenen Zeitraum auf die Haut einwirken gelassen wird, und anschließend der Körperteil einer zweiten Feuchtigkeitsmessung unterzogen wird, wobei die Feuchtigkeitsabgabe der Hautcreme bestimmt wird, indem die im Zuge der Referenzmessung ermittelte Feuchtigkeit und die im Zuge der zweiten Feuchtigkeitsmessung ermittelte Feuchtigkeit zueinander in Relation gesetzt werden.
[0078] Hierdurch kann die qualitative und quantitative Wirksamkeit von Hautcremes ermittelt werden.
[0079] Es kann vorgesehen sein, dass zur Bestimmung von Feuchtigkeit in einem Mauerteil eine vorgegebene Wärmemenge an das Mauerwerk abgegeben wird und der Verlauf der Luftfeuchtigkeit über eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere von 2 bis 5 Minuten, gemessen wird, wobei als Referenzgegenstand erwiesenermaßen trockenes Mauerwerk herangezogen wird.
[0080] Bevorzugterweise ist dabei vorgesehen, dass während der Bestimmung der Feuchtigkeit des Mauerteils bzw. des Referenzgegenstands das Volumen durchlüftet wird, sodass die Feuchtigkeit mit einer vorgegebenen Rate aus dem Volumen entweichen kann.
[0081] Hierdurch wird ein Verfahren zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit von Schimmelbildung in Gebäuden bereitgestellt. 6/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 [0082] Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele mithilfe der nachstehenden Figuren ohne Einschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert.
[0083] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Sensorvorrichtung von unten.
[0084] Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der in Fig. 1 dargestellten Schnittlinie A-A.
[0085] Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Kopfs einer erfindungsgemä ßen Sensorvorrichtung mit Schutzmaßnahmen für den Feuchtesensor.
[0086] Fig. 4a, b, c zeigen das Ausdampfverhalten von Gewebe bei Wärmezufuhr.
[0087] Fig. 5 zeigt eine Sensorvorrichtung mit Kappe.
[0088] Fig. 6 zeigt die in Fig. 5 dargestellt Kappe in Schräg ansicht.
[0089] Fig. 7a zeigt eine Sensorvorrichtung mit nach außen gebogenen bzw. erweiterten
Stirnflächen.
[0090] Fig. 7b zeigt eine Sensorvorrichtung mit einer Kappe und mit einem nach außen gebogenen Grundkörper.
[0091] Fig. 8 zeigt eine Kappe mit einem Heizelement mit Zuleitungen.
[0092] Fig. 1 zeigt eine Sensorvorrichtung mit einem Gehäuse 5 umfassend einen Haltegriff 10. Alternativ kann die Sensorvorrichtung auch fest montiert sein, wobei dann kein Haltegriff sondern eine Halteeinheit vorgesehen ist, mit der der Sensor, beispielsweise an einer Wand, auf einem Gestell oder am Boden, befestigt ist. Die Sensorvorrichtung kann mithilfe der Haltevorrichtung 10 einfach an einen vorgegebenen Ort bewegt und mit einem zu prüfenden Gegenstand 4 in Kontakt gebracht werden.
[0093] Das Gehäuse 5 umfasst in dieser besonderen Ausführungsform eine ebene Basisfläche 51, die eine Ausnehmung 31 aufweist. In dieser Ausnehmung 31 ist ein Feuchtesensor 3 angeordnet, der bündig mit der Basisfläche 51 abschließt. Ferner ist auf der Basisfläche ein ringförmiger Vorsprung 52 vorgesehen, der eine Stirnfläche 53 aufweist, die mit dem Gegenstand 4 in Kontakt gebracht werden kann. Der Vorsprung 52 weist im vorliegenden Fall eine kreisringförmige Gestalt auf. Alternativ kann auch ein Vorsprung 52 vorgesehen werden, der die Form eines rechteckigen Rings oder andere umlaufende in sich geschlossene Gestalt aufweist. Durch den Vorsprung 52 und die Basisfläche 51 ist ein Volumen 1 ausgebildet. Im Zuge einer Messung wird das Volumen 1 von zumindest einer Seite her durch den Gegenstand 4 begrenzt.
[0094] Der dargestellte Vorsprung 52 umfasst einen ringförmig umlaufenden Heizdraht als Heizelement 2. Das Heizelement 2, insbesondere der Heizdraht, kann entweder an der Oberfläche des Vorsprungs 52 angeordnet sein oder thermisch leitfähig mit der Oberfläche des Vorsprungs 52 verbunden bzw. gekoppelt sein. Das Heizelement 2 kann durch Anlage der Stirnfläche 53 an den Gegenstand 4 mit dem Gegenstand 4 in thermischen leitenden Kontakt gebracht werden. Dafür kann insbesondere vorgesehen sein, dass der gesamte Vorsprung 52 oder zumindest der Teil des Vorsprungs zwischen dem Heizelement 2 und der Stirnfläche 53 aus thermisch gut leitfähigem Material besteht, beispielsweise aus Metall. Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass dieses thermisch leitfähige Material einen Schmelzpunkt aufweist, der die maximal mit dem Heizelement 2 erreichbare Temperatur übersteigt.
[0095] Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Vorsprung 52 zur Gänze mit dem Heizdraht gebildet ist. Dabei weist der Heizdraht eine Vielzahl von Wicklungen bzw. Windungen auf, die kreisringförmig oder rechteckförmig angeordnet sind. Der Heizdraht liegt unmittelbar an der Basisfläche 51 an und steht von dieser ab; somit ist durch den Heizdraht ein Vorsprung 52 ausgebildet.
[0096] Der Begriff Heizelement 2 bezeichnet generell eine Vorrichtung, die eine Oberfläche eines Gegenstandes, zumindest teilweise, gegebenenfalls auch das über diesem Gegenstand 4 befindliche Volumen 1 erwärmen kann. Diese Erwärmung kann durch Wärmeleitung, Wärmeströmung, Wärmestrahlung oder Kombinationen davon erfolgen. Das Heizelement ist im ein- 7/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 fachsten Fall als Heizdraht ausgebildet, der beispielsweise an oder auf der Begrenzungswand des abschließbaren Volumens 1 liegt. Es besteht die Möglichkeit, dass die Erwärmung eines Gegenstands 4 durch Wärmestrahlung vorgenommen wird. Die Anordnung eines weiteren Heizelements im Nahebereich des Feuchtigkeitssensors 3 ermöglicht auch die Trocknung des Feuchtigkeitssensors 3 nach dessen Verwendung.
[0097] Zusätzlich können durch die Erwärmung durch das Heizelement 2 sowie durch das weitere Heizelement die Temperatur im Volumen sowie die Temperatur der Sensorvorrichtung, insbesondere des Vorsprungs 52, und der Basisfläche 51 so stark erwärmt werden, dass Bakterien, Viren oder andere Mikroorganismen abgetötet werden. Hierdurch kann verhindert werden, dass durch die Sensorvorrichtung Mikroorganismen übertragen werden.
[0098] Alternativ kann das weitere Heizelement den Feuchtigkeitssensor 3 umgeben. Damit kann auch eine Vielzahl von Messungen mit demselben Feuchtigkeitssensor 3 durchgeführt werden, ohne dass dieser durch die Feuchtigkeit einer vorangegangenen Messung in Sättigung gerät.
[0099] Bei einem weiter unten vorgestellten speziellen Feuchtigkeitssensor wird die sich bei Vorliegen eines Gleichgewichts einstellende Feuchte bei der Aufnahme (Absorption) der Feuchtigkeit durch das Salz und der Resorption der Feuchtigkeit durch das Salz ermittelt. Durch Aufheizen des Feuchtigkeitssensors kann gezielt die Schwelle der Absorption/Resorption eingestellt werden. Weiters kann auch ein zusätzliches Heizelement 2 vorgesehen werden, das nicht oder nur in geringem Maße die Oberfläche des zu untersuchenden Gegenstands sondern lediglich oder vor allem den Sensor aufheizt.
[00100] Wesentlich ist ferner, dass das Gehäuse 5 ein Volumen 1 ausbildet bzw. abgrenzt. Das Volumen wird bei Anlage des zu vermessenden bzw. zu prüfenden Gegenstands 4, insbesondere luftdicht, abgeschlossen. Das Volumen 1 ist von einem Teil 41 der Oberfläche des Gegenstands begrenzt. Das Gehäuse 5 begrenzt ein Volumen 1, das von Gehäuseteilen, hier der Basisfläche 51 und dem Vorsprung 52, begrenzt ist und nach einer Seite hin offen ist. Es kommt dabei nicht darauf an - obwohl dies durchaus vorteilhaft ist-, dass das Volumen 1 hermetisch abgeschlossen, dampfdicht oder luftdicht ist. Vielmehr ist es ausreichend, dass sich der vom Gegenstand 4 unter Wärmeeinwirkung abgegebene Dampf im Volumen 1 sammelt. Ob dabei geringe Mengen von Dampf beispielsweise durch Öffnungen oder Undichtheiten bei der Anlage zwischen dem Vorsprung 52 und dem Gegenstand 4 entweichen, ist unerheblich.
[00101] Der Vorsprung 52 begrenzt eine Öffnung 54, die im Zuge einer Messung vom Gegenstand 4 verschließbar bzw. verschlossen wird. Damit wird ein Volumen 1 allseitig begrenzt.
[00102] Das Heizelement 2 ist so angeordnet, dass es zumindest einen Teil der Oberfläche 41 des Gegenstands 4 erwärmt, die das Volumen 1 begrenzt. Dabei können auch auf der Basisfläche 51 und/oder auf dem Vorsprung 52 Wärmestrahler, insbesondere Infrarot-LEDs, vorgesehen sein, die die Oberfläche 41 bestrahlen und somit den Gegenstand 4 von der Oberfläche her erwärmen. Grundsätzlich kann jede Art bekannter Heizelemente 2 zur Erwärmung der Oberfläche 41 vorgesehen sein. Weiters kann auch eine fokussierte oder ausrichtbare Strahlungsquelle vorgesehen sein, die vorgegebene zu vermessende Bereiche der Oberfläche bestrahlt und somit nur einen relativ kleinen Teilbereich der Oberfläche, gegebenenfalls auch Bereiche darunter, erhitzt und ausdunsten lässt.
