AT508976A1

AT508976A1 - HUMIDITY SENSOR

Info

Publication number: AT508976A1
Application number: AT0172309A
Authority: AT
Original assignee: Hagl Peter Dipl Ing
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-15
Also published as: AT508976B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Bestimmung von Feuchtigkeit von Materialien insbesondere von Gasen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors und/oder eines Trägerkörpers eines Sensors zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien. Derartige Sensoren und Verfahren werden insbesondere zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit bei industriellen Anwendungen gewerblich genutzt.The invention relates to a sensor for determining moisture of materials, in particular of gases. Furthermore, the invention relates to a method for producing a sensor and / or a carrier body of a sensor for determining the moisture of materials. Such sensors and methods are used commercially in particular for determining the humidity in industrial applications.

Die Erfindung kann im Bereich des Transports von Gütern bei der Überwachung des Klimas vorteilhaft angewendet werden. Weiters kann der Luftfeuchtesensor besonders vorteilhaft bei der Feuchtigkeitsbestimmung menschlicher oder tierischer Haut sowie bei industriellen sowie medizinisch pharmazeutischen Anwendungen eingesetzt werden.The invention can be advantageously applied in the field of transport of goods in the monitoring of the climate. Furthermore, the air humidity sensor can be used particularly advantageously in the determination of moisture of human or animal skin as well as in industrial and medical pharmaceutical applications.

Im Stand der Technik existiert eine Vielzahl von Prinzipien zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit, wobei die gängigsten Verfahren im Folgenden kurz beschrieben werden:There are a number of principles for determining the humidity in the prior art, the most common methods being briefly described below:

Eine Methode verwendet Kunststoffe, auf denen das Feuchte-Wasser kondensiert, wodurch sich die Permittivität des Kunststoffs bzw. des auf dem Kunststoff gebildeten Kondensats verändert und diese Veränderung durch zwei am Kunststoff angeordneten Elektroden gemessen wird. Insbesondere wird dabei die Kapazität zwischen den beiden Elektroden bestimmt.One method uses plastics, on which the moisture-water condenses, whereby the permittivity of the plastic or the condensate formed on the plastic changes and this change is measured by two electrodes arranged on the plastic. In particular, the capacitance between the two electrodes is determined.

Ein weiteres Prinzip zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit ist in Wasserverdampfungssensoren, insbesondere in Lithiumchlorid-Dickschichtsensoren verwirklicht.Another principle for determining the humidity is realized in water evaporation sensors, in particular in lithium chloride thick-film sensors.

Beide Prinzipien weisen erhebliche Nachteile auf. Ein wesentlicher Nachteil der Kunststoffsensoren liegt darin, dass diese nicht hitzebeständig sind, sodass Umgebungs-Temperaturen bis zu 70° maximal möglich sind, die absolute Grenze je nach Kunststoff verschieden liegt bei 100°, da sonst irreversible starke Verformungen z.B. der Faser des Faserverbundes auftreten, die zu einer Alterung der Schicht führen. Auch bei geringeren Temperaturen erfolgt eine Alterung des Kunststoffs, sodass mit der Zeit die Genauigkeit abnimmt aufgrund der Quellung der Kunststoffe. Die Feuchtigkeitsaufnahme des Kunststoffs selbst ist äußerst gering ~1-3%, wobei die Verformung aufgrund von Quellen zu erheblichen irreversiblen Änderungen führt. Bereits bei 50° verändern sich die Kunststoffmoleküle, sodass eine unwiederbringliche Veränderung der Charakteristik besteht. Auch die Einwirkung von UV-Strahlung, Wärmelampen, Sonnenlicht, Glühbirnen usw. verändert den Kunststoff. Die Quellung bzw. Verformung ändert unwiederbringlich die Charakteristik eines derartigen Sensorelementes, sodass sinnvolle und reproduzierbare Messungen nur zu Beginn der Lebensdauer eines derartigen Feuchtigkeitssensors durchgeführt werden können. Auch eine bei der Herstellung vorgenommene künstliche Alterung des Bauelements zur Erreichung einer geringeren Empfindlichkeit löst das eingangs beschriebene Problem nicht, da die Reaktionsgeschwindigkeit abnimmt und Alterungseffekte nur verringert, jedoch nicht gänzlich unterdrückt werden können. Auch besteht das Problem, dass die Luftfeuchtigkeit, die im Zuge einer Messung aufgenommen worden ist, nur äußerst langsam - 2 - aus dem Kunststoff wieder entfernt werden kann, wobei zudem cfie Form* des* Kunststoffs unwiederbringlich verändert wird. Dies führt dazu, dass Kunststoffsensoren äußerst langsam reagieren, da stets Restluftfeuchtigkeit im Inneren verbleibt. Insbesondere eine Senkung der Umgebungsluftfeuchtigkeit kann von einem derartigen Sensor nur mit sehr großer Zeitverzögerung festgestellt werden. Das Aufheizen des Sensors, dass den Zweck verfolgt, das Wasser aus dem Kunststoff auszudampfen, ist nur bedingt möglich, da ein Erhitzen des Kunststoffs auf über 50°C bereits zu irreversiblen Veränderungen des Verhaltens des Sensors führt, wobei ein periodisches Heizen/Kühlen zu zusätzlichen Ermüdungserscheinungen des Kunststoffs führt. Daher werden die Sensoren einer gezielten Alterung ausgesetzt, um einen stabileren Bereich auszunützen, bei denen eine Verwendung im Bereich der kurzlebigen Konsumerelektronik möglich ist. AktuelleBoth principles have significant disadvantages. A major disadvantage of plastic sensors is that they are not heat resistant, so that ambient temperatures up to 70 ° maximum possible, the absolute limit is different depending on the plastic is 100 °, otherwise irreversible strong deformations, for example. occur the fiber of the fiber composite, leading to aging of the layer. Even at lower temperatures, aging of the plastic occurs, so over time, the accuracy decreases due to the swelling of the plastics. The moisture absorption of the plastic itself is extremely low ~ 1-3%, whereby the deformation due to sources leads to significant irreversible changes. Already at 50 ° the plastic molecules change, so that an irretrievable change of the characteristic exists. The effect of UV radiation, heat lamps, sunlight, light bulbs, etc. also changes the plastic. The swelling or deformation irretrievably changes the characteristics of such a sensor element, so that meaningful and reproducible measurements can be made only at the beginning of the life of such a humidity sensor. Also, an artificial aging of the component during production to achieve a lower sensitivity does not solve the problem described at the outset, since the reaction rate decreases and aging effects can only be reduced, but not completely suppressed. There is also the problem that the humidity, which has been recorded in the course of a measurement, only extremely slowly - 2 - can be removed from the plastic again, and in addition cfie shape * of the * plastic irretrievably changed. As a result, plastic sensors react extremely slowly because residual air moisture always remains inside. In particular, a reduction of the ambient humidity can be determined by such a sensor only with a very long time delay. The heating of the sensor, which pursues the purpose of evaporating the water out of the plastic, is only conditionally possible, since heating the plastic to above 50 ° C already leads to irreversible changes in the behavior of the sensor, with a periodic heating / cooling to additional Fatigue of the plastic leads. Therefore, the sensors are subjected to targeted aging in order to take advantage of a more stable region that can be used in the area of short-lived consumer electronics. current

Luftfeuchtigkeitssensoren dieser Bauart werden in sogenannter Dünnschichttechnik hergestellt, wobei als luftfeuchtigkeitssensitive Schicht verschiedene Kunststoffe eingesetzt werden. Die Sensoren werden über Elektroden angesteuert, wobei sich die Luftfeuchtigkeit über die Kapazität des Sensors ermitteln lässt. Die Kapazität bzw. die Kapazitätsänderung wird ausgewertet und über eine vorab bestimmte Kalibrierfunktion einer Luftfeuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeitsänderung zugeordnet.Humidity sensors of this type are produced in so-called thin-film technology, wherein various plastics are used as humidity-sensitive layer. The sensors are controlled by electrodes, whereby the humidity can be determined by the capacity of the sensor. The capacity or capacity change is evaluated and assigned to a predefined calibration function of humidity or humidity change.

Eine grundsätzlich unterschiedliche Art Luftfeuchtigkeitssensor stellen Lithiumchlorid-Dickschichtsensoren dar. Derartige Sensoren weisen ein Glasgewebe auf, in das das stark hygroskopische Salz Lithiumchlorid eingebracht ist. Das Lithiumchlorid reduziert den Wasserdampfdruck um etwa 90%, wodurch starke Wasseraufnahme bis zu maximal 400 Gramm pro Kilogramm Wasser bewirkt, dass der Stoff bei niedrigen Temperaturen von unter 98°C nur in flüssiger Hydratform vorkommt. Ein wesentlicher Nachteil von Lithiumchlorid liegt darin, dass es chemisch äußerst reaktiv und korrosiv ist, und dass es selbst massive Werkstoffe wie Beton schädigt. Da Lithiumchlorid als Gefahrenstoff eingestuft ist, besteht zusätzlich das Problem, der Entsorgung dieser Sensoren.A fundamentally different type of air humidity sensor is lithium chloride thick-film sensors. Such sensors have a glass fabric into which the strongly hygroscopic salt lithium chloride is introduced. The lithium chloride reduces the water vapor pressure by about 90%, whereby strong water absorption up to a maximum of 400 grams per kilogram of water causes the substance only to appear in liquid hydrate form at low temperatures of below 98 ° C. A major disadvantage of lithium chloride is that it is chemically extremely reactive and corrosive, and that it damages even massive materials like concrete. Since lithium chloride is classified as hazardous, there is the additional problem of disposal of these sensors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Probleme zu überwinden.The invention has for its object to overcome the problems mentioned above.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Sensor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1. Dabei ist vorgesehen, dass der Trägerkörper aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nichthygroskopischen 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 gebrauchten 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 u*nd d*ass*die Koridiiktanz und/oder elektrische Permittivität der genannten Substanz, insbesondere des Salzes, 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.The invention solves this problem in a sensor of the type mentioned above with the features of the characterizing part of claim 1. It is provided that the carrier body is made of or with an open-pore porous, humid-invariant, non-hygroscopic and high internal stiffness having support material, at least the pores of the carrier material with the moisture-water from the with the carrier material of the carrier body in contact or standing material or gas or air space reversibly and reproducibly receiving and / or to the material or gas or air space releasing substance, preferably with such an inorganic salt in dissolved, liquid, solid or crystalline form, filled or at least coated on their surfaces or walls are u * nd d * ass * the Koridiiktanz and / or electrical permittivity of said substance, in particular of the salt, of the moisture of the carrier material applied thereto erial of the support body in contact or standing material, in particular the humidity of the ambient air, is reproducibly functionally dependent.

Hierbei ist vorteilhaft, dass ein mechanisch und chemisch robuster Sensor hergestellt wird, der innerhalb weiter Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeitsbereiche einsetzbar ist und wiederholbare Ergebnisse erzielt. Zudem ist vorteilhaft, dass die aufgrund der Leitfähigkeit von Salzen auf Kunststoffuntergrund auftretenden Transportphänomene vermieden werden. Bei Sensoren mit einer Kunststoffträgerschicht besteht zudem das Problem, dass aufgrund von Transportphänomenen, insbesondere der lonenleitung, Salzionen in den Kunststoff diffundieren bzw. getrennt werden und die Luftfeuchteabhängigkeit der Kapazität variiert, womit ein Alterungsprozess des Sensors vorliegt.It is advantageous that a mechanically and chemically robust sensor is produced, which can be used within wide temperature or humidity ranges and achieves repeatable results. In addition, it is advantageous that the transport phenomena occurring due to the conductivity of salts on plastic substrates are avoided. In the case of sensors with a plastic carrier layer, there is also the problem that due to transport phenomena, in particular the ionic conduction, salt ions diffuse or separate into the plastic and the humidity susceptibility of the capacitance varies, as a result of which an aging process of the sensor is present.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Substanz zusätzlich auf der Oberfläche des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers angeordnet ist und mit der in den Poren des Trägerkörpers befindlichen Substanz in materiellem Kontakt steht oder materialeinheitlich ist.An advantageous development of the invention provides that the substance is additionally arranged on the surface of the porous carrier material of the carrier body and is in material contact with the substance located in the pores of the carrier body or is of the same material.

Wesentliche Vorteile von Natriumchlorid liegen darin, dass Natriumchlorid kaum mit seiner Umgebung reagiert und auch bei unmittelbarem Kontakt mit seiner Umgebung keine chemischen Reaktionen stattfinden. Generell besteht der Vorteil bei allen genannten Salzen, dass diese optimal an den Wänden des Trägerkörpers haften, insbesondere ist auch das flüssige Lithiumchlorid durch die Kapillarwirkung der Poren des Trägerkörpers im Trägerkörper gebunden und tropft nicht aus. Da Salze über ein sehr kleines Kristallgitter von z.B. 0,6nm verfügen, kann die kleinste Ritze und Unebenheit in der Pore des Materials bei der Kristallisation und damit der Verankerung ausgenützt werden.Significant advantages of sodium chloride are that sodium chloride hardly reacts with its environment and even with direct contact with its environment no chemical reactions take place. In general, there is the advantage in all the salts mentioned that they adhere optimally to the walls of the carrier body, in particular, the liquid lithium chloride is bound by the capillary action of the pores of the carrier body in the carrier body and does not drip. Since salts are distributed over a very small crystal lattice of e.g. 0.6nm, the smallest crack and unevenness in the pore of the material can be exploited in the crystallization and thus anchoring.

Ein zusätzlicher vorteilhafter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das anorganische Salz in und auf dem Trägerkörper Natriumchlorid, Amoniumdihydrogenphosphat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumdicromat, Lithiumchlorid Magnesiumchlorid, Ammoniumnitrat, Magnesiumnitrat oder Kaliumkarbonat oder Mischungen von Salzen ist.An additional advantageous aspect of the invention provides that the inorganic salt in and on the support body is sodium chloride, ammonium dihydrogen phosphate, potassium nitrate, potassium chloride, sodium dicromate, lithium chloride, magnesium chloride, ammonium nitrate, magnesium nitrate or potassium carbonate or mixtures of salts.

Hierdurch wird eine besonders hohe Festigkeit der oberflächlichen Beschichtung erzielt. Der Halt der Substanz in den Poren wird durch die Oberflächenbeschichtung erheblich verbessert. Zusätzlich steht eine größere Oberfläche zur Aufnahme von Luftfeuchte zur Verfügung. Umgekehrt wird auch durch den Halt des Salzes in den Poren die Oberflächenbeschichtung besonders gut verankert.As a result, a particularly high strength of the surface coating is achieved. The retention of the substance in the pores is considerably improved by the surface coating. In addition, a larger surface for absorbing humidity is available. Conversely, the surface coating is anchored particularly well by the retention of the salt in the pores.

Weiters kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass der Trägerkörper aus einem offene Poren aufweisenden Material besteht. Die zur Aufnahme von Feuchte-Wasser aus der Umgebungsluft zur Verfügung stehende Oberfläche der Substanz wird dadurch besonders groß. -4-Furthermore, it can advantageously be provided that the carrier body consists of a material having open pores. The surface of the substance which is available for absorbing moisture-water from the ambient air thus becomes particularly large. -4-

Die Verwendung eines hoch- bzw. totgebrannten mineralischen*Oxids weist zudem den Vorteil auf, dass der Trägerkörper aufgrund von in der Substanz eingelagerten Feuchtewassers nur geringen mechanischen Spannungen unterworfen ist. Hierfür eignet sich insbesondere Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder ein offenporiges Schaum- oder Sintermetall.The use of a high- or dead-burned mineral oxide also has the advantage that the carrier body is subjected to only slight mechanical stresses due to moisture water stored in the substance. For this purpose, in particular alumina, magnesium oxide or an open-pore foam or sintered metal is suitable.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen werden, dass der Trägerkörper und gegebenenfalls die auf der Oberfläche des Trägerkörpers schichtartig angeordnete Substanz mit einem wasser-undurchlässigen, jedoch wasserdampf-durchlässigen Material, insbesondere Teflon, beschichtet ist. Hierdurch kann der Luftfeuchtigkeitssensor auch für Freiluftanwendungen, insbesondere bei Regen, genutzt werden.Furthermore, it can preferably be provided that the carrier body and, if appropriate, the substance arranged in layer form on the surface of the carrier body are coated with a water-impermeable, but water vapor-permeable material, in particular Teflon. As a result, the humidity sensor can also be used for outdoor applications, especially in the rain.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen sein, dass der Trägerkörper ein Leiterplattenmaterial ist, in dem Poren vorhanden oder oberflächlich oder durchgängig eingeätzt oder eingebrannt werden. Leiterplattenmaterialien bestehen aus unterschiedlichen Schichten die zum Beispiel laminatförmig übereinander geschichtet sind. Die gesamte Dicke kann aufgrund der Dünnheit aller Schichten nur 0.127mm betragen. Die letzte Deckschicht bei einer einseitigen Leiterplatte oder die letzten Dickschichten bei einer zweiseitigen Leiterplatter oder innere Schichten bei Multilayerleiterplatten bestehen meist aus Kupfer, das zum Beispiel weggeätzt wird und die Leiterbahnen bildet. Die Materialien, die unterhalb des Kupfers als Trägerschichten oder Körper eingesetzt werden oder zwischen den Kupferschichten sind für die Integration des erfinderischen Sensors geeignet sind, sind z.B. verschiedene Keramiken und keramikartige Stoffe sowie Syntermetalle, LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), HTCC (High Temperature Cofired Ceramics), feuchteunempfindliche Gläser, Titanoxidnitrid, sowie Kombinationen, die keine Quellung sowie Wassereinlagerung in die Trägersubstanz gestatten sondern nur in die Poren der Trägermaterials. Dabei können auch Zusätze enthalten sein die die innere Steifigkeit erhöhen z.B. Glasfaserzusätze etc. die dem Fachmann bekannt sind und keine Quellung verursachen. Weitere Beschichtungen unterhalb des Sensors ohne Kontakt mit Feuchtigkeit können jegliches Material sein zum Beispiel: Kunststoffe, thermoplastic polyimide (TPI), fluoropolymers (i.e. PTFE), Polyesterfolien.Furthermore, it can preferably be provided that the carrier body is a printed circuit board material in which pores are present or etched or baked on the surface or continuously. Printed circuit board materials consist of different layers which are stacked, for example, in a laminate. The total thickness can only be 0.127mm due to the thinness of all layers. The last cover layer in a single-sided printed circuit board or the last thick layers in a two-sided printed circuit board or inner layers in multilayer printed circuit boards are usually made of copper, which is etched away, for example, and forms the printed conductors. The materials which are used below the copper as support layers or bodies or between the copper layers are suitable for integration of the inventive sensor are e.g. various ceramics and ceramic-like materials as well as Syntermetalle, LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), HTCC (High Temperature Cofired Ceramics), moisture-resistant glasses, titanium oxide, and combinations that allow no swelling and water retention in the carrier but only in the pores of the substrate. It may also contain additives which increase the internal stiffness, e.g. Glass fiber additives, etc. which are known in the art and cause no swelling. Other coatings below the sensor without contact with moisture may be any material, for example: plastics, thermoplastic polyimide (TPI), fluoropolymers (i.e., PTFE), polyester films.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen sein, dass der Trägerkörper aus faserverstärktem Leiterplattenmaterial besteht, in den Poren oberflächlich eingeätzt sind. Hierbei ergibt sich der besondere Vorteil, dass dieser Sensor unmittelbar auf oder in einer Leiterplatte aus den oben genannten Materialien sowie dünner Aluminiumoxidkeramik, angeordnet sein kann, sodass die Herstellung des Sensors und die Bestückung der Leiterplatte in einem gemeinsamen Herstellungsschritt durchgeführt werden können. Dieser erlaubt eine besonders einfache Fertigung des Sensors sowie einer Sensorschaltung insbesondere einer integrierten RFID Schaltung. -5-Furthermore, it can preferably be provided that the carrier body consists of fiber-reinforced printed circuit board material, are etched in the pores on the surface. This results in the particular advantage that this sensor can be arranged directly on or in a printed circuit board of the above-mentioned materials and thin alumina ceramic, so that the production of the sensor and the assembly of the circuit board can be carried out in a common manufacturing step. This allows a particularly simple production of the sensor and a sensor circuit, in particular an integrated RFID circuit. -5-

Weiters kann vorgesehen sein, dass die Elektroden durch* *in cfen*Poren des Trägerkörpers eingelagertes Material ausgebildet sind. Dieses Merkmal ist insbesondere in Kombination mit der Anwendung von Leiterplatten, insbesondere mit der Ausführungsform des Sensors als Durchkontaktierung oder oberhalb der Leiterplatte vorteilhaft, da die Kontaktierung gemeinsam mit dem Herstellungsschritt der Platine durchgeführt werden kann.Furthermore, it can be provided that the electrodes are formed by * * embedded in cfen * pores of the carrier body material. This feature is particularly advantageous in combination with the use of printed circuit boards, in particular with the embodiment of the sensor as a via or above the printed circuit board, since the contacting can be carried out together with the production step of the board.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper und gegebenenfalls die auf der Oberfläche des Trägerkörpers schichtartig angeordnete Substanz mit einem wasser-undurchlässigen, jedoch wasserdampf-durchlässigen Material, insbesondere Teflon, beschichtet ist.A further preferred aspect of the invention provides that the carrier body and optionally the substance arranged in layers on the surface of the carrier body are coated with a water-impermeable, but water vapor-permeable material, in particular Teflon.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper aus Leiterplattenmaterial besteht, in den Poren oberflächlich eingeätzt und/oder, vorzugsweise mit einem Laser, eingebrannt sind oder die Leiterplatte als solche über Poren verfügt.A further preferred aspect of the invention provides that the carrier body consists of printed circuit board material in which the pores are superficially etched and / or, preferably with a laser, baked or the printed circuit board as such has pores.