[00103] Als Feuchtesensor 3 kommen grundsätzlich alle bekannten Arten von Feuchtesensoren infrage, insbesondere Kunststoffsensoren, silikonbasierte sowie salzbasierte Sensoren. Diese Sensoren 3 zeigen bei Erhöhung der Luftfeuchtigkeit eine erhöhte Konduktivität sowie eine erhöhte elektrische Permittivität, wodurch die Luftfeuchtigkeit einfach bestimmbar ist. Bei vielen Luftfeuchtigkeitssensoren ändert sich bei steigender oder fallender Luftfeuchtigkeit lediglich die Kapazität. Weiters können Sensoren verwendet werden, die ein poröses Trägermaterial umfassen, in dessen Poren Salzkristalle eingebracht sind. Ein derartiger Feuchtesensor 3 kann entweder absolute Luftfeuchtigkeit oder relative Luftfeuchtigkeit messen. In Fall einer relativen Luftfeuchtigkeitsbestimmung ist im Bereich des Feuchtesensors 3 ein zusätzlicher Temperatursensor angeordnet, wobei für eine Anzahl von vorgegebenen Temperaturen und eine Anzahl 8/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 von vorgegebenen vom Feuchtesensor 3 abgegebenen Messwerten durch Kalibrierung ein relativer Luftfeuchtigkeitswert ermittelt werden kann. Vorteilhaft bei einem derartigen Feuchtigkeitssensor ist, dass sich sowohl die Kapazität als auch der Widerstand bei einer Feuchtigkeitsänderung ändern. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine von außen aufgeprägte kapazitive Einkopplung vorliegt, die die Kapazität des Feuchtigkeitssensors verändert, da der Widerstand einer derartigen Änderung verursacht durch eine kapazitive Einkoppelung nicht unterworfen ist.
[00104] Erfindungsgemäß handelt es sich um einen Sensor zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien, insbesondere von Gasen, vorzugsweise der Luftfeuchtigkeit, mit einem mit einer Feuchte aus der Umgebung reversibel aufnehmenden und/oder an die Umgebung abgebenden Substanz beaufschlagten Trägerkörper und zumindest zwei zueinander beabstandet angeordneten Elektroden. Dabei ist vorgesehen, dass der Trägerkörper aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nicht-hygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial gefertigt ist, zumindest die Poren des Trägermaterials, mit der Feuchte-Wasser aus dem mit dem das Trägermaterial des Trägerkörpers in Kontakt gebrachten oder stehenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz, vorzugsweise mit einem derartigen anorganischen Salz in gelöster, flüssiger, fester oder kristalliner Form, ausgefüllt oder zumindest an ihren Oberflächen bzw. Wänden beschichtet sind. Die Konduktanz und/oder elektrische Permittivität der genannten Substanz, insbesondere des Salzes, ist von der Feuchte des mit dem damit beaufschlagten Trägermaterial des Trägerkörpers in Kontakt gebrachten oder stehenden Materials, insbesondere der Feuchte der Umgebungsluft, reproduzierbar funktionell abhängig ist. Mit einem derartigen Feuchtesensor 3 kann rasch, effizient und reproduzierbar die Luftfeuchtigkeit ermittelt werden.
[00105] Der Feuchtesensor 3 kann an unterschiedlichen Positionen im Volumen 1 oder im Gehäuse 5 angeordnet sein. Wesentlich ist hierbei, dass der Feuchtesensor 3 so angeordnet ist, dass er die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens 1 misst. Dies kann einerseits durch die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung erzielt werden. Andererseits kann der Feuchtesensor 3 auch im Inneren des Volumens 1 im Abstand zur Basisfläche 51 angeordnet sein. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass vom Volumen 1 ein nicht dargestellter Kanal abgeht, an dessen Ende der Feuchtesensor 3 angeordnet ist. Es kann auch eine Vielzahl von Feuchtesensoren 3 vorgesehen sein. Zumindest der feuchtesensitive Teil des Feuchtesensors 3 ist im Volumen 1 angeordnet, sodass die im Volumen 1 befindliche Luft mit diesem Teil in Kontakt treten kann.
[00106] Um das Ausdunsten einer besonders großen Feuchtigkeitsmenge zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, ein Volumen 1 zu schaffen, das eine große Öffnung 54 zum Gegenstand 4 hin aufweist, sodass eine große Feuchtigkeitsmenge verdunsten oder verdampfen und im Volumen 1 aufgenommen werden kann. Zudem ist es vorteilhaft, dass das Volumen 1 in Bezug auf die Öffnung 54 nur eine sehr geringe Höhe bzw. Dicke aufweist, etwa von 1mm bis zu 5mm. Der Abstand zwischen der Öffnung 51 und der Basisfläche 54 beträgt etwa 1 mm bis 5mm.
[00107] Im Betrieb wird die Sensorvorrichtung mit dem Gegenstand 4 in Kontakt gebracht, wodurch dieses Volumen 1 abgegrenzt bzw. verschlossen wird. Anschließend wird das Heizelement 2 aktiviert und Wärme auf den Gegenstand 4 übertragen.
[00108] Der Gegenstand wird erwärmt, wodurch Feuchtigkeit aus dem Gegenstand 4 austritt und in das Volumen 1 verdunstet bzw. verdampft. Während ohne Erhitzung nur die ungebundene Feuchtigkeit ermittelt werden kann, die durch Verdunstung aus dem Gegenstand 4 entweichen würde, kann durch Erhitzung des Gegenstands 4 ermittelt werden, in welchem Maße eine Temperaturzunahme gebundene Feuchtigkeit freisetzt, die anschließend aus dem Gegenstand 4 ausdampft.
[00109] Zudem besteht das Problem, dass Feuchtesensoren 3 durch unmittelbaren Kontakt mit Wasser falsche oder verzerrte Ergebnisse liefern bzw. gänzlich zerstört werden können. Zu diesem Zweck kann vorgesehen werden, dass zwischen dem Feuchtesensor 3 und dem Volu- 9/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 men 1 eine Folie 32 aus wasserabweisenden bzw. wasserdichten und dampfdurchlässigen Stoff angeordnet ist. Vorteilhafterweises ist der Feuchtesensor 3 direkt mit einer Nano- oder Microbeschichtung beschichtet bzw. umgeben. Es ist hierbei aber nicht erforderlich, den gesamten Feuchtesensor 3 zu beschichten bzw. zu umgeben, sondern lediglich diejenigen Teile der Oberfläche des Feuchtesensors 3, die entweder feuchtesensitiv sind oder durch Wassereinwirkung zerstört würden. Der wesentliche Vorteil der Folie 32 ist es, dass sie auf den Gegenstand 4 aufgebracht und nach erfolgter Messung sowohl vom Gegenstand 4 als auch von der Sensorvorrichtung entfernt werden kann. Dies verringert die Verschmutzung, wenn beispielsweise die Ausdampfungen des zu messenden Gegenstands 4 nicht ausschließlich aus Wasser bestehen sondern in geringem Maße auch andere Stoffe wie Na+, K+, CI-, C03H, Ammonia, Lactates, Urea, Glucose, Methanol, Öle und andere Stoffe enthalten, die sich sonst auf dem Feuchtigkeitssensor 3 niederschlagen bzw. anlagern würden.
[00110] Bei der Vermessung von Gegenständen 4 besteht aufgrund der sehr empfindlichen Feuchtesensoren 3 das Problem der Verschmutzung des Feuchtesensors 3 durch den Gegenstand 4 selbst und/oder durch die Umgebungsluft. Es können sich hierbei Staubpartikel oder am Gegenstand 4 befindliche Flaare im Bereich des Volumens 1 sammeln, die einerseits zu einer Verschmutzung des Volumens 1 führen und andererseits hygroskopisch sind und somit Wasser aufnehmen und die Messung verzerren. Zusätzlich können der freigesetzte Dampf Stoffe Flüssigkeiten beinhalten, die zeitverzögert ihre innere Feuchtigkeit freigeben. Aus diesem Grund kann vorgesehen werden, dass die Begrenzungen des Volumens 1 keinen Wasserdampf und kein Wasser aufnehmen, speichern oder durchlassen.
[00111] Um diesem Problem abzuhelfen, kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit eine siebförmige Schutzfolie 33 aufweist. Die Öffnungen des Siebs können eckig oder rund sein. Die Schutzfolie kann auch als Geflecht realisiert sein. In Fig. 3 sind eine derartige Schutzfolie 33 sowie auch die zuvor erwähnte Folie 32 dargestellt, die den Feuchtesensor 3 vor Wassereinwirkungen schützt. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist die Schutzfolie 33 an der Innenseite des Vorsprungs 52 befestigt und bedeckt die Öffnung 54.
[00112] Die Schutzfolie 33 kann auch durch einen Schutzfilter realisiert sein. Dabei handelt es sich um Stahlgewebe, Sinterfilter oder Membranfilter. Diese Filter verlangsamen die Wasseraufnahme des Feuchtesensors 3, was bei Auswertung der gemessenen Feuchtigkeitsverläufe zu berücksichtigen ist. Insbesondere wird bei Verwendung eines derartigen Filters als Schutzfolie 33 eine Referenzmessung mit derselben Schutzfolie vorgenommen, um diesen Verzögerungseffekt der Feuchtigkeitsaufnahme zu kompensieren.