Diese Fortbildung der Erfindung ermöglicht eine alternative Integration eines Feuchtigkeitssensors in einer Leiterplatte, wobei der zusätzliche Fertigungsaufwand für die Anbringung der Feuchtigkeitssensoren äußerst gering ist und somit die Herstellungskosten stark reduziert werden können.This development of the invention allows an alternative integration of a moisture sensor in a printed circuit board, wherein the additional manufacturing cost for the attachment of the moisture sensors is extremely low and thus the production cost can be greatly reduced.

Weiters ist vorteilhaft, dass die Elektroden durch in die Poren des Trägerkörpers eingelagertes Metall ausgebildet sind.Furthermore, it is advantageous that the electrodes are formed by embedded in the pores of the carrier body metal.

Hierdurch werden besonders gut im Trägermaterial verankerte Elektroden ermöglicht, deren Herstellung einfach zu bewerkstelligen ist.As a result, electrodes which are anchored particularly well in the carrier material are made possible, the production of which is easy to accomplish.

Zudem ist vorteilhaft, dass der Trägerkörper einen schichtartigen Aufbau aufweist, und zumindest eine durchgängige makroskopische Ausnehmung aufweist, der durch die Ausnehmung gegebene Durchtrittsbereich durch den Trägerkörper zumindest oberflächlich mit der Substanz beschichtet ist und die Elektroden an, insbesondere einander gegenüberliegenden, Seiten des Trägerkörpers angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung eines Luftfeuchtigkeitssensors auf einer Leiterplatte.In addition, it is advantageous that the carrier body has a layer-like construction, and has at least one continuous macroscopic recess, which is at least superficially coated with the substance through the carrier body through the recess and the electrodes are arranged on, in particular opposite, sides of the carrier body , This allows easy production of a humidity sensor on a circuit board.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in und/oder auf dem Trägerkörper bzw. auf dessen Trägermaterial zumindest zwei Elektroden angeordnet sind, die einen Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zumindest in der Substanz, insbesondere im Salz, in den Poren des Trägermaterials des Trägerkörpers und/oder auf der Oberfläche des Trägerkörpers ermöglichen.A further particular embodiment of the invention provides that at least two electrodes are arranged in and / or on the carrier body or on the carrier material, which has a current flow and / or a charge shift at least in the substance, in particular in the salt, in the pores of the carrier material allow the carrier body and / or on the surface of the carrier body.

Diese Ausführungsform ermöglicht den Einsatz geringer Ströme und Spannung, was die Verwendung der neuen Sensoren, insbesondere in hochexplosiven Atmosphären ermöglicht. Zudem wird durch diese Ausführungsform die Verschiebung von Salzionen im Zuge des Stromflusses zwischen den beiden Elektroden vermieden, wodurch der Sensor nur äußerst geringen Alterungseffekten unterliegt.This embodiment allows the use of low currents and voltage, which allows the use of the new sensors, especially in high-explosive atmospheres. In addition, this embodiment avoids the displacement of salt ions in the course of the current flow between the two electrodes, as a result of which the sensor is subject to only extremely slight aging effects.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden oberflächlich auf der Oberfläche des Trägerkörpers bzw. von dessen Trägermaterial angeordnet sind, und dass • · · · - 6 - • · ·· ·· · · · » · ·· ····*· · · φ · · « · ·· · die Substanz in den Poren des Trägermaterials, und gegebenenfalls *im Öereicfi*zwischen den beiden Elektroden, angeordnet ist, wobei gegebenenfalls das Trägermaterial sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz auf ihrer Oberfläche bedeckt sind. Hierbei wird vorteilhafterweise erreicht, dass direkt besonders einfach gefertigt werden können. Die Ausbildung der Elektroden geschieht dabei insbesondere durch Ausdampfen oder Aufsputtern der Metallschicht auf den Trägerkörper. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die Substanz im Bereich zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist. Somit wird die zwischen den Elektroden gemessene Kapazität bzw. die Konduktanz sehr stark von der Umgebungsluft-Feuchtigkeit abhängig.Furthermore, it can be provided that the electrodes are arranged superficially on the surface of the carrier body or of its carrier material, and that • · · · · - 6 ··································································· The substance is arranged in the pores of the carrier material, and optionally in the acidic fiber, between the two electrodes, the carrier material and at least one of the electrodes being at least partially coated with a layer of the substance on its surface Surface are covered. In this case, it is advantageously achieved that it is particularly easy to manufacture directly. The formation of the electrodes is done in particular by evaporation or sputtering of the metal layer on the carrier body. It is particularly advantageous that the substance is arranged in the region between the two electrodes. Thus, the capacitance or conductance measured between the electrodes becomes very much dependent on the ambient air humidity.

Dabei kann weiters vorgesehen werden, dass das Trägermaterial sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz auf ihrer Oberfläche bedeckt sind. Dies ermöglicht zum einen eine besonders einfache Herstellung und weiters wird dadurch eine besondere starke Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit von der Konduktanz bzw. der Kapazität zwischen den beiden Elektroden erreicht.It can further be provided that the carrier material and at least one of the electrodes are at least partially covered with a layer of the substance on its surface. On the one hand, this allows a particularly simple production and, furthermore, a particular strong dependence of the humidity on the conductance or the capacitance between the two electrodes is achieved.

Weiters kann vorgesehen werden, dass zumindest eine der Elektroden selbst das offenporige Trägermaterial des Trägerkörpers für die Substanz bindet. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass leitfähige poröse Materialien verwendet werden können, wobei ein zusätzlicher Aufdampfungs- bzw. Sputterschritt zur Erstellung der Elektroden entfallen kann.Furthermore, it can be provided that at least one of the electrodes itself binds the open-pore carrier material of the carrier body for the substance. This offers the particular advantage that conductive porous materials can be used, whereby an additional vapor deposition or sputtering step for creating the electrodes can be dispensed with.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden in den Trägerkörper reichen bzw. diesen durchsetzen, wobei die mit der Substanz beschichteten oder gefüllten Poren des Trägerkörpers im Bereich zwischen den Elektroden angeordnet sind, sodass ein Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zwischen denselben ermöglicht ist. Dies ermöglicht besonders starke Abhängigkeiten der gemessenen Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden von der jeweils herrschenden Luftfeuchtigkeit. Weiters wird eine besonders große Konduktanz bzw. Kapazität erzielt, wobei die Abhängigkeit der Konduktanz bzw. Kapazität zwischen den beiden Elektroden stark von der Luftfeuchtigkeit der Umgebung der Luft abhängt.Furthermore, it can be provided that the electrodes extend into or pass through the carrier body, wherein the substance-coated or filled pores of the carrier body are arranged in the region between the electrodes, so that a current flow and / or a charge displacement between them is made possible. This allows particularly strong dependencies of the measured capacitance or conductance between the two electrodes on the respective prevailing humidity. Furthermore, a particularly large conductance or capacitance is achieved, wherein the dependence of the conductance or capacitance between the two electrodes is highly dependent on the humidity of the environment of the air.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass er Mittel zur Beheizung und/oder Kühlung der Substanz, insbesondere einen Heizwiderstand oder ein Peltier-Element, aufweist, der oder das bevorzugterweise am Trägerkörper flächig anliegt. Hierdurch kann die Substanz besonders schnell durch Hitze getrocknet werden, was ein besonders rasches Ansprechen des Sensors auf die jeweilige Luftfeuchtigkeit ergibt. Weiters kann durch eine nachträgliche Kühlung, insbesondere durch ein Peltier-Element, die Geschwindigkeit des Luftfeuchtigkeitssensors weiter erhöht werden, indem die Temperatur vor Beginn der Messung abgesenkt wird. Dadurch bildet sich, insbesondere bei großen • · « ·A further aspect of the invention provides that it has means for heating and / or cooling the substance, in particular a heating resistor or a Peltier element, which preferably bears flat against the carrier body. As a result, the substance can be dried very quickly by heat, resulting in a particularly rapid response of the sensor to the respective humidity. Furthermore, by a subsequent cooling, in particular by a Peltier element, the speed of the humidity sensor can be further increased by the temperature is lowered before the start of the measurement. As a result, especially when large • · «·

• · ··· · · ·· ······• · · · ···········

Temperaturdifferenzen zwischen Umgebungsluft und dem Sensor ein Kondensat, das in die Substanz eindringt und eine Veränderung der Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden bewirkt. Durch diese beiden genannten Maßnahmen sind Ansprechzeiten des Sensors von unter einer Sekunde möglich.Temperature differences between ambient air and the sensor, a condensate, which penetrates into the substance and causes a change in the capacitance or conductance between the two electrodes. Thanks to these two measures, sensor response times of less than one second are possible.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors sieht vor, dass zumindest eine mit dem Trägerkörper elektrisch verbundene, insbesondere dotierte, Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei der Trägerkörper insbesondere als Basisschicht eines bipolaren Transistors fungiert.A further preferred embodiment of the sensor according to the invention provides that at least one, in particular doped, semiconductor layer is provided, which is electrically connected to the carrier body, wherein the carrier body acts in particular as a base layer of a bipolar transistor.