[00113] Weiters kann die Schutzfolie 33 alternativ mit Teflon ausgebildet sein. Teflon weist den Vorteil auf, dass es dem oben beschriebenen Verzögerungseffekt nicht unterliegt, somit Feuchtigkeit direkt an das Volumen 1 weiterleitet.
[00114] Weiters kann, wie in Fig. 6 dargestellt, vorgesehen sein, dass das Heizelement 2 auf der Schutzfolie 33 angeordnet ist. Dabei ist das Heizelement 2 bevorzugterweise als elektrisches Heizelement, insbesondere als Heizdraht, ausgeführt, der, gegebenenfalls mäanderförmig, auf der Schutzfolie 33 verläuft. Insbesondere bei der Verwendung von hitzebeständigen Schutzfolien 33 ist eine derartige Anordnung eines Heizdrahts von Vorteil, da unmittelbarer Kontakt zum zu prüfenden und zu erwärmenden Gegenstand 4 besteht und eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit gegeben ist. Vorteilhafterweise weisen die Schutzfolie 33 sowie der Vorsprung 52 eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf, sodass nur wenig Wärme an die Sensorvorrichtung, an das Volumen 1 oder an die Umgebung abgegeben wird. Die Schutzfolie 33 ist dampfdurchlässig und erwärmt den ausgetretenen Dampf.
[00115] Der Heizdraht kann dabei auf die Schutzfolie 33 aufgedruckt oder in diese eingewebt, eingeflochten usw. sein. Als Material für den Heizdraht kommen generell alle elektrisch leitfähigen und thermisch leitfähigen Stoffe infrage, insbesondere kann ein metallischer Heizdraht verwendet werden.
[00116] In Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Sensorvorrichtung dargestellt, auf deren Vorsprung 52 eine Kappe 6 aufgesetzt ist. Die Kappe 6 kann alternativ auch auf andere 10/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15
Weise angeordnet sein, wesentlich ist jedoch, dass sie das von der Sensorvorrichtung ausgebildete Volumen 1 verschließt. Die Kappe 6 weist eine Anlagefläche 61 auf, an die der Gegenstand 4 angelegt werden kann. Zusätzlich besteht bevorzugt die Möglichkeit, dass die Kappe, wie in Fig. 5 dargestellt, eine Schutzfolie 33, wie bereits beschrieben, aufweist. Hierdurch bestehen die bereits beschriebenen Vorteile; zusätzlich besteht der Vorteil, dass verschmutzte Schutzfolien 33 gemeinsam mit der Kappe 6 ausgetauscht werden können.
[00117] Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das Fleizelement 2 in die Kappe 6 integriert ist. Dabei kann das Heizelement 2 entweder im Hauptkörper 62 der Kappe 6, also demjenigen Teil der Kappe 6, der mit der Sensorvorrichtung in Kontakt steht, oder aber in der Schutzfolie 33 angeordnet sein. Die Kontaktierung des in der Kappe 6 befindlichen Heizelements 2 erfolgt dabei über die Sensorvorrichtung, beispielsweise über im Vorsprung 52 sowie im Grundkörper 62 verlaufende elektrische Zuführungsdrähte 29. Dabei sind beispielsweise zwei nicht dargestellte Versorgungsspannungsleitungen vorgesehen, die von der Sensorvorrichtung aus an die beiden Kontakte des Heizelements 2 geführt sind. Befindet sich das Heizelement 2 im Körper 62 der Kappe, kann beispielsweise ein umlaufender Heizdraht 2 im Körper der Kappe geführt sein und thermisch mit der dem Gegenstand 4 zugewandten Anlagefläche 61 der Kappe 6 gekoppelt sein.
[00118] Das Heizelement 2 kann alternativ auch über eine thermisch leitfähige Kontaktierung, beispielsweise einen durchgehenden Metallkontakt zwischen dem Heizdraht und der Anlagefläche 61 oder über eine oberflächliche Anordnung des Heizdrahts an der Anlagefläche 61 versorgt werden.
[00119] Das Heizelement 2 kann in allen dargestellten Ausführungsformen der Erfindung alternativ auch durch ein erwärmtes strömendes erhitztes Medium sowie eine Leitung zur Führung des Mediums ausgebildet sein. Dabei ist entweder ein Tank zum Befüllen mit dem heißen Medium oder eine Wärmequelle zum Erhitzen des Mediums vorgesehen. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine vorgegebene Temperatur nicht überschritten werden soll.
[00120] Weiters kann das Heizelement 2 alternativ durch ein Gefäß oder einen Behälter realisiert sein, in dem sich Reagenzien befinden, die durch eine von außen in Gang gesetzte exotherme chemische Reaktion Wärme abgeben.
[00121] In allen Fällen ist das Heizelement 2 dabei so angeordnet, dass die erzeugte Wärmemenge an den Gegenstand 4 abgegeben werden kann und in diesen eintreten kann.
[00122] Sowohl der Körper 62 der Kappe 6 als auch der Vorsprung 52 können, wie in den Fig. 7a und 7b dargestellt, eine breite Anlagefläche 61 bzw. Stirnfläche 53 aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass weiche Gegenstände 4 besser an der Anlagefläche 61 bzw. der Stirnfläche 53 anliegen und im Bereich der Öffnung 54 einen weniger starken Druck unterliegen. Dadurch kann die Beschädigung, Zerstörung oder Verletzung des Gegenstands 4 vermieden werden und es kann weiters eine besonders luftdichte Anlage des Gegenstands 4 erreicht werden.
[00123] Der wesentliche Vorteil der Verwendung einer Kappe 6 liegt darin, dass für jeden Gegenstand bzw. jeden menschlichen oder tierischen Patienten eine eigene Kappe 6 verwendet werden kann. Dies verhindert eine Übertragung von Verunreinigungen, Krankheiten, Pilzsporen usw. durch die Sensorvorrichtung.
[00124] Wird eine Kappe 6 auf die Sensorvorrichtung aufgesteckt bzw. aufgebracht, muss entweder die Kappe 6 oder die Sensorvorrichtung ein Heizelement 2 enthalten. Gegebenenfalls kann auch jeweils ein Heizelement 2 sowohl in der Sensorvorrichtung als auch in der Kappe 6 vorhanden sein.
[00125] Eine bevorzugte Ausführungsform der Kappe 6 bildet das gesamte Volumen 1 aus, wobei lediglich eine Öffnung vorgesehen ist, durch die der Dampf zum Feuchtigkeitssensor gelangt.
[00126] Weiters kann die Kappe 6 dahingehend weitergebildet werden dass sie als einzelner 11 /27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15
Spritzgussteil ausgebildet ist, wobei insbesondere die Schutzfolie 33 Teil des Spritzgussteils ist. Dies hat den Vorteil, dass flüssige Klebstoffe, die eine eingelagerte gebundene Restfeuchtigkeit aufweisen, vermieden werden können.
[00127] Als zu messender bzw. zu überprüfender Gegenstand 4 kommt auch eine Vielzahl von lebenden bzw. biologischen Materialen infrage, beispielsweise Holz, Lebensmittel und Früchte, für die Feuchtigkeit schädlich ist oder deren Feuchtigkeitsgehalt als Qualitätsindikator gilt. Auch menschliche oder tierische oder pflanzliche Körperteile oder Gewebe unterliegen allenfalls durch pathologische oder durch Zerfallsprozesse bedingte Veränderungen einer erhöhten bzw. verringerten Feuchtigkeitseinlagerung. Die Verdunstung von Wasser aus der Hautoberfläche hängt von vielen Faktoren ab, insbesondere von der Temperatur der Haut, der Umgebungsluftfeuchtigkeit wie auch von Krankheiten, wie z.B. Hautkrebs, die die Einlagerung von Flüssigkeit unter der Haut beeinflussen.
[00128] Beispielsweise wird infolge einer Rheumaerkrankung vermehrt Wasser in die Gelenke und Knorpel der Hand bzw. des Fußes eingelagert. Dieses Wasser ist gebunden und kann bei normaler Körpertemperatur nicht ausdunsten. Bei einer örtlichen Erhöhung der Körpertemperatur wird ein Teil des gebundenen Wassers frei bzw. ungebunden und kann aus der Haut ausdampfen. Somit überlagert der durch das Freiwerden der durch Krankheit gebundenen übermäßigen Wassermenge entstehende Wasserdunst oder -dampf den natürlicherweise austretenden Dunst und es ist somit nach dem Erhitzen eine größere Feuchtigkeitsmenge vorhanden als bei einem nicht rheumatischen Bein bzw. einer nicht rheumatischen Hand.
[00129] Ähnliche Effekte sind bei Tumorerkrankungen beobachtbar, bei denen gebundene Feuchtigkeit vermehrt in Tumorgeweben auftritt. Auch diese Feuchtigkeit kann durch gezielte Erwärmung freigesetzt werden und überlagert den bei der vorliegenden Temperatur natürlicherweise austretenden ungebundenen Wasserdampf bzw. -dunst.
[00130] Zur Messung der im Gegenstand 4 gespeicherten Flüssigkeit muss nicht der gesamte Gegenstand zur Gänze entwässert werden; dies wäre zumeist nicht ohne Zerstörung der Substanz des Gegenstands 4 bzw. der Schädigung des lebenden Gewebes möglich. Vielmehr reicht es aus, eine relativ kleine Feuchtigkeitsmenge aus einem der Größe nach vorgegebenen Teilbereich der Oberfläche bzw. Oberflächenareals des Gegenstands 4 durch Erwärmung auszudunsten und die sich einstellende Luftfeuchtigkeit im Volumen 1 oberhalb des Gegenstands 4 zu messen. Der Gegenstand 4 wird lokal durch das Heizelement 2 erwärmt, wobei die Feuchteentwicklung gegebenenfalls zu Kalibrierzwecken vor der Erwärmung, jedenfalls aber während und/oder nach der Erwärmung bestimmt wird.
[00131] Besonders aussagekräftige Ergebnisse können erzielt werden, indem der Verlauf der gemessenen Feuchtigkeit über die Zeit ermittelt wird. Dabei wird die Feuchtigkeit in vorgegebenen Zeitabständen, etwa von 10ms bis zu einigen Sekunden gemessen. Nach einer Messzeit von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten erhält man einen Verlauf in Form einer Kurve, der zur Bestimmung der im Gegenstand 4 gespeicherten Flüssigkeitsmenge herangezogen werden kann. Bevorzugterweise kann eine Kalibrierung bei einer vorgegebenen Temperatur vorgenommen werden. Ein Gegenstand 4 mit vorgegebener gespeicherter Flüssigkeitsmenge wird derselben Behandlung unterworfen wie ein zu prüfender Gegenstand 4. Die bestimmten Messwerte für die Feuchtigkeit werden für den zu prüfenden Gegenstand sowie für den Referenzgegenstand getrennt bestimmt und miteinander verglichen bzw. in Relation gesetzt. Weisen der Referenzgegenstand und der Gegenstand 4 ähnliche Flüssigkeitsmengen auf, werden diese als ähnlich beurteilt.
[00132] Dieses Vorgehen kann für eine Vielzahl von unterschiedlichen Gegenständen mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt und bei unterschiedlichen Temperaturen vorgenommen werden.
[00133] Zu diesem Zweck können auf der Sensorvorrichtung Temperatursensoren und Drucksensoren vorgesehen sein, die die Temperatur bzw. den Druck der Umgebungsluft sowie die Temperatur und den Druck der im Volumen befindlichen Luft ermitteln. 12/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 [00134] Als Maß für die in einem Gegenstand 4 enthaltene Feuchtigkeit kann beispielsweise die im Volumen 1 nach einer vorgegebenen Zeit erreichte oder innerhalb eines Zeitraums maximal erreichte Luftfeuchtigkeit ermittelt werden, die bei einer oben beschriebenen Behandlung des Gegenstands 4 entsteht, wenn dessen das Volumen 1 begrenzende Oberfläche mit einer vorgegebenen Wärmemenge beaufschlagt wird. Ist der zu vermessende Gegenstand 4 ein Körperteil, darf dieser nicht beliebig erwärmt werden. Auch andere biologische Materialien dürfen nicht über einen bestimmten Temperaturwert erhitzt werden. Es ist daher vorgesehen, den Gegenstand nur minimal, etwa um 0,1 °C bis 1 °C oberflächlich zu erwärmen, was einerseits eine Schädigung des zu vermessenden Gegenstands verhindert und andererseits den Energiebedarf des Heizelements verringert.
[00135] Menschliches oder tierisches Gewebe kann auf bis zu 43°C aufgeheizt werden, vorzugsweise auf 40 °C bis 42 °C.
[00136] Alternativ können auch die Wärmemenge und/oder die Wärmestromdichte, die dem Gegenstand 4 zugeführt wird, festgelegt werden. Die benötige Wärmemenge bzw. Wärmestromdichte hängt vom Gegenstand, insbesondere von dessen Wärmekapazität und dessen Wärmeleitfähigkeit, sowie den Umgebungsbedingungen ab. Das Heizelement verfügt ferner über einen Wirkungsgrad unter 100%, d.h. nicht die gesamte zur Verfügung stehende Wärme wird unmittelbar dem Gegenstand 4 zugeführt.
[00137] Beispielsweise wird für menschliche oder tierische Haut etwa eine Wärmestromdichte von 10'12 W/mm2 bis 8106 W/mm2 verwendet. Dieser Wert ist so gewählt, dass das menschliche oder tierische Gewebe nicht zerstört wird und ausreichend Wärmeenergie zur Erhitzung der Haut zur Verfügung steht. Die genannten Wärmestromdichten sind ebenfalls für tierische Haut gut anwendbar.
[00138] Für Baumaterialien sowie für Holz können Wärmestromdichten von bis zu einigen mW/mm2 dem zu vermessenden Gegenstand 4 aufgeprägt werden. Bei Papier kann aufgrund seiner sehr dünnen Struktur bei Anlage an lediglich einen Bogen mit sehr geringen Wärmestromdichten im Bereich von 10"1° W/mm2 -10"8 W/mm2 das Auslangen gefunden werden.
[00139] Eine Anwendung der Erfindung betrifft die Bestimmung der in Holz gespeicherten Feuchtigkeit bzw. Wassermenge. In der Holzindustrie ist der Feuchtigkeitsgehalt ein Maß für den Brennwert oder Heizwert und damit ein Indikator für die Qualität und den erzielbaren Preis. Durch Astlöcher, schlechte Lagerung, Borkenkäfer oder andere Schädlinge entstehende Lö-cher/Ritzen etc. oder durch fehlende Rinde kann ein Baum oder das Holz Feuchtigkeit aufnehmen und in seinem Inneren Feuchtigkeitsdepots anlegen und Wasser speichern bzw. einlagern. Die Trocknung von Holz in Trocknungsöfen ist energieintensiv und trägt nur bei ordnungsgemäßer Lagerung dazu bei, das Holz trocken zu halten. Eine Trocknung in einem Trocknungsofen erzielt zudem nur eine äußere Trocknung, wobei die im Inneren des Holzes befindlichen Feuchtigkeitsdepots nicht oder nur mit erheblichem energetischen sowie zeitlichen Aufwand ausgetrocknet werden können.
[00140] Eine erfindungsgemäße Überwachung der Trocknung von Brennholz bringt den Vorteil, dass lediglich Holzstücke bzw. -scheite weiter getrocknet werden müssen, die noch nicht vollständig durchgetrocknet sind; die übrigen Holzstücke können bereits weiterverarbeitet werden, was eine erhebliche Effizienzsteigerung bei der Brennholzproduktion mit sich bringt. Dieses Verfahren kann auch bei der Überwachung von Nutzholz verwendet werden.
[00141] Bei der Anwendung bei Brennholz besteht zusätzlich das Problem, dass nasses bzw. feuchtes Holz zum Verpuffen neigt, was einerseits eine Gefahr der Beschädigung des Brennofens mit sich bringt, andererseits auch eine erhebliche Umweltbelastung nach sich zieht. Durch den nicht optimalen Verbrennungsprozess entstehen Qualm, Ruß sowie erhöhte Mengen von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Insbesondere in Hinblick auf die steigenden Umweltanforderungen beim Betrieb von Brennöfen stellt die Vorabprüfung des Brennholzes eine einfache Methode zur Vermeidung von umweltschädlichen Abgasen dar.
[00142] Durch einen Vergleich des zu prüfenden Holzes mit einem vorgegebenen trockenen 13/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15
Holzstück kann auf einfache Weise ermittelt werden, ob das Holzstück ausreichend trocken ist, um als Brennholz oder Bauholz verwendet werden zu können.
[00143] Zudem gestattet die Kenntnis über Wassereinlagerungen bzw. Feuchtigkeitsdepots in Bau- bzw. Nutzholz eine verbesserte Aussagekraft über die Stabilität von tragenden Holzbestandteilen wie beispielsweise Balken, da Holz mit Wassereinlagerungen sich leichter und schneller verformen lässt als trockenes Holz ohne Feuchteeinlagerungen. Im schlimmsten Fall können durch die Messung der Feuchtigkeit von verbautem Holz, beispielsweise in einem Dachstuhl, mögliche Materialmängel vermieden werden und somit rechtzeitig Maßnahmen zur Sanierung ergriffen werden.
[00144] Wenn das Holz in Form von Spänen vorliegt und je nach Qualität mit etwa 25kg/cm2 zur Herstellung von Holzpellets zusammengepresst wird, kann eine im Inneren der Holzpellets gespeicherte Feuchtigkeit infolge des hohen Drucks sehr schlecht entweichen, wodurch eine Trocknung der Pellets erschwert wird.
[00145] Die in den Pellets gespeicherte Feuchtigkeit kann somit als Risikoindikator für plötzliche Verpuffungen in Öfen angesehen werden. Es kann somit vorgesehen werden, dass nach der Feuchtigkeitsbestimmung Pellets mit hoher Feuchtigkeit noch vor dem Heizen einer weiteren Trocknung zugeführt werden, um eine Verpuffung im Inneren des Ofens zu verhindern.
[00146] Die Herstellung von Spanplatten umfasst zwei Schritte, bei denen jeweils in einem Trocknungskessel die Feuchtigkeit aus dem Holz entfernt wird, wobei das fein geraspelte Holz einer Trocknungsbehandlung unterzogen wird. Für die Herstellung von Holzspanplatten wird ein Gemisch aus Leim und Sägespänen verwendet. Der Leim umfasst jedoch Wasser, das wieder in die Holzspäne eindringen kann, sodass eine weitere Trocknung erforderlich ist, um das Wasser aus der Spanplatte zu entfernen. Die Spanplatte wird gepresst und bei 200^0 getrocknet. Dabei werden feuchtere Stellen langsamer trocken, was zu einer mangelnden Qualität führen kann, da durch die Feuchtigkeitseinlagerungen Verformungen auftreten können. Da Furniere und Beschichtungen, beispielsweise aus Massivholz, in nassem Zustand auf den Presskuchen aufbracht werden, kann das noch feuchte Gemisch aus Spänen und Leim schwerer trocknen, da die Furniere bzw. Beschichtungen den Austritt von Wasser verhindern bzw. verlangsamen. Die Unterseite sowie die seitlichen Flächen der Spanplatte sind dabei einfacher zu trocken, als die eingeschlossenen Feuchtigkeitsdepots.