Die Verstärkung des Transistors hängt sehr stark von der Umgebungsluftfeuchtigkeit ab, wodurch die zur Messung verwendete Energie bzw. die zur Messung verwendete Spannung weiter reduziert werden kann. Weiters kann vorgesehen werden, dass auf der Oberfläche des Trägerkörpers eine Antennenanordnung, insbesondere eine RFID-Antenne, angeordnet ist, die mit der Substanz zumindest teilweise überdeckt bzw. beschichtet ist.. Hierdurch wird die Resonanzfrequenz des RFID-Tag umgeändert, wodurch selektiv diejenigen RFID-Tag über die Auswahl der Frequenz angesprochen werden können, welche von Luft mit einer vorgegebenen Luftfeuchtigkeit umgeben sind.The gain of the transistor depends very much on the ambient humidity, whereby the energy used for the measurement or the voltage used for the measurement can be further reduced. Furthermore, it can be provided that an antenna arrangement, in particular an RFID antenna, is arranged on the surface of the carrier body, which is at least partially covered or coated with the substance. In this way, the resonance frequency of the RFID tag is changed, whereby selectively those RFID Tag can be addressed by selecting the frequency, which are surrounded by air with a given humidity.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein zur Antenne parallel geschalteter Kondensator an seiner Oberfläche mit der Substanz beschichtet ist, wobei die Substanz mit einem weiteren Kontakt eine parallel zur Antenne liegende Kapazität zur Energiespeicherung der vom RFID-Sender übertragenen Energie bildet, weiters eine digitale Sendeeinheit zur Übermittlung von digitalen Sendesignalen vorgesehen ist, die die Antenne treibt.A further preferred embodiment of the invention provides that a capacitor connected in parallel with the antenna is coated on its surface with the substance, wherein the substance with another contact forms a capacitance parallel to the antenna for energy storage of the energy transmitted by the RFID transmitter a digital transmitting unit is provided for transmitting digital transmission signals that drives the antenna.

Dies ermöglicht die Fertigung eines besonders einfach aufgebauten Sensors mit einem digitalen Übertragungsprotokoll.This allows the production of a particularly simple sensor with a digital transmission protocol.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoren zueinander parallel, seriell oder als Kombination einer Seriellschaltung und einer Parallelschaltung geschaltet sind. Durch die unterschiedlichen verwendeten Substanzen kann eine Vielzahl unterschiedlicher Arbeitspunkte desselben Sensors eingestellt werden bzw. der Messbereich des Sensors über einen großen Bereich festgelegt werden. Zudem die besteht die Möglichkeit, festzustellen, ob, z.B. bei einem Transport, bestimmte, durch die in den Sensoren eingelagerten Substanzen festgelegte Luftfeuchtigkeiten überschritten worden sind, wodurch in den Sensoren eine planmäßig festgesetzte reversible Änderung des Sensorverhaltens stattfindet. Somit kann nach der Durchführung eines Vorgangs, beispielsweise eines Transportes, alleine anhand der elektrischen Eigenschaften der Schaltung festgestellt werden, ob bestimmte Arbeitspunkte überschritten worden sind.A further advantageous development of the invention provides that the sensors are connected in parallel, in series or as a combination of a serial circuit and a parallel circuit. Due to the different substances used, a plurality of different operating points of the same sensor can be set or the measuring range of the sensor can be set over a large range. In addition, it is possible to determine whether, e.g. during transportation, certain humidities determined by the substances stored in the sensors have been exceeded, as a result of which a planned fixed reversible change in the sensor behavior takes place in the sensors. Thus, after carrying out an operation, for example a transport, it is possible to ascertain, on the basis of the electrical properties of the circuit alone, whether certain operating points have been exceeded.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass sie zumindest einen Sensor oder eine Sensoranordnung auf bzw. in einer Halterung aus einem feuchte-invarianten, insbesondere nicht-magnetisierbaren, unctfoder Viicfttleftendem Waterial umfasst. Dies ermöglicht die Ausbildung von besonders robusten Sensoren und verringert zusätzlich die feuchtigkeitsbedingte Materialausdehnung des Sensors bzw. der Sensoranordnung.A further preferred embodiment of the invention provides that it comprises at least one sensor or a sensor arrangement on or in a holder made of a moisture-invariant, in particular non-magnetizable, Unctfoder Viicftüteftendem Waterial. This allows the formation of particularly robust sensors and additionally reduces the moisture-related material expansion of the sensor or the sensor arrangement.

Weiters kann erfindungsgemäß eine Vorrichtung zu Bestimmung der Feuchte sie einem zum zu analysierenden Material, insbesondere zur zu untersuchenden Haut, hin eine Öffnung aufweisenden, nach Auflegen auf dem Material, insbesondere der Haut, von einer Wandung aus einem nicht-korrosiven, feuchte-invarianten, bevorzugt elektrisch nichtleitenden, nicht magnetisierbaren Material, umschlossenen, ein definiertes Volumen aufweisenden Analyseraum aufweist, wobei zumindest in einem Teilbereich der Wandung zumindest ein zum genannten Analyseraum hingerichteter Feuchte-Sensor oder eine Feuchte-Sensoranordnung angeordnet ist oder aber zumindest ein Teilbereich der Wandung selbst aus bzw. mit einem derartigen Sensor oder einer derartigen Sensoranordnung gebildet ist, vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass die Luftfeuchtigkeit unabhängig von den Luftbewegungen der Umgebungsluft gemessen werden kann. Zudem kann die im Analyseraum befindliche Luft einfach erwärmt oder abgekühlt werden.Furthermore, according to the invention, a device for determining the moisture may have an opening to the material to be analyzed, in particular to the skin to be examined, after being placed on the material, in particular the skin, by a wall of a non-corrosive, moisture-invariant, Preferably, electrically non-conductive, non-magnetisable material, enclosed, having a defined volume analysis space, wherein at least in a portion of the wall at least one of said analyzer room executed humidity sensor or a humidity sensor arrangement is arranged or at least a portion of the wall itself from or is formed with such a sensor or such a sensor arrangement may be provided. This has the advantage that the humidity can be measured independently of the air movements of the ambient air. In addition, the air in the analysis room can be simply heated or cooled.

Weiters kann vorgesehen werden, dass am Rand des Analyseraums eine Mehrzahl von Feuchte-Sensoren angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders genaue Aussage über die Feuchteverteilung im Analyseraum getroffen werden.Furthermore, it can be provided that a plurality of humidity sensors is arranged on the edge of the analysis space. In this way, a particularly accurate statement about the moisture distribution in the analysis room can be made.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung eines Trägerkörpers und/oder -Sensors zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien vorgesehen. Dabei ist vorgesehen, dass die Lösung einer Feuchte-Wasser aus einem umgebenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder den Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz, vorzugsweise eines derartigen Salzes, auf die innere und gegebenenfalls die äußere Oberfläche des Trägerkörpers aus bzw. mit einem offenporig porösen, luftfeuchteinvarianten, nicht-hygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial aufgebracht wird, und der Trägerkörper bzw. das mit der Lösung der Substanz beaufschlagte Trägermaterial auf eine vorgegebene Temperatur für eine zumindest teilweise Verdampfung des Lösungsmittels erhitzt wird und sich die zuerst in Lösung vorliegende Substanz in den Poren des Trägermaterials, und gegebenenfalls auf dessen Oberfläche verfestigt und dort ortsfest und unverschieblich festgesetzt wird.Another object of the invention is a method for producing a carrier body and / or sensor provided for determining the moisture of materials. It is provided that the solution of moisture-water from a surrounding material or gas or air space reversibly and reproducibly receiving and / or to the material or the gas or air space donating substance, preferably such a salt on the inner and if appropriate, the outer surface of the carrier body is applied from or with an open porous, humidity-invariant, non-hygroscopic and high internal stiffness having carrier material, and the carrier body or acted upon with the solution of the substance carrier material to a predetermined temperature for at least partial evaporation the solvent is heated and solidifies the substance initially present in the pores of the carrier material, and optionally on the surface thereof and fixed there fixed and immovable.

Durch dieses Verfahren kann eine Salzschicht auf bzw. in den Poren des Trägermaterials besonders einfach und zielgenau hergestellt werden. Zudem wird durch die besondere Kristallisation ein besonders gutes Kleben der Substanz an der Wand der Poren möglich, was zu einer hohen mechanischen Festigkeit führt. Ein Ablösen der Substanz 3 -9- vom Trägerkörper 2 ist somit nur mehr durch gründliches Ab- 'bzw* AusVpülen der Substanz aus dem Trägerkörper, beispielsweise mit Wasser, möglich.By means of this method, a salt layer on or in the pores of the carrier material can be produced in a particularly simple and accurate manner. In addition, a particularly good adhesion of the substance to the wall of the pores is possible by the special crystallization, which leads to a high mechanical strength. A detachment of the substance 3 -9- from the carrier body 2 is thus only possible by thorough Ab- 'or * AusVpülen the substance from the carrier body, for example, with water.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz auf den Trägerkörper die relative Luftfeuchtigkeit der den Trägerkörper umgebenden Luft abgesenkt wird und das Salz vollständig getrocknet wird und/oder dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz auf den Trägerkörper die Umgebungstemperatur des Trägerkörpers auf zumindest 30°C festgesetzt wird.A particularly advantageous development of the method according to the invention provides that during the application or after the application of the solution of the substance to the carrier body, the relative humidity of the air surrounding the carrier body is lowered and the salt is completely dried and / or during the application or after the application of the solution of the substance to the carrier body, the ambient temperature of the carrier body is set to at least 30 ° C.