[00147] Bei einer späteren Trocknung ohne Druckbeaufschlagung der Holzspanplatte können Löcher entstehen, falls das Wasser ausdampfen kann. Somit können leichter Dellen oder Belastungen zur Initiation von Rissen führen, die sich je nach der ursprünglichen Verteilung des Wassers zu ausgedehnten Rissen ausformen können. Mit fortschreitender Zeitdauer, z.B. bei Verlegung des Bodens, trocknen die Feuchtigkeitseinlagerungen im Inneren des Presskuchens aus und dort wo im nassen Zustand Wassermoleküle die Struktur der Platten gestützt haben entsteht nun ein Microloch oder Nanoloch, gegebenenfalls auch größere Löcher.
[00148] Infolge der Belastung des Holzes, z.B. durch Personen die auf einem Holzboden laufen, bilden sich ausgedehnte Risse, die sich mit anderen Löchern verbinden, wodurch unschön anzusehende Verformungen oder optisch sichtbare Löchern entstehen.
[00149] Bei der Herstellung von Holzprodukten kann vorgesehen werden, dass nach dem Herstellungsprozess die Feuchtigkeit des Holzprodukts erfindungsgemäß bestimmt wird und anschließend eine Messung der im Holz gespeicherten Feuchtigkeit durchgeführt wird. Vorab wird bei einem Referenzholzstück, das die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf Bruchstabilität, Festigkeit, Restwassereinlagerung und Zähigkeit usw. aufweist, die Feuchtigkeit bestimmt. Die beiden ermittelten Feuchtigkeitswerte werden miteinander verglichen, wobei dem zu prüfenden Holzprodukt bei Übereinstimmung bzw. ähnlichen Werten eine ähnliche Qualität wie dem Referenzprodukt zugesprochen werden kann. Weist das zu prüfende Produkt jedoch vom Referenzprodukt stark abweichende Eigenschaften auf, kann es entweder nachgebessert, z.B. nachgetrocknet, oder ausgesondert werden.
[00150] Eine erhöhte innere Feuchtigkeit stellt auch für Tabletten beispielsweise für Medika- 14/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 mente ein Problem dar, da manche Inhaltsstoffe aufgrund von Feuchtewasser unwirksam werden oder ihre Wirksamkeit deutlich herabgesetzt oder auch erhöht wird. Alle diese Veränderungen der Wirkung von Medikamenten sind für den Patienten potentiell gefährlich, sodass die erfindungsgemäße Bestimmung der in den Tabletten gespeicherten Feuchtigkeit in der Qualitätskontrolle nach der Herstellung der Tabletten vor deren Verpackung angewendet werden kann.
[00151] Auch der Konsument kann durch Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes die Wirksamkeit der Tablette oder Kapsel vor Einnahme testen.
[00152] Die Tabletten sind beispielsweise Kapseln, insbesondere Hartgelantinekapseln, die beispielsweise erst am Wirkungsort im menschlichen oder tierischen Körper zerfallen sollen und ihre Inhaltsstoffe freisetzen. Bei erhöhter Wassereinlagerung zerfällt jedoch ein Teil der Kapsel nicht am gewünschten Ort und die in der Tablette befindlichen Wirkstoffe werden am falschen Ort aufgenommen, was entweder zu einer unerwünschten Erhöhung oder Verringerung der Wirkung des Medikaments führen kann.
[00153] Die innere Feuchtigkeit ist Kennzeichen der Wirksamkeit z.B. Schäumwirkung der Seife. Mit feuchter Seife werden Schmutzpartikel besser gebunden werden.
[00154] Andere Kosmetika haben die Aufgabe Feuchtigkeit bzw. Wasser in die menschliche oder tierische Haut zu transportieren. Wenn Wasser ohne Zusatzstoffe auf der Oberfläche der Haut aufgebracht wird, dringt in gesunde Haut nur sehr wenig Feuchtigkeit ein. Daher sind in Cremes Zusatzstoffe enthalten, die die Feuchtigkeit umschließen, z.B. Fettstoffe vom australischen Schaf etc. Mithilfe dieser Stoffe kann das in der Creme befindliche Wasser in die menschliche oder tierische Haut eindringen. Das Ziel ist es, eine trockene spröde Haut zu befeuchten und wieder jung dynamisch frisch wirken zu lassen.
[00155] Es gibt zwei Ansetzungspunkte zur Messung der in der Creme gespeicherten Feuchtigkeit. Einerseits kann die von der Creme ausdampfende Feuchtigkeit ermittelt und als Indikator für die Wirkung der Creme verwendet werden. Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund der eben genannten begrenzten Aufnahmefähigkeit von Wasser durch die menschliche oder tierische Haut nur bedingt geeignet.
[00156] Alternativ kann bevorzugterweise so vorgegangen werden, dass zunächst die Feuchtigkeit eines einzucremenden Körperteils ohne vorherige Behandlung gemessen wird. Dabei wird ein Referenz-Feuchtigkeitswert bestimmt. Dies kann mit einem Verfahren, wie bereits beschrieben vorgenommen werden. Anschließend wird die Creme auf den betreffenden Körperteil aufgebracht und anschließend einwirken gelassen. Nach der Einwirkzeit wird der noch nicht in die Haut eingezogene Teil der Creme von der Haut abgewischt.
[00157] Alternativ kann die Creme weiter verrieben werden. Dieser Vorgang kann beliebig wiederholt werden, bis die gesamte Creme in die Haut eingezogen ist.
[00158] Anschließend wird erneut die Feuchtigkeit dieses Körperteils im selben Hautareal bestimmt und der Unterschied zur Referenzmessung ermittelt. Dabei kann das Verhältnis der beiden Messwerte oder auch die Differenz der beiden Messwerte ermittelt werden. Die beiden Messwerte werden somit zueinander in Relation gesetzt. Diese Relation ist ein Maß dafür, wie stark die Feuchtigkeit der Creme in den Körperteil eingezogen ist, und somit ein Qualitätsindika-torfürdie Creme.
[00159] Bei festen Lebensmitteln sind starke Wassereinlagerungen, die über das bei konventioneller Herstellung erreichte Maß hinausgehen, typischerweise ein Indikator für eine teilweise künstliche Herstellungsweise. Dabei wird dem Lebensmittel Wasser hinzugefügt wird, was vorwiegend dem Zweck dient, den Preis zu steigern. Solche Verfahren sind für viele Lebensmittel, insbesondere auch für Käse und Gemüse bekannt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können die gespeicherten Feuchtigkeiten zu untersuchender Lebensmittel und die Feuchtigkeiten von Lebensmitteln mit bekannter konventioneller Herstellungsweise gemessen werden. Anschließend werden die Werte miteinander verglichen, wobei eine Abweichung der gespeicherten Feuchtigkeit ein unterschiedliches Herstellungsverfahren anzeigt. 15/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 [00160] Ein beliebtes Mittel der Lebensmittelindustrie ist es, Lebensmittel künstlich durch Einsatz von chemischen Substanzen zu erzeugen, insbesondere unter Einsatz kostengünstiger biologischer Stoffe. So werden Kunstkäse, Kunstschinken etc. erzeugt, die sich von ihrem natürlichen Äquivalent vor allem dadurch unterscheiden, dass die eingelagerte Feuchtigkeit wesentlich erhöht ist.
[00161] Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Art der Herstellung von Lebensmitteln unterschieden werden.
[00162] Bei Lagerung und Transport sorgt vermehrte Feuchtigkeit zur geringeren Haltbarkeit und vermehrter Schimmelbildung. Die Qualität von Tabak, Kaffee oder Gewürze nimmt stark mit Auftreten innerer Feuchtigkeit ab. Auch bei diesen Produktarten können durch Vornahme von Vergleichsmessungen Qualitätsunterschiede festgestellt werden. Dabei wird ein bekanntes Produkt bzw. Referenzprodukt gleicher Art, bei dem die Herstellungsart bekannt ist und die Lagerung nach vorgegebenen Bedingungen erfolgt, mit einem zu untersuchenden Produkt verglichen. Dabei wird jeweils die im Produkt gespeicherte Feuchtigkeit ermittelt und die beiden ermittelten Feuchtigkeitswerte werden verglichen, wobei unterschiedliche Feuchtigkeitswerte unterschiedliche Herstellungsverfahren oder Lagerungen indizieren. Zudem kann bei typischerweise trockenen Produkten, wie beispielsweise Brot, Keksen, Kartoffelchips usw., wenn eine gegenüber dem jeweiligen Referenzprodukt erhöhte Feuchtigkeit gemessen wird, auf Lagerungsmängel geschlossen werden.
[00163] In der Bauindustrie ist die innere Feuchtigkeit Kennzeichen der Durchlässigkeit von Wärmedämmungen oder der Festigkeit von Materialien wie beispielsweise Bitumen, Asphalt, Festbeton, Fahrbahnbeläge. Entscheidend ist die innere Luftfeuchtigkeit bei der Verarbeitung des Materials, da eine spätere Trocknung an denjenigen Stellen zu inneren Blasen oder Poren etc. führen kann, an denen eine erhöhte innere Feuchtigkeit vorliegt und diese nach dem Einbau sehr schlecht oder nicht mehr trocknen kann. Dadurch verbleibt die Feuchtigkeit nach der Verarbeitung des Materials im Mauerwerk, Gebäude usw. und kann aus diesem nicht mehr oder nur sehr langsam entweichen.
[00164] Eine Feuchtigkeitsmessung nach dem Verbauen des Materials kann Feuchtigkeitseinlagerungen aufspüren und einen Risikoindikator für Schäden an Bauwerken, insbesondere Fahrbahnen oder Dämmelementen, darstellen.
[00165] Zudem ist die Wahrscheinlichkeit für Schimmelbildung bei in Bauwerken, in denen Wasser eingeschlossen ist, erhöht. Wohnbereiche sind bei Feuchtigkeiten oberhalb von 70% bis 80% relative Feuchtigkeit massiv von Schimmelbefall bedroht.
[00166] Zur Bestimmung von Feuchtigkeit wird eine konstante Wärmemenge an das Mauerwerk abgegeben und der Verlauf der Luftfeuchtigkeit über eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere von 2 bis 5 Minuten, gemessen, wobei als Referenzgegenstand erwiesenermaßen trockenes Mauerwerk herangezogen wird. Während der Bestimmung der Feuchtigkeit des Mauerteils bzw. des Referenzgegenstands wird das Volumen 1 durchlüftet, sodass die Feuchtigkeit mit einer vorgegebenen Rate aus dem Volumen 1 entweichen kann. Üblicherweise zeigt sich im Zeitverlauf der Feuchtigkeit bei trockenem bzw. oberflächlich befeuchtetem Mauerwerk ein Anstieg bis zu einer maximalen Feuchtigkeit. Nachdem die gesamte Wassermenge aus dem Mauerwerk ausgedampft ist, sinkt aufgrund der Durchlüftung des Volumens die Feuchtigkeit und erreicht nach dem Ende der Messung etwa das Niveau der Umgebungsfeuchtigkeit.
[00167] Bei der Messung von Mauenwerk, das vom Boden her Nässe in sich aufgesogen hat, besteht der Effekt, dass durch die lokale Austrocknung des zu prüfenden Mauerteils Feuchtigkeit vom Mauerwerk her nachgesogen wird und das Mauerwerk niemals völlig austrocknet. Der Feuchtigkeitsverlauf der aufgenommenen Feuchtigkeit ist somit durch einen Anstieg auf ein annähernd gleichbleibendes Niveau bzw. ein anschließendes Absinken auf einen gegenüber der Umgebungsluftfeuchtigkeit wesentlich erhöhtes Niveau gekennzeichnet.
[00168] In der Papierindustrie ist die Einhaltung vorgegebener Feuchtigkeitsgrenzen essentiell bei der Förderung des Papiers über Walzen, damit im geförderten Papier keine Risse entste- 16/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 hen. Die Papierqualität hängt unter anderem von der im Papier gespeicherten Feuchtigkeit ab, da Papier ein idealer Nährboden für Schimmelpilze oder Sporen etc. ist. Wird Papier gestapelt oder eingerollt, beispielsweise bei Banknoten oder Büchern bzw. Papierrollen in der Druckindustrie, wird die Schimmelbildung verstärkt, da die Stapelung die Ausdunstung des Wassers aus dem Papier unterbindet.
[00169] Durch Vergleich mit einem Referenzpapierbogen kann ermittelt werden, ob die im zu prüfenden Papier befindlichen Wassereinlagerungen stark erhöht sind. Das erzeugte Papier kann in diesem Fall einerweiteren Trocknung zugeführt werden oder ausgesondert werden.
[00170] Die Erfindung kann weiters für die Bestimmung des Risikos, dass eine Person an einer Krankheit erkrankt, herangezogen werden.
[00171] Die Messung einer erhöhten gebundenen Feuchtigkeit im Inneren eines menschlichen oder tierischen Gewebes indiziert ein erhöhtes Risiko, dass der betreffende Mensch bzw. das betreffende Tier an einer Erkrankung wie beispielsweise Tumore, Rheuma, Krebs erkrankt. Zudem kann diese Risikoabschätzung dadurch verbessert werden, indem die gespeicherte Wassermenge bzw. Flüssigkeitsmenge an verschiedenen Stellen des Körpers gemessen wird. Dadurch können charakteristische Muster der Wassereinlagerungen ermittelt werden, die mit Referenzwerten verglichen werden können, um das Risiko, an der betreffenden Krankheit zu erkranken, zu bestimmen. Weiters kann die Messung auch auf entnommenem Gewebe durchgeführt werden. Diese Messung kann besonders vorteilhaft mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielt werden.
[00172] Die beschriebene Vorgangsweise kann somit auch zur Detektion von Krankheiten wie Rheuma oder von Tumoren in der Flaut verwendet werden. Dabei wird eine Erwärmung auf bis zu 43 °C, insbesondere auf 40^0 bis 42°C vorgenommen. Der Wasserdampf bzw. die Feuchtigkeit kann aus der Haut an unterschiedlichen Stellen, beispielsweise interzellulär, d.h. im Gewebe zwischen den Zellen, transzellulär, d.h. durch die Zellen, entweichen. Weiters kann der Wasserdampf auch transglandulär, d.h. durch Drüsen, sowie transfolikulär, d.h. entlang der Haarzellen, austreten.
[00173] In Folge einer Rheumaerkrankung wird beispielsweise vermehrt Wasser in die Gelenke und Knorpel der Hand und/oder des Fußes eingelagert (Fig. 4. a). Dieses dampft ohne Wärmeanregung nicht aus, da es sich um gebundenes Wasser handelt, d.h. in den Zellen des Gewebes oder zwischen den Zellen des Gewebes gebunden ist. Dieses gebundene Wasser wird durch Wärmeeinbringung zum Teil aktiviert, d.h. gebundenes Wasser wird zum ungebundenen Wasser und dampft aus (Fig. 4. b,c). Die Menge der ausgedampften Flüssigkeit hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise der eingebrachten Wärmemenge.
[00174] Auch in Folge einer Tumorerkrankung, beispielsweise der Haut, wird vermehrt Wasser seitens des Tumors gebunden und steht ohne Temperatureinwirkung nicht ausdunsten. Das Wasser wird durch gezielte Wärmeeinbringung ungebunden dampft aus.
[00175] Für jede Erkrankung, die Wassereinlagerungen unter der Haut bzw. im Gewebe bildet, kann ein Risikoindikator erstellt werden, der anzeigt, wie wahrscheinlich diese Erkrankung ist. Barrierestörungen der menschlichen oder tierischen Haut weisen auch eine Abhängigkeit von der Erwärmung auf, doch diese weist eine charakteristische Steigung bzw. einen Kurvenverlauf auf.
[00176] Um Störungen durch unterschiedliche Umwelteinflüsse möglichst zu vermeiden, kann die Haut des Patienten vor der Messung gereinigt und von Schweiß und Wasser befreit werden.
[00177] Zur Bestimmung der Position von Flüssigkeitseinlagerungen in Gegenständen, insbesondere im Gewebe unterhalb der Haut selbst, kann eine oben beschriebene Vorrichtung mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Feuchtigkeitssensoren 3 verwendet werden. Vorteilhafterweise weist dieser Sensor eine Vielzahl von Teilvolumina auf, denen jeweils ein Feuchtigkeitssensor 3 zugeordnet ist, der die Feuchtigkeit im Inneren des Teilvolumens misst. Vorteilhafterweise ist der Feuchtigkeitssensor 3 im Inneren des jeweiligen Teilvolumens angeordnet. 17/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15 [00178] Alternativ kann auch die feuchtigkeitssensitive Schicht des Feuchtigkeitssensors 3 im jeweiligen Teilvolumen liegen oder dieses beranden. Der Feuchtigkeitssensor 3 kann in einer Ausnehmung in einem Bereich der Basisfläche 51 angeordnet sein, der das jeweilige Teilvolumen berandet. Die einzelnen Teilvolumina sind durch Unterteilungsstege voneinander getrennt. Die Teilvolumina, vorteilhafterweise auch die Unterteilungsstege, stehen jeweils bei Anlage eines Gegenstands 4 an der Öffnung 54 mit dem Gegenstand 4 in Kontakt.
[00179] Eine Sensorvorrichtung mit mehreren Feuchtigkeitssensoren 3 erlaubt die Abbildung der Feuchtigkeit des unter der Haut befindlichen Gewebes auf die jeweiligen Hautstellen. Dabei kann für jedes abzubildende Hautareal ein separates Teilvolumen vorgesehen sein. Vorteilhafterweise sind dabei die Feuchtesensoren 3 wie auch die Teilvolumina rasterförmig angeordnet. Vorteilhafterweise sind die Teilvolumina gleich groß und weisen dieselbe Form und denselben Rauminhalt auf.
[00180] Alternativ kann auch der Effekt genutzt werden, dass der Wasserdampf bis zu 1,5mm senkrecht laminar aufsteigt. Dies tritt etwa dann auf, wenn die Hälfte des Durchmessers des Teilvolumens größer ist als dessen Höhe. Es kommt dabei zu keiner seitlichen Konvektion des Wasserdampfs bzw. Dunsts im Volumen und somit auch zu keiner Vermischung des Dunsts oberhalb der einzelnen Hautbereiche. Somit können die Ausdünstungen der einzelnen Hautareale unabhängig voneinander gemessen bzw. bestimmt werden. Durch eine derartige Anordnung kann eine Unterteilung des Volumens in eine Vielzahl von Teilvolumina vermieden werden. Trotzdem können unterschiedliche Hautareale gleichzeitig vermessen werden, wodurch Bilder der Haut erstellt werden können.
[00181] Gegebenenfalls kann ein Abbild eines Körperteils erstellt werden, bei dem die jeweiligen Hautareale mit Farben eingefärbt sind, die jeweils der für das Hautareal ermittelten Feuchtigkeit zugeordnet sind. Dabei können gegebenenfalls auch Graustufenbilder verwendet werden. Vorteilhafterweise sind die einzelnen Feuchtigkeitssensoren 3 rasterförmig angeordnet.
[00182] Durch die Veränderung der Temperatur des Feuchtigkeitssensors 3, beispielsweise durch Erwärmung mittels des weiteren Heizelements, kann die Absorption bzw. Resorption von Feuchtewasser eingestellt werden. Resorption bezeichnet die Abgabe von Wasserdampf bzw. von Wassermolekülen vom Feuchtigkeitssensor 3, Absorption bezeichnet den entgegengesetzten Vorgang der Aufnahme von Wassermolekülen in den Sensor. Die Bestimmung der Luftfeuchtigkeit erfolgt durch die Messung der Konduktanz bzw. der Kapazität des Feuchtigkeitssensors 3. Die Konduktanz und die Kapazität der feuchtesensitiven Schicht des Feuchtigkeitssensors 3 hängen stark von dem absorbierten, in dieser Schicht befindlichen Feuchte-Wasser ab, wodurch durch die Messung der Kapazität bzw. der Konduktanz auf die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Feuchtigkeitssensors 3 geschlossen werden kann.