Dies ermöglicht eine besonders rasche Herstellung eines Luftfeuchtesensors sowie eine hohe Gleichmäßigkeit des so hergestellten Sensors. Die Umgebungsluftfeuchtigkeit vom Verfahren ist vom verwendeten Salz als auch von der Salzmischung abhängig. Besonders vorteilhaft erweist sich eine möglichst niedrige Umgebungsfeuchtigkeit, da eine Trocknung auch für Salze möglich wird, die ab einer bestimmten Umgebungsluftfeuchtigkeit nicht mehr in komplett fester Form vorliegen. Bei geringer Umgebungsluftfeuchtigkeit liegen damit reversible Luftfeuchtigkeitskennlinien vor.This allows a particularly rapid production of an air humidity sensor and a high uniformity of the sensor thus produced. The ambient humidity of the process depends on the salt used as well as the salt mixture. The lowest possible ambient humidity proves to be particularly advantageous since drying is also possible for salts which are no longer in completely solid form from a certain ambient humidity. In the case of low ambient humidity, reversible air humidity characteristics are thus present.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen werden, dass als Trägermaterial ein Leiterplattenmaterial eingesetzt wird, in den mittels eines Lasers, insbesondere sackförmige, Löcher, Poren oder Ausnehmungen eingebrannt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung eines erfindungsgemäßen Sensors auf einer Leiterplatte und beschleunigt den Herstellungsprozess, insbesondere in Kombination mit einer Auswerteschaltung.Furthermore, it can preferably be provided that a printed circuit board material is used as the carrier material, in which by means of a laser, in particular bag-shaped, holes, pores or recesses are burned. This allows a particularly simple production of a sensor according to the invention on a printed circuit board and accelerates the manufacturing process, in particular in combination with an evaluation circuit.

Ein besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Vorgang des Aufbringens der Lösung und der anschließende Trocknungsprozess wiederholt, insbesondere zumindest zweimal, wiederholt, wird. Dadurch wird eine äußerst gleichmäßige Salzschicht sowie ein besonders gutes Anhaften der Salzschicht an den Wänden der Poren des Trägermaterials erreicht. Durch das mehrmalige Trocknen und das anschließende Auflösen der Substanz wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Substanz in den Poren erreicht und eine reproduzierbare Verteilung der Substanz im Sensor ermöglicht.A particular aspect of the invention provides that the process of applying the solution and the subsequent drying process is repeated, in particular at least twice, repeated. As a result, an extremely uniform salt layer and a particularly good adhesion of the salt layer to the walls of the pores of the carrier material is achieved. The repeated drying and the subsequent dissolution of the substance a particularly uniform distribution of the substance is achieved in the pores and allows a reproducible distribution of the substance in the sensor.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Salzschicht auf den Trägerkörper mittels eines Spraycoating-Verfahrens aufgebracht wird, wobei das im Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper aufgesprüht wird, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers ein Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht ausbildet. Dadurch wird eine besonders dünne Salzschicht erreicht, die gut reproduzierbare Ergebnisse liefert.Furthermore, it can be provided that the salt layer is applied to the carrier body by means of a spray coating process, wherein the salt dissolved in the solvent, in particular in a vacuum, is sprayed onto the carrier body, wherein in the area above the carrier body forms a mist of the solution, the settles on the rotated carrier body and forms a very thin salt layer. As a result, a particularly thin salt layer is achieved, which provides well reproducible results.

Ein weiterer besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper eingesprüht bzw. eingespritzt wird, wobei gegebenenfalls ein positionierbarer Druckknopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den *· I · - 10-A further particular aspect of the invention provides that for the application of salt to the carrier body, a salt solution in liquid or gaseous form is sprayed or injected under high pressure into the carrier body, optionally with a positionable pushbutton for aligning the steam or liquid jet the * · I · - 10

Trägerkörper verwendet wird. Hierdurch kann ein besonders tiefes Eindringen des’in Lösung befindlichen Salzes in den Trägerkörper erreicht werden.Carrier body is used. In this way, a particularly deep penetration of the salt in solution into the carrier body can be achieved.

Die Erfindung wird im Folgenden ohne Einschränkung an einer Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt.The invention is illustrated below without limitation in a number of exemplary embodiments.

Dabei zeigen Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der Erfindung mit einem Grundkörper aus Al203 mit einer rauen Oberfläche, Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung mit feinkörnigem Al203 als Trägermaterial eines Trägerkörpers und geringer Oberflächenrauigkeit, Fig. 3 eine Ausführungsform mit Platinelektroden und mittlerer Rauigkeit bei einem Elektrodenabstand von etwa 10 pm,1 shows a possible embodiment of the invention with a basic body of Al 2 O 3 with a rough surface, FIG. 2 shows an embodiment of the invention with fine-grained Al 2 O 3 as carrier material of a carrier body and low surface roughness. FIG. 3 shows an embodiment with platinum electrodes and average roughness in one embodiment Electrode spacing of about 10 pm,

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Salzschicht auf einer Elektrode.Fig. 4 is an enlarged view of the salt layer on an electrode.

Fig. 5 und 6 zeigen Oberflächenstrukturen des Sensors mit glattem Oberflächenverlauf.FIGS. 5 and 6 show surface structures of the sensor with a smooth surface course.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Goldelektroden mit einer größeren Rauhigkeit und einem Elektrodenabstand von 16 pm dargestellt. Weiters zeigen Fig. 9 die Bildung oberflächlicher Kristalle bei sehr hoher Konzentration der Substanz, Fig. 10 eine mögliche Ausführungsform einer Sensorschaltung mit einer Vielzahl von Feuchtigkeitssensoren, Fig. 11 zeigt schematisch die Anordnung eines RFID-Feuchtigkeitssensors. Fig. 12 einen Sensor, der sich bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur irreversibel ändert, Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Vielzahl von Elektroden, Fig. 14 eine Ausführungsform eines RFID-Sensors mit einer RFID-Antenne und einer Salzbeschichtung, Fig. 15 eine Ausführungsform der Erfindung analog zu Fig. 14 mit tieferen durchgängigen Poren, die beispielsweise durch Ätzen oder Einbrennen mittels eines Lasers erreicht werden, Fig. 16 eine Ausführungsform der Erfindung mit Durchströmungskanälen, Fig. 17 eine Ausführungsform der Erfindung, die beidseitig offene Poren sowie eine Beschichtung mit der Substanz aufweist. Mit einer solchen Vorrichtung können Luftfeuchtigkeitsdifferenzen gemessen werden. Die Fig. 18 zeigt eine zu Fig. 17 analoge Ausführungsform mit durchgängigen Durchströmungskanälen, Fig. 19 eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Heizwiderstand und einem Peltierelement zur Erzielung von raschen Ansprechzeiten des Sensors, Fig. 20 eine Abbildung eines porösen Basismaterials, in dessen Poren die Substanz kristallisieren kann, Fig. 21 bis 23 oberflächliche Aufnahmen unterschiedlicher Kristallisationsformen von Salzen auf dem Trägermaterial, Fig. 24 eine Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht mit zwei Elektroden und einer Vielzahl von zwischen diesen Elektroden angeordneten Poren, Fig. 25 eine mögliche Seitenansicht der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 26 eine weitere Variante der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht und Fig. 27 eine dritte Variante der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht. Fig. 28 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Messschaltung mit einem erfindungsgemäßen «· · · - 11 -FIGS. 7 and 8 show a further embodiment of the invention with gold electrodes having a greater roughness and an electrode spacing of 16 μm. 9 shows the formation of superficial crystals at very high concentration of the substance, FIG. 10 shows a possible embodiment of a sensor circuit with a plurality of moisture sensors, FIG. 11 shows schematically the arrangement of an RFID moisture sensor. FIG. 13 shows a further embodiment of a sensor according to the invention with a plurality of electrodes, FIG. 14 shows an embodiment of an RFID sensor with an RFID antenna and a salt coating, FIG 15 shows an embodiment of the invention analogous to FIG. 14 with deeper continuous pores, which are achieved, for example, by etching or burn-in by means of a laser, FIG. 16 shows an embodiment of the invention with throughflow channels, FIG. 17 shows an embodiment of the invention, the pores open on both sides and having a coating with the substance. With such a device humidity differences can be measured. 19 shows an embodiment of the invention with a heating resistor and a Peltier element for achieving rapid response times of the sensor, FIG. 20 is an illustration of a porous base material, in the pores of which Fig. 24 shows an embodiment of the invention in plan view with two electrodes and a plurality of pores arranged between these electrodes, Fig. 25 shows a possible side view of the in Fig Fig. 26 shows a further variant of the embodiment of the invention shown in Fig. 24 in a side view and Fig. 27 shows a third variant of the embodiment of the invention shown in Fig. 24 in a side view. FIG. 28 shows an exemplary embodiment of a measuring circuit with a measuring circuit according to the invention.

Sensor. Fig. 29 zeigt die Messschaltung der Fig. 28 mit einer Ersatzschaltung des erfindungsgemäßen Sensors und Fig. 32 zeigt einen Sensor zur Bestimmung der Hautfeuchte. Fig. 30 zeigt einen npn-Transistor mit einer Basisschicht, in deren porösen Trägerkörper Salz eingebracht ist. Fig. 31 zeigt eine Anordnung zur Messung der Feuchtigkeit eines Gegenstands, insbesondere von Haut. Fig. 32 zeigt eine Vorrichtung zur Detektion der Luftfeuchtigkeit oberhalb einer Feuchtigkeit abgebenden Oberfläche. Fig. 33 zeigt eine weitere biegsame Ausführungsform der Erfindung auf einer Kunststofffolie.Sensor. FIG. 29 shows the measuring circuit of FIG. 28 with an equivalent circuit of the sensor according to the invention, and FIG. 32 shows a sensor for determining the skin moisture. FIG. 30 shows an npn transistor with a base layer, in the porous carrier body salt is introduced. Fig. 31 shows an arrangement for measuring the humidity of an object, especially skin. Fig. 32 shows a device for detecting the humidity above a moisture-emitting surface. Fig. 33 shows another flexible embodiment of the invention on a plastic film.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist mit einem rauen Trägerkörper 2 ausgebildet, der eine Vielzahl von oberflächlich ausgebildeten Aufwölbungen 201 aufweist. Der Trägerkörper 2 besteht aus rauem porösem Al203. In dieser Ausführungsform sind zwei Aufwölbungen 201 dargestellt, von denen die beiden äußeren Aufwölbungen 201a und 201c mit einer Metallschicht überzogen sind. Diese Metallschicht wird beispielsweise bei der Herstellung auf den Grundkörper 2 aufgedampft bzw. aufgesputtert. Die mittlere Aufwölbung 201b weist aufgrund der inneren Struktur des Trägerkörpers 2 eine poröse Grundstruktur auf, die mit einer Substanz 3, im vorliegenden Fall Natriumchlorid in NaCI ausgefüllt ist.A first embodiment of the invention is formed with a rough support body 2, which has a plurality of superficially formed bulges 201. The carrier body 2 consists of rough porous Al 2 O 3. In this embodiment, two bulges 201 are shown, of which the two outer bulges 201a and 201c are coated with a metal layer. This metal layer is vapor-deposited or sputtered onto the base body 2, for example, during production. Due to the internal structure of the carrier body 2, the middle bulge 201b has a porous basic structure which is filled with a substance 3, in this case sodium chloride in NaCl.

Weiters ist eine Aufbringung der Salzschicht auf den Trägerkörper 2 mittels eines Spraycoating-Verfahrens möglich. Dabei wird das in einem Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper 2 aufgesprüht, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers 2 ein Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper 2 niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht 32 ausbildet.Furthermore, it is possible to apply the salt layer to the carrier body 2 by means of a spray coating method. In this case, the salt dissolved in a solvent, in particular in a vacuum, is sprayed onto the carrier body 2, wherein a mist of the solution forms in the region above the carrier body 2, which precipitates on the rotated carrier body 2 and forms a very thin salt layer 32 ,

Eine weitere Möglichkeit zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper besteht darin, eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper 2 einzusprühen bzw. einzuspritzen. Dabei kann ein positionierbarer Druckkopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den Trägerkörper 2 verwendet werden. Dabei gelangt die Lösung sehr gut in Poren tiefer Schichten des Trägerkörpers 2.Another possibility for applying salt to the carrier body is to spray or inject a salt solution in liquid or gaseous form under high pressure into the carrier body 2. In this case, a positionable printhead can be used to align the vapor or liquid jet with the carrier body 2. The solution arrives very well in pores of deeper layers of the carrier body 2.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Grundkörper eine Anzahl von mehrere Poren verbindenden Kanälen 31 auf, die mit dieser Substanz ausgefüllt sind. Auch die Metallschicht, die die beiden äußeren Aufwölbungen 201a, 201c überdeckt, weist eine Anzahl von Poren oder Mikroausnehmungen 33 auf, die mit der Substanz 3 ausgefüllt sind.As shown in FIG. 1, the main body has a number of channels 31 connecting several pores, which are filled with this substance. The metal layer which covers the two outer bulges 201 a, 201 c also has a number of pores or micro-recesses 33 which are filled with the substance 3.

Einerseits kann das Metall selbst porös ausgebildet sein. Andererseits weisen viele Metalle eine raue Oberfläche auf, was ausreicht, dass genügend Mikrounebenheiten oder kleine Löcher bestehen, wo das Salz sich verankern kann.On the one hand, the metal itself may be porous. On the other hand, many metals have a rough surface, which is sufficient to have enough micro-bumps or small holes where the salt can anchor.

Die gesamte Sensoranordnung, umfassend den Grundkörper 2, die Metallbeschichtungen auf den beiden äußeren Aufwölbungen 201a, 201c sowie die mittlere, mit Salz aufgefüllte Aufwölbung 201b ist mit einer Salzschicht 32 überzogen bzw. bedeckt. Die Salzschicht, die aus Natriumchlorid NaCI besteht, steht mit den mit Salz ausgefüllten Kanälen 31 sowie den in den Ausnehmungen 33 befindlichen Salzanteilen in Verbindung. Die beiden Metallschichten bilden Elektroden, an denen eine Wechselspannung angelegt - 12 - • · · · • m % • » · • · werden kann, wodurch ein Stromfluss bzw. eine Ladungsverschiebung zwischen den beiden Elektroden 4 gemessen werden kann. Für die äußere Kontaktierung ist es dabei insbesondere vorteilhaft, dass die Salzschicht an der Kontaktstelle mit der äußeren Zuleitung die Elektroden 4 nicht zur Gänze abdeckt, sodass eine unmittelbare Kontaktierung der Zuleitung mit der Metallschicht möglich ist. Die Salzeinbringung ist üblicherweise der letzte Fertigungsschritt. Nachfolgende Schritte zur Aufbringung einer Isolierung sind möglich, wenn die Isolierung wasserdampfdurchlässig ist. Als Elektrodenmaterial wird in dieser Ausführungsform der Erfindung Platin verwendet.The entire sensor arrangement, comprising the main body 2, the metal coatings on the two outer bulges 201a, 201c, and the middle saline-filled bulge 201b, is covered or covered with a salt layer 32. The salt layer, which consists of sodium chloride NaCl, is in communication with the salt-filled channels 31 and the salt components contained in the recesses 33. The two metal layers form electrodes on which an alternating voltage can be applied, whereby a current flow or a charge shift between the two electrodes 4 can be measured. It is particularly advantageous for the outer contacting that the salt layer at the point of contact with the outer feed line does not completely cover the electrodes 4, so that a direct contacting of the feed line with the metal layer is possible. The salt introduction is usually the last production step. Subsequent steps to apply insulation are possible if the insulation is permeable to water vapor. As the electrode material, platinum is used in this embodiment of the invention.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Grundkörper eine feinere Oberflächen-Struktur aufweist. Als Grundkörper wird ein feineres hoch- bzw. totgebranntes Aluminiumoxid Al203 verwendet, das eine geringere Porengröße aufweist, als das gemäß Fig. 1 verwendete Aluminiumoxid. Auf der Oberfläche des aus Aluminiumoxid bestehenden Grundkörpers 2 sind zwei Elektroden 4, bestehend aus Gold, angeordnet. Die die Elektroden 4 bildende Goldschicht 33 weist oberflächlich poröse Ausnehmungen 33 auf. Im Bereich 220 des Trägerkörpers zwischen den beiden Elektroden 4 liegt Salz 3' in Kanälen 31 des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers 2 vor. Die Goldelektroden müssen nicht porös sein. Es reicht die normale Oberflächenrauigkeit für die Verankerung der Salzschicht auf den Elektroden aus, da Mikrolöcher und Unebenheiten beim Herstellungsprozess der Elektroden auf natürliche Weise entstehen und statistisch verteilt sind. Diese Salzkanäle reichen bis zur Oberfläche des Trägerkörpers 2, an der auch die beiden Elektroden 4 angeordnet, nämlich aufgedampft oder augesputtert sind.Fig. 2 shows a further embodiment of the invention, wherein the base body has a finer surface structure. The basic body used is a finer aluminum oxide Al 2 O 3 which has a smaller pore size than the aluminum oxide used according to FIG. 1. On the surface of the body 2 consisting of alumina two electrodes 4, consisting of gold, are arranged. The gold layer 33, which forms the electrodes 4, has superficially porous recesses 33. In the area 220 of the carrier body between the two electrodes 4, salt 3 'is present in channels 31 of the porous carrier material of the carrier body 2. The gold electrodes need not be porous. The normal surface roughness for anchoring the salt layer on the electrodes is sufficient since microholes and unevenness in the production process of the electrodes occur naturally and are distributed statistically. These salt channels extend to the surface of the carrier body 2, on which the two electrodes 4 are arranged, namely vapor-deposited or sputtered.

Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel der Sensor 1 zur Gänze mit einer Schicht aus Natriumchlorid überzogen. Diese Schicht aus Natriumchlorid steht mit dem in den Kanälen 31 befindlichen Natriumchlorid in Verbindung und füllt auch die Ausnehmungen 33 in den Metallschichten der Elektroden 4 aus. Eine Kontaktierung der Elektroden 4 erfolgt in Analogie zur Ausführungsform der Fig. 1.As in the embodiment of Fig. 1, the sensor 1 is completely coated with a layer of sodium chloride in this embodiment as well. This layer of sodium chloride is in communication with the sodium chloride in the channels 31 and also fills the recesses 33 in the metal layers of the electrodes 4. A contacting of the electrodes 4 takes place analogously to the embodiment of FIG. 1.

Die Herstellung einer der beiden Ausführungsformen der Fig. 1 oder 2 erfolgt, wie im Folgenden beschrieben:The production of one of the two embodiments of FIG. 1 or 2 takes place as described below:

In seiner ursprünglichen Form weist der Trägerkörper 2 eine raue Oberfläche, wie in Fig. 1 dargestellt, oder aber eine glatte Oberfläche, wie in Fig. 2 dargestellt, auf. Im nächsten Schritt werden Metallschichten auf den Trägerkörper 2 aufgedampft bzw. aufgesputtert, wobei diese Metallschichten anschließend als Elektroden 4 zur Kontaktierung mit externen Bauelementen verwendet werden. Die Elektroden 4 weisen dabei typischerweise eine Schichtdicke von 0,5 pm auf.In its original form, the carrier body 2 has a rough surface, as shown in Fig. 1, or a smooth surface, as shown in Fig. 2, on. In the next step, metal layers are vapor-deposited or sputtered onto the carrier body 2, these metal layers subsequently being used as electrodes 4 for contacting with external components. The electrodes 4 typically have a layer thickness of 0.5 μm.

In einem weiteren Schritt wird in den Zwischenbereich 220 des Trägerkörpers 2 zwischen den beiden Elektroden 4 bzw. auf die Auswölbung 201b zwischen den beiden Elektroden 4 mittels einer Pipette eine Lösung aufgetropft. Diese Lösung enthält - 13-In a further step, a solution is dropped into the intermediate region 220 of the carrier body 2 between the two electrodes 4 or onto the bulge 201b between the two electrodes 4 by means of a pipette. This solution contains

• · · · ·» · · I I « · « · ·· · · #···· » t · • · ··# *· ·· Ml ··♦ vorteilhafterweise Wasser als Lösungsmittel und Natriumchlorid als gelöstes Salz. Durch Aufbringen eines Tropfens in den Bereich 220 bzw. die Aufwölbung 201 der Oberfläche des Trägerkörpers 2 gelangt das Salz in die Kanäle 31 und füllt diese auf. Anschließend wird der Trägerkörper 2 auf eine Temperatur von beispielsweise 40°C erhitzt, wodurch sich das Wasser aus den Poren 32 verflüchtigt und sich das Salz 3 mit dem porösen Trägermaterial des Trägerkörpers 2 verbindet bzw. an dessen Oberfläche auskristallisiert. Durch die oberflächliche Benetzung des porösen Trägerkörpers 2 gelangt das Salz 3 sehr weit in den Trägerkörper 2 hinein und wird insbesondere homogen darin verteilt. Nach dem Verdampfen bzw. Verdunsten des Lösungsmittels liegt das Salz 3 in Kristallform fest mit dem Trägermaterial des Trägerkörpers 2 verbunden vor.Advantageously water as solvent and sodium chloride as dissolved salt. By applying a drop in the region 220 or the bulge 201 of the surface of the carrier body 2, the salt passes into the channels 31 and fills them up. Subsequently, the carrier body 2 is heated to a temperature of for example 40 ° C, whereby the water volatilizes out of the pores 32 and the salt 3 connects to the porous carrier material of the carrier body 2 or crystallized on the surface thereof. Due to the superficial wetting of the porous carrier body 2, the salt 3 reaches very far into the carrier body 2 and in particular is distributed homogeneously therein. After evaporation or evaporation of the solvent, the salt 3 in crystal form is firmly bonded to the carrier material of the carrier body 2.