[00183] Alternativ kann auch der für die Messung der Kapazität bzw. des Widerstands des Feuchtigkeitssensors 3 verwendete Strom zur Erwärmung des Feuchtigkeitssensors herangezogen werden.
[00184] Eine energiesparende Alternative besteht darin, dass eine Anzahl von Teilvolumen luftdicht abgeschlossen ist und die übrigen Teilvolumina einen im Bereich des Feuchtigkeitssensors 3 befindlichen Luftdurchlass zur Umgebungsluft, beispielsweise über in der Sensorvorrichtung verlaufende Kanäle, aufweisen. Durch den Luftdurchlass wird in den Teilvolumina eine kühlere Temperatur erreicht, da die von Körper bzw. Gegenstand abgegebene Wärme entweichen kann und kühlere Umgebungsluft in das Teilvolumen eindringt. Dieser Temperaturunterschied bewirkt ein unterschiedliches Ausdampfverhalten, das Rückschlüsse auf die innere Feuchtigkeit gestattet. Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass bei der Messung von lebendem Gewebe die innere Wärmeentwicklung im Gewebe ausgenutzt werden kann, die Teilvolumina zu erwärmen. Dabei kann über die mangels Durchlüftung bestehende Isolierung der einzelnen Teilvolumina die sich einstellende Temperatur geregelt werden.
[00185] Die Volumina bzw. die Teilvolumina sind bevorzugterweise 1mm hoch, und weisen eine Fläche von 1mm2 bis 200mm2 auf. Im Bereich der Feuchtigkeitsbestimmung von Mauerwerk können mitunter auch größere Flächen bis zu 100cm2 Verwendung finden. 18/27
Claims (45)
- österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 [00186] Wird die Erfindung für medizinische Zwecke eingesetzt, werden bevorzugterweise die Umgebungstemperatur oder Gegenstandstemperatur sowie die Umgebungsluftfeuchtigkeit gemessen. Dies kann insbesondere durch auf der Sensorvorrichtung angeordnete Messeinrichtungen erfolgen. Falls erforderlich, kann auch der Umgebungsdruck ermittelt werden, da der lebende Organismus im Gegensatz zu unbelebten Gegenständen über einen Regelkreis verfügt und mehr oder weniger Luftfeuchtigkeit in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen in die Umgebung abgibt. [00187] Beispiel einer Temperaturregelung eines lebenden Organismus ist Schwitzen. Beim Vergleich von zu untersuchenden Personen bzw. zu untersuchendem Gewebe mit gesunden Referenzpersonen bzw. gesundem Referenzgewebe können die beschriebenen Umgebungsfaktoren Temperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungsdruck kompensiert werden. Der Unterschied zwischen einer gesunden Person und einer kranken untersuchten Person besteht nach der Kompensation der Umgebungsfaktoren lediglich in der zusätzlich aus dem erkrankten Gewebe austretenden frei gewordenen Flüssigkeit bzw. Feuchtigkeit, der gezielt ermittelt und als Risikoindikator für das Vorliegen einer Krankheit herangezogen werden kann. [00188] Eine krankhafte Veränderung der Haut führt zu einer Einlagerung und Bindung von Wasser an die krankhaften Zellen beispielsweise Tumorzellen bei Krebserkrankungen oder Knorpel, Gelenkseinlagerungen bei Rheuma. Ohne die gezielte Erwärmung stünden diese Feuchtigkeitsbestandteile nicht zum Transport zur Verfügung. [00189] Als Risikoindikator für Rheuma kann beispielsweise die durch die Vermessung der Handknorpel oder Handgelenke oder der Fußknorpel oder Fußgelenke ermittelte Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeitsmenge herangezogen werden. [00190] Um Schwitzen bei einem Patienten von vorhinein auszuschießen, können Umgebungstemperaturen unterhalb von 20°C eingestellt werden. Zweckmäßig ist eine Berücksichtigung dieses Vorganges bzw. eine Vorbereitung der Haut durch Abwischen der untersuchten Stelle bzw. eine rasche Durchführung der Messung. [00191] Ganz generell können gebundene und ungebundene Feuchtigkeit voneinander getrennt ermittelt werden. Dabei wird zunächst ohne Einwirkung eines Heizelements die aus dem Gegenstand bzw. der Haut ausdampfende Feuchtigkeit ermittelt. Anschließend wird die Temperatur kontinuierlich gesteigert bzw. kontinuierlich Wärme zugeführt. Hierdurch steigt die Wasserabgabe des Gegenstands bzw. der Haut. Die zusätzliche Flüssigkeitsmenge, die vom Gegenstand während dessen Erwärmung abgegeben wird, stammt von ursprünglich gebundenem Wasser, das durch die Wärmeeinwirkung seine Bindung überwunden hat und frei zur Verfügung steht. Somit können gebundene und ungebundene Feuchtigkeit eines Gegenstands separat ermittelt werden. [00192] Bei medizinischen Anwendungen rührt ein zusätzlicher bzw. gegenüber einer Referenzperson auftretende Anteil von ungebundenem Wasser üblicherweise von Verwundungen oder Abschuppungen der Haut her. Zusätzliches gebundenes Wasser ist oftmals Indikator für eine Erkrankung, beispielsweise von Tumoren, insbesondere Hauttumoren, Krebs oder Rheuma. Patentansprüche 1. Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem zu prüfenden Gegenstand (4) enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsmenge, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Heizelement (2) und zumindest einen Feuchtesensor (3) umfasst, wobei die Sensorvorrichtung im Betrieb zumindest ein, insbesondere durch Anlage an die Oberfläche (41) des zu prüfenden Gegenstands (4), abschließbares Volumen (1) ausbildet, wobei das Heizelement (2) zum Erwärmen zumindest eines Teils der das Volumen (1) begrenzenden Oberfläche (41) des Gegenstands (4) ausgebildet ist, und wobei der Feuchtesensor (3) die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens (1) misst. 19/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15
- 2. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (1) von der Sensorvorrichtung begrenzt ist, die nach einer Seite hin eine vom zu prüfenden Gegenstand (4) abdeckbare Öffnung (54) aufweist.
- 3. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorvorrichtung ein Gehäuse (5) umfasst, von dem das Volumen (1) und die Öffnung (54) begrenzt sind.
- 4. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 3; dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) derart ausgebildet ist, dass das Volumen (1) mit einer maximalen Dicke von weniger als 5mm, insbesondere weniger als 1mm, gemessen normal zur Öffnung (54) bzw. zu der Oberfläche (41) des die Öffnung (54) verschließenden Gegenstands (4), ausgebildet ist.
- 5. Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) eine, vorzugsweise ebene, Basisfläche (51) und einen an der Basisfläche (51) angeordneten, in sich geschlossen umlaufenden und/oder ringförmigen Vorsprung (52) aufweist, wobei die Basisfläche (51) und der Vorsprung (52) das Volumen (1) begrenzen und der Vorsprung (52) die Öffnung (54) begrenzt.
- 6. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (52) gegenüber der Basisfläche (51) eine Vorsprunghöhe von 1mm bis 5mm aufweist, und die von der Basisfläche (51) wegweisende Stirnfläche (53) des Vorsprungs (52) eine Anlagefläche für den Gegenstand (4) bildet, wobei die Stirnfläche (53) gegebenenfalls nach außen verbreitert oder erweitert ist.
- 7. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) im, vorzugsweise ringförmigen, Vorsprung (52) angeordnet ist oder den Vorsprung (52) ausbildet.
- 8. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Dicke des Volumens (1), insbesondere der Höhe des Vorsprungs (52), zum Durchmesser bzw. der maximalen Ausdehnung der Öffnung (54) 1:1 bis 1:100, insbesondere 1:2 bis 1:20, beträgt.
- 9. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) zumindest einen, insbesondere im ringförmigen Vorsprung (52) umlaufenden, Heizdraht aufweist, der bei Anlage am Gegenstand (4) in thermisch, insbesondere unmittelbar, leitendem Kontakt mit der Oberfläche (41) des Gegenstands (4) bringbar ist bzw. unmittelbar auf der Oberfläche des Vorsprungs (52) verläuft.
- 10. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (2) durch am Gehäuse (5) und/oder am Vorsprung (52), insbesondere an der Basisfläche (51) des Gehäuses (5), angeordnete Strahlungsquellen, insbesondere LEDs, gebildet ist, und/oder dass das Heizelement (2) an einer das Volumen (1) begrenzenden Wand der Basisfläche (51) bzw. des Gehäuses angeordnet sind.
- 11. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Vorsprung (52) kreisringförmig oder in Form eines umlaufenden rechteckigen Rings ausgebildet ist.
- 12. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der feuchtesensitive Teil des Feuchtesensors (3) innerhalb des Volumens (1) angeordnet ist oder dieses berandet, und die im Volumen (1) befindliche Luft mit diesem Teil, insbesondere über einen Kanal, in Kontakt steht.
- 13. Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtesensor (3) in einer in der Basisfläche (51) ausgebildeten Vertiefung (31) angeordnet ist und vorzugsweise bündig mit der Basisfläche (51) abschließt. 20/27 österreichisches Patentamt AT 508 940 B1 2011-05-15
- 14. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtesensor (3), insbesondere nur dessen feuchtesensitiver Teil der Oberfläche bzw. sein mit dem Volumen (1) in Kontakt stehender Teil, mit einer wasserabweisenden und/oder dampfdurchlässigen Folie (32), insbesondere aus Teflon, abgedeckt oder umgeben ist.
- 15. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine wasserdampfdurchlässige und/oder schmutzabweisende Schutzfolie (33) zwischen dem Feuchtensensor (3) und dem in Anlage befindlichen Gegenstand (4) vorgesehen ist, die eine Verschmutzung des Sensors (3) verhindert.