Um eine höhere Salzkonzentration zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Schritt des Aufbringens der Lösung und den anschließenden Trocknungsprozess einige Male zu wiederholen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dies in einer sehr trockenen Atmosphäre vorzunehmen, bei der die relative Luftfeuchtigkeit der den Trägerkörper 2 umgebenden Luft unter einen Wert, je nach Salz verschieden, beispielsweise von 50. % abgesenkt ist. Während oder nach dem Aufbringen der Lösung auf dem Trägerkörper 2 wird dessen Umgebungstemperatur auf etwa 40°C festgesetzt. Die mehrmalige Wiederholung des Aufbringens der Lösung sowie des anschließenden Trocknungsprozesses sorgt für eine gleichmäßige homogenere Beschichtung, da Teile des getrockneten Salzes wieder feucht werden und erneut bei Trocknung kristallisieren. Es besteht damit genug Zeit für eine optimale Ausnutzung des Porenraumes.In order to achieve a higher salt concentration, it is advantageous to repeat the step of applying the solution and the subsequent drying process a few times. In particular, it is advantageous to carry this out in a very dry atmosphere, in which the relative humidity of the air surrounding the carrier body 2 is below a value, depending on the salt, for example, lowered by 50%. During or after the application of the solution on the carrier body 2 whose ambient temperature is set at about 40 ° C. The repeated repetition of the application of the solution and the subsequent drying process ensures a more uniform homogeneous coating, since parts of the dried salt become moist again and crystallize again on drying. There is thus enough time for optimal utilization of the pore space.

Eine photographische Abbildung eines Sensors mit glatter Oberflächenstruktur, schematisch dargestellt in Fig. 2, ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 20 zeigt eine Aluminiumoxidstruktur, die zur Ausbildung eines Trägerkörpers 2 verwendet werden kann. Dabei sind die beiden, mit den Bezugszeichen 41, 41' bezeichneten Bereiche Abbildungen der von der Salzschicht bedeckten Elektroden, die beiden übrigen Bereiche 42, 42' zeigen die von der Salzschicht 32 bedeckten Zwischenbereiche mit den von der Salzschicht ausgefüllten Poren 31.A photographic image of a sensor with a smooth surface structure, shown schematically in FIG. 2, is shown in FIG. FIG. 20 shows an alumina structure that can be used to form a carrier body 2. In this case, the two areas designated by the reference symbols 41, 41 'are images of the electrodes covered by the salt layer, the two remaining areas 42, 42' show the intermediate areas covered by the salt layer 32 with the pores 31 filled by the salt layer.

Fig. 4 zeigt die Oberflächenstruktur der Salzschicht im Bereich oberhalb der Elektrode 4. Die beiden Elektroden haben einen Abstand von 10pm und eine Dicke von ebenfalls etwas 10 pm. Besonders augenscheinlich ist die Ausbildung relativ großer homogener Salzkristalle im Bereich oberhalb der Elektroden 4 sowie eine eher zerklüftete Oberflächenstruktur im Bereich zwischen den Elektroden.4 shows the surface structure of the salt layer in the area above the electrode 4. The two electrodes have a spacing of 10 pm and a thickness of likewise about 10 pm. Particularly evident is the formation of relatively large homogeneous salt crystals in the region above the electrodes 4 and a rather rugged surface structure in the region between the electrodes.

Die Fig. 5 zeigt eine Aufnahme der Oberflächenstruktur zwischen den beiden Elektroden mit einer geringen Salzkonzentration. Auffällig sind dabei der relativ glatte Oberflächenverlauf und die geringe Anzahl von oberflächlichen Salzkristallen 421. Je niedriger die Konzentration des Salzes desto weniger Salzkristalle sind an der Oberfläche.FIG. 5 shows a picture of the surface structure between the two electrodes with a low salt concentration. The relatively smooth surface course and the small number of superficial salt crystals 421 are striking. The lower the concentration of the salt, the less salt crystals are on the surface.

Eine niedrige Trocknungstemperatur bietet ausreichend Zeit zur Erreichung einer homogenen Verteilung während der Kristallisation.A low drying temperature provides sufficient time to achieve a homogeneous distribution during crystallization.

Fig. 6 zeigt eine mit der in Fig. 5 dargestellten Oberfläche vergleichbare Oberfläche, jedoch mit einer höheren Salzkonzentration. Man sieht deutlich die erhöhte Anzahl von oberflächlich angeordneten Salzkristallen 421.Fig. 6 shows a surface comparable to the surface shown in Fig. 5, but with a higher salt concentration. One can clearly see the increased number of superficially arranged salt crystals 421.

Fig. 7 zeigt eine rauere Oberflächenstruktur, ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Oberflächenstruktur. Aufgrund der großen Oberflächenrauigkeit werden die Elektroden sowie der Zwischenbereich der Elektroden mit Abständen von 15 pm gefertigt.Fig. 7 shows a rougher surface structure, similar to the surface structure shown in Fig. 1. Due to the large surface roughness, the electrodes as well as the intermediate region of the electrodes are fabricated at intervals of 15 μm.

Fig. 8 zeigt zwei mit einer Salzschicht überdeckte Elektroden 41 sowie einen Zwischenbereich 42, in dem der Trägerkörper 2 unmittelbar mit Salz überdeckt ist.8 shows two electrodes 41 covered by a salt layer and an intermediate region 42 in which the carrier body 2 is directly covered with salt.

Fig. 9 zeigt einen mit einer äußerst großen Salzkonzentration erstellten Oberflächenbereich im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden. Deutlich zu sehen sind viele, relativ große Salzkristalle mit einer Größe von bis zu 800 nm. Grundsätzlich bilden sich bei der Verwendung einer Salzlösung höherer Konzentration zur Herstellung eines Sensors mehr und größere Kristalle an der Oberfläche aus, wobei das Kristallwachstum bei Zunahme der Temperatur gefördert wird. Weiters wird das Kristallwachstum durch das Material selbst bestimmt, je unedler das verwendete im Salz vorliegende Metall ist, desto mehr Kristallwachstum stellt sich ein. Zusätzlich ist das Kristallwachstum abhängig von der Rauigkeit des Grundkörpers 2, wobei sich bei größerer Rauigkeit ein größeres Kristallwachstum einstellt.9 shows a surface area created with an extremely large salt concentration in the intermediate region between the two electrodes. Clearly visible are many, relatively large salt crystals with a size of up to 800 nm. Basically, when using a salt solution of higher concentration to produce a sensor more and larger crystals form on the surface, the crystal growth is promoted with increasing temperature , Furthermore, the crystal growth is determined by the material itself, the less noble the metal used in the salt is, the more crystal growth occurs. In addition, the crystal growth is dependent on the roughness of the base body 2, wherein sets with greater roughness greater crystal growth.

Durch das Verwenden mehrerer Salzschichten horizontal nebeneinander können mehrere Luftfeuchtigkeitssensoren auf demselben Substrat realisiert werden, die unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Salzgemischen, die horizontal nebeneinander angeordnet werden können.By using several salt layers horizontally next to each other several humidity sensors can be realized on the same substrate, which have different properties. Another possibility is the use of salt mixtures, which can be arranged horizontally next to each other.

Im Folgenden wird kurz der Betrieb eines in den Fig. 1 oder 2 dargestellten Sensors 100 beschrieben:The operation of a sensor 100 shown in FIGS. 1 or 2 will be described briefly below:

Der Sensor 100 wird mit seinen beiden Elektroden 4 an eineThe sensor 100 is connected with its two electrodes 4 to a

Wechselspannungsquelle 17 angeschlossen, die auf die beiden Elektroden eine Spannung von etwa 25mV, typischerweise von 100 mV bis zu 1V, aufprägt. Die aufgeprägte Wechselspannung hat beispielsweise eine Frequenz von 35 kHz bis 5 MHz. Zur Bestimmung der Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden 4 kann eineAC voltage source 17 is connected, which imparts a voltage of about 25mV, typically from 100mV up to 1V, to the two electrodes. The impressed AC voltage has, for example, a frequency of 35 kHz to 5 MHz. To determine the capacitance or conductance between the two electrodes 4, a

Strommesseinrichtung 16 in Serie mit dem Sensor 1 geschaltet werden. Eine solche Messschaltung ist in Fig. 28 dargestellt.Current measuring device 16 are connected in series with the sensor 1. Such a measuring circuit is shown in FIG. 28.

Um einen Alterungsprozess möglichst zu vermeiden, sollte die für die Messung verwendete Frequenz etwa im Bereich von 50 kHz bis 5 MHz liegen. Weiters kann die Konduktanz durch eine Vielzahl von Verfahren gemessen werden, beispielsweise mit der IV-Methode, der RF-IV-Methode oder der auto-balancing-Methode.In order to avoid an aging process as far as possible, the frequency used for the measurement should be approximately in the range of 50 kHz to 5 MHz. Furthermore, the conductance can be measured by a variety of methods, such as the IV method, the RF-IV method or the auto-balancing method.

Trifft nun in der Luft gelöstes Feuchtigkeitswasser bzw. Wasserdampf auf den Sensor 100 auf, dringt dieses Wasser in die Salzschicht 32 sowie in die darunter liegenden Poren 31 ein, da Natriumchlorid hygroskopisch ist. Durch die Aufnahme des Wassers in den Poren wird erreicht, dass sich sowohl die Konduktivität als auch die Permittivität lokal in den Kanälen 31, wie auch in der Salzschicht 32 erhöht. Ferner ändert sich durch die Aufnahme von Wasser die Porengeometrie, sodass sich die Kapazität bzw. Konduktanz des gesamten Sensors ändert. Ein Ersatzschaltbild dieser Messschaltung mit einer Spannungsquelle 16, einer Strommesseinrichtung 17 und zwei parallel geschalteten luftfeuchte-abhängigen Bauelementen, nämlich einem Kondensator 18 sowie einem Widerstand 19, ist in Fig. 29 dargestellt.If moist water or water vapor dissolved in the air now strikes the sensor 100, this water penetrates into the salt layer 32 and into the underlying pores 31, since sodium chloride is hygroscopic. By absorbing the water in the pores it is achieved that both the conductivity and the permittivity increase locally in the channels 31 as well as in the salt layer 32. Furthermore, the uptake of water changes the pore geometry, which changes the capacitance or conductance of the entire sensor. An equivalent circuit of this measuring circuit with a voltage source 16, a current measuring device 17 and two humidity-dependent components connected in parallel, namely a capacitor 18 and a resistor 19, is shown in FIG.