- 16. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzfolie (33) die Öffnung (54) abdeckt, und/oder dass das Fleizelement (2) gegebenenfalls als auf der Schutzfolie (33) angeordneter, insbesondere mäanderförmig verlaufender, FHeizdraht realisiert ist.
- 17. Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Schutzfolie (33), insbesondere als Siebfolie, mit Öffnungsgrößen im Bereich von 10 pm bis 1mm, insbesondere von 50 pm bis 100 pm, ausgebildet ist und insbesondere durch Stahlgewebe, Sinterfilter, Teflon oder einen Membranfilter gebildet ist.
- 18. Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die schmutzabweisende Schutzfolie (33) straff gespannt ist.
- 19. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (1) bei Anlage des Gegenstands (4) durch Verschließen der Öffnung (54) dampfdicht, vorzugsweise luftdicht, abgeschlossen ist.
- 20. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres Fleizelement, das derart angeordnet ist, dass es den Feuchtesensor (3) aufheizt.
- 21. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Fleizelement den Feuchtesensor (3) umgibt, insbesondere als Heizdraht ausgebildet ist, der den Feuchtesensor (3) umgibt, insbesondere um diesen herum gewickelt ist.
- 22. Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Feuchtesensoren (3) vorgesehen ist, die rasterförmig angeordnet sind.
- 23. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen (1) durch eine Anzahl von Unterteilungsstegen in eine Vielzahl von Teilvolumen unterteilt ist, die jeweils bei Anlage des Gegenstands (4) mit diesem in Kontakt stehen und denen jeweils ein Feuchtesensor (3) zugeordnet ist, der die Feuchtigkeit im jeweiligen Teilvolumen misst.
- 24. Sensorvorrichtung gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Teilvolumina bei Anlage eines Gegenstands (4) an der Öffnung (54) luftdicht abgeschlossen ist und die übrigen Teilvolumina einen im Bereich des Feuchtigkeitssensors (3) befindlichen Luftdurchlass aufweisen, der gegebenenfalls in Verbindung zur Umgebungsluft steht.
- 25. Kappe zum Abschließen des Volumens (1), insbesondere einer Sensorvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, vorzugsweise zum Aufsetzen auf den Vorsprung (52) umfassend einen ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper (62) sowie eine Anlagefläche (61) zum Anlegen der Sensorvorrichtung an einen Gegenstand (4) gekennzeichnet durch eine dampfdurchlässige Schutzfolie (33), die im Innenbereich des ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörpers (62) angeordnet ist und die durch den ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper (62) gebildete Öffnung verschließt, wobei vorzugsweise die Kappe (6) eine Wandung aufweist, die an der 21 /27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15 das Volumen (1) abgrenzenden Wand anliegt und eine Durchströmöffnung aufweist, durch die die im Volumen (1) befindliche Luft mit dem Feuchtigkeitssensor (3) in Kontakt bringbar ist.
- 26. Kappe gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (62) in der Ebene der durch den ringförmigen oder geschlossen umlaufenden Grundkörper (62) gebildeten Öffnung nach außen gewölbt ist, wodurch die Anlagefläche (61) nach außen erweitert ist.
- 27. Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass im Grundkörper (62) ein Heizelement (2), insbesondere in Form eines im Grundkörper (62) umlaufenden Heizdrahts angeordnet ist, wobei der Heizdraht mit der Anlagefläche (61) thermisch leitfähig gekoppelt ist oder der Heizdraht auf der Anlagefläche (61) verläuft.
- 28. Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Heizelement aufweist, das an oder auf der Schutzfolie (33) in Form eines, insbesondere aufgedruckten, vorzugsweise mäanderförmig verlaufenden, Heizdrahts gebildet ist.
- 29. Kappe gemäß einem der Ansprüche 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsleitung im Inneren des Grundkörpers (62) der Kappe (6) verläuft und bei Aufstecken auf eine Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 in elektrischen Kontakt mit einer in der Sensorvorrichtung befindlichen Energiequelle bringbar ist.
- 30. Verfahren zur Ermittlung der in einem Gegenstand (4) befindlichen Flüssigkeitsmenge, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Gegenstand (4) in einem lokal begrenzten Bereich erwärmt wird, b) der vom Gegenstand in diesem Bereich bei der Erwärmung abgegebene Dampf in einem diesen Bereich, insbesondere dampfdicht, abschließenden Volumen (1) gesammelt wird, c) die sich im Volumen (1) befindliche Luftfeuchtigkeit gemessen wird, und d) diese als Messwert für die im Gegenstand (4) gespeicherte Flüssigkeitsmenge angesehen wird.
- 31. Verfahren gemäß Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder während des Erhitzens des Gegenstands (4) die Feuchtigkeit der im Volumen (1) befindlichen Luft gemessen wird, wobei der gemessene Feuchtigkeitsverlauf über die Zeit als Indikator für die im Gegenstand (4) gespeicherte Flüssigkeitsmenge angesehen wird.
- 32. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtigkeit in vorgegebenen Zeitabständen, insbesondere in Abständen von 1 ms bis 3s, gemessen wird.
- 33. Verfahren gemäß Anspruch 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (4) oberflächlich um 0,01 bis δΌ, insbesondere 0,1 °G bis 5°C, erwärmt wird, insbesondere auf maximal 43 °C, vorzugsweise auf 40 °C bis 42^.
- 34. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand (4) mit einer vorgegebenen Wärmemenge zwischen 10'12W/mm2 und 0,1 W/mm2, insbesondere zwischen 10"1oW/mm2 und 0,1 W/mm2, vorzugsweise zwischen 10"10 W/mm2 und 8Ί0"6 W/mm2 beaufschlagt wird.
- 35. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die in einem Referenzgegenstand gespeicherte Flüssigkeitsmenge entsprechend einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 34 gemessen wird und der durch Messung des Referenzgegenstands ermittelte Messwert zu dem durch die Messung des Gegenstands (4) ermittelten Messwert in Relation gesetzt wird, wobei gegebenenfalls eine Vielzahl von Messungen des Referenzgegenstands sowie des Gegenstands (4) vorgenommen wird und anschließend die jeweils ermittelten Luftfeuchtigkeitsverläufe ermittelt und miteinander verglichen und beurteilt werden, wobei insbesondere der Referenzgegenstand und der Gegenstand (4) im Zuge der Erwärmung mit derselben Temperatur bzw. mit derselben Wärmemenge beaufschlagt werden. 22/27 österreichisches Patentamt AT508 940B1 2011-05-15
- 36. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 30 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ohne Erwärmung die aus dem Gegenstand (4) bzw. der Haut ausdampfende Feuchtigkeit ermittelt wird und dieser Flüssigkeitsanteil als ungebundener Flüssigkeitsanteil ermittelt und beurteilt wird, anschließend die Temperatur gesteigert bzw. Wärme zugeführt wird, wodurch die Wasserabgabe des Gegenstands bzw. der Haut ansteigt, und die zusätzliche Flüssigkeitsmenge, die vom Gegenstand während dessen Erwärmung abgegeben wird, bestimmt wird und dieser Flüssigkeitsanteil als gebundener Flüssigkeitsanteil ermittelt und beurteilt wird.
- 37. Verfahren gemäß Anspruch 35 oder 36 dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzgegenstand ein menschlicher oder tierischer Körperteil herangezogen wird, der frei von einer vorgegebenen Erkrankung, beispielsweise frei von Tumoren oder Rheuma, ist und als Gegenstand (4) oder Gegenstände (4) entsprechende Körperteile von Personen herangezogen werden, wobei insbesondere ein gegenüber dem Referenzgegenstand erhöhter Feuchtigkeitsgehalt des Gegenstands (4) ein gesteigertes Risiko, von einer Erkrankung betroffen zu sein, impliziert.
- 38. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überprüfung der Feuchtigkeitsabgabe von Hautcreme an die Haut eine Referenzmessung durchgeführt wird, indem die Feuchtigkeit eines als Referenzgegenstand vorgegebenen menschlichen oder tierischen Körperteils oder Gewebes bestimmt wird, anschließend Hautcreme auf diesen Körperteil aufgetragen und für einen vorgegebenen Zeitraum auf die Haut einwirken gelassen wird, und anschließend der Körperteil einer zweiten Feuchtigkeitsmessung unterzogen wird, wobei die Feuchtigkeitsabgabe der Hautcreme bestimmt wird, indem die im Zuge der Referenzmessung ermittelte Feuchtigkeit und die im Zuge der zweiten Feuchtigkeitsmessung ermittelte Feuchtigkeit zueinander in Relation gesetzt werden.
- 39. Verfahren gemäß Ansprüche 35 und 31, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung von Feuchtigkeit in einem Mauerteil eine vorgegebene Wärmemenge an das Mauerwerk abgegeben wird und der Verlauf der Luftfeuchtigkeit über eine vorgegebene Zeitspanne, insbesondere von 2 bis 5 Minuten, gemessen wird, wobei als Referenzgegenstand erwiesenermaßen trockenes Mauerwerk herangezogen wird.
- 40. Verfahren gemäß Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass während der Bestimmung der Feuchtigkeit des Mauerteils bzw. des Referenzgegenstands das Volumen (1) durchlüftet wird, sodass die Feuchtigkeit mit einer vorgegebenen Rate aus dem Volumen (1) entweichen kann.
- 41. Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 oder einer Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts eines Holzprodukts oder von Papier.
- 42. Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 oder einer Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der Haut einer Person oder eines Tiers.
- 43. Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 oder einer Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Mauerwerk, Bauwerken, Asphalt oder Beton.
- 44. Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 oder einer Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Lebensmitteln.
- 45. Verwendung einer Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24 oder einer Kappe gemäß einem der Ansprüche 25 bis 29 zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von Arzneimitteln, insbesondere Hartgelatinekapseln. Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 23/27
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