Ein weiterer Anwendungsfall eines erfindungsgemäßen Sensors besteht darin, eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit über eine bestimmte relative Feuchtigkeit zu detektieren. Insbesondere kann es erforderlich sein, dies für eine Vielzahl vonAnother application of a sensor according to the invention is to detect an increase in the humidity over a certain relative humidity. In particular, it may be necessary for a variety of

Schwellenwertluftfeuchtigkeiten durchzuführen. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass jedes Salz bei einer bestimmten relativen Feuchtigkeit durch einen einmaligen Aggregatszustandswechsel von fest auf flüssig eine irreparable Änderung der Beschichtung vollzieht. Im Extremfall tropft bzw. tropfen das Salz oder Teile des Salzes als Tropfen ab, gegebenenfalls kann sich noch die Gleichmäßigkeit der Salzbeschichtung verändern, wodurch dauerhafte Kapazitätswertsänderungen oder Konduktanzänderungen auftreten. Somit kann anhand eines erfindungsgemäßen Sensors unmittelbar und eindeutig festgestellt werden, ob eine Luftfeuchtigkeitssteigerung über einen Schwellenwert erreicht worden ist. In der folgenden Tabelle werden die relativen Feuchtigkeitswerte für eine Vielzahl von Salzen beschrieben:Threshold air humidities to perform. In this case, the effect is exploited that every salt undergoes an irreparable change in the coating at a certain relative humidity by a single state of aggregate state change from solid to liquid. In extreme cases, the salt or parts of the salt drips or drips off as drops, if necessary, the uniformity of the salt coating can also change, as a result of which permanent changes in capacitance value or conductance changes occur. Thus, it can be determined directly and unambiguously by means of a sensor according to the invention whether an increase in humidity over a threshold value has been achieved. The following table describes the relative humidity values for a variety of salts:

Salz funktioniert bis etwa Ammoniumdihydrogenphosphat 100% Natriumchlorid 100% Ammoniumnitrat 90% Magnesiumnitrat 75% Natriumdichromat 60% Kaliumkarbonat 50% Magnesiumchlorid 40% Magnesiumchlorid 30% Lithiumchlorid 10%Salt works to about Ammonium Dihydrogen Phosphate 100% Sodium Chloride 100% Ammonium Nitrate 90% Magnesium Nitrate 75% Sodium Dichromate 60% Potassium Carbonate 50% Magnesium Chloride 40% Magnesium Chloride 30% Lithium Chloride 10%

Abhängig von der Temperatur wird die Luftfeuchtigkeitsschwelle der Salze verändert.. • · · · • · · ·Depending on the temperature, the humidity threshold of the salts is changed. • · · · · · · ·

• · · • · ·« • · • · · «• • • • · «« · · · · «

Jedes der genannten Salze wird durch eine unterschiedliche relative Feuchtigkeit auf dem Sensor irreversibel verändert. Um beispielsweise einen Sensor herzustellen, der bei 85% relativer Luftfeuchtigkeit irreversibel zerstört wird, kann an Stelle des in den Fig. 1 oder 2 dargestellten Salzes auch Ammoniumnitrat und Magnesiumnitrat verwendet werden. Um eine irreversible Zerstörung bei 80% relativer Luftfeuchtigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft Ammoniumnitrat und Magnesiumnitrat im Verhältnis 1:2 in die Poren des Trägerkörpers einzubringen bzw. und gegebenenfalls den Trägerkörper mit einer derartigen Mischung zu beschichten. Das Herstellungsverfahren eines derartigen Sensors wird dahingehend abgeändert, dass die Lösung mit den gleichen Massenanteilen Natriumchlorid und Kaliumchlorid gebildet wird. Die Schwellenlwert-Luftfeuchtigkeit, die zur Zerstörung eines erfindungsgemäßen Sensors erforderlich ist, verhält sich bei Mischungen von Salzen bzw. Substanzen 3 etwa gemäß dem mit den mit den Massenteilen der jeweiligen Substanzen gewichteten Mittelwert derjenigen Schwellenwertluftfeuchtigkeiten, die zur Zerstörung eines Sensors mit den beiden Reinstoffen führen.Each of the salts mentioned is irreversibly changed by a different relative humidity on the sensor. For example, to prepare a sensor which is irreversibly destroyed at 85% relative humidity, ammonium nitrate and magnesium nitrate may be used instead of the salt shown in Figs. In order to achieve an irreversible destruction at 80% relative humidity, it is advantageous to introduce ammonium nitrate and magnesium nitrate in a ratio of 1: 2 into the pores of the carrier body and, if appropriate, to coat the carrier body with such a mixture. The manufacturing process of such a sensor is modified to form the solution with the same mass proportions of sodium chloride and potassium chloride. The threshold atmospheric humidity, which is necessary for the destruction of a sensor according to the invention, behaves in mixtures of salts or substances 3 approximately according to the weighted with the mass parts of the respective substances average of those threshold humidities that lead to the destruction of a sensor with the two pure substances ,

Eine Detektionsschaltung zur Detektion einer einmaligen Überschreitung einer vorgegebenen Schwellenluftfeuchtigkeit ist in den Fig. 10 und 12 dargestellt. Fig. 12 zeigt dieA detection circuit for detecting a single exceeding of a predetermined threshold air humidity is shown in FIGS. 10 and 12. Fig. 12 shows the

Parallelschaltung einer Vielzahl von Luftfeuchtigkeitssensoren 1a, 1b, 1c, ..... 1n. Jeder dieser Sensoren hat eine unterschiedliche Schwellenwert-Luftfeuchtigkeit, oberhalb derer eine irreversible Zerstörung des jeweiligen Sensors stattfindet. Nach Abschluss der Fertigung liegt eine Parallelschaltung der Sensoren vor, wobei jeder der Sensoren intakt ist. Bei einer vorgegebenen Temperatur- und Luftfeuchtigkeit kann somit eine Kapazität bzw. eine Leitfähigkeit bestimmt werden. Jeder der einzelnen Sensoren weist eine unterschiedliche Schwellenwert-Luftfeuchtigkeit auf.Parallel connection of a plurality of humidity sensors 1a, 1b, 1c, ..... 1n. Each of these sensors has a different threshold air humidity, above which an irreversible destruction of the respective sensor takes place. After completion of the production there is a parallel connection of the sensors, each of the sensors being intact. With a given temperature and humidity, a capacity or a conductivity can thus be determined. Each of the individual sensors has a different threshold air humidity.

Im Folgenden Beispiel werden die Luftfeuchtigkeitssensoren, deren Schwellenwert-Luftfeuchtigkeiten in Abständen von jeweils 10% abgestuft sind, in einer Parallelschaltung angeordnet. Erreicht, wie in Fig. 12a dargestellt, die relative Luftfeuchtigkeit einen Wert von über 20, jedoch unter 30%, wird der Sensor 1d irreversibel zerstört, der Sensor 1c mit einer Schwellenluftfeuchtigkeit von 30% bleibt jedoch intakt. Wird die relative Feuchtigkeit auf 44% relative Luftfeuchtigkeit angehoben, werden die Sensoren 1b, 1c und 1d irreversibel zerstört, der Sensor 1h bleibt hingegen intakt.In the following example, the humidity sensors, whose threshold humidities are graduated at intervals of 10% each, are arranged in parallel. Achieved, as shown in Fig. 12a, the relative humidity exceeds 20, but below 30%, the sensor 1d irreversibly destroyed, the sensor 1c with a threshold humidity of 30%, however, remains intact. If the relative humidity is increased to 44% relative humidity, the sensors 1b, 1c and 1d are irreversibly destroyed, while the sensor 1h remains intact.

Beispielsweise kann eine derartige Sensoranordnung gemeinsam mit einem Transportgut transportiert werden, wobei die maximal zulässige Luftfeuchtigkeit für das Transportgut 30% beträgt. Zu Beginn des Transports ist jeder der Sensoren 1a, 1b, 1c, 1d vollkommend intakt. Durch eine Luftfeuchtigkeiterhöhung auf 27% im Zuge des Transportes wird der Sensor 1d zerstört. Nach Erhalt des Transportgutes kann der Sensor an eine Auswerteeinheit angeschlossen, wodurch somit die irreversible Zerstörung der einzelnen Sensoren bestimmt werden kann. Wird ein Sensor irreversibel zerstört, so werden dessenFor example, such a sensor arrangement can be transported together with a cargo, wherein the maximum allowable humidity for the cargo is 30%. At the beginning of the transport, each of the sensors 1a, 1b, 1c, 1d is completely intact. An increase in humidity to 27% during transport destroys sensor 1d. After receipt of the transported goods, the sensor can be connected to an evaluation unit, whereby the irreversible destruction of the individual sensors can thus be determined. If a sensor is irreversibly destroyed, then its

Leitwert sowie dessen Kapazität erheblich verringert. Dadurch wird auch der Leitwert bzw. die Kapazität der Gesamtanordnung verringert, was mittels einer Auswerteeinheit, insbesondere mit der in Fig. 29 dargestellten Auswerteeinheit, gemessen werden kann. Beträgt die maximale Luftfeuchtigkeit während des gesamten Transportes 27%, wie in Fig. 12a dargestellt, kann davon ausgegangen werden, dass das Transportgut unversehrt ist.Conductance and its capacity significantly reduced. As a result, the conductance or the capacitance of the overall arrangement is also reduced, which can be measured by means of an evaluation unit, in particular with the evaluation unit shown in FIG. 29. If the maximum air humidity during the entire transport 27%, as shown in Fig. 12a, it can be assumed that the cargo is intact.

Liegt hingegen ein Fall von höherer Luftfeuchtigkeit vor, beispielsweise wie im Fall der Fig. 12b, sind drei der vier Luftfeuchtigkeitssensoren 1b, 1c, 1d irreversibel zerstört, der Leitwert der gesamten Anordnung entspricht dem Leitwert des einzig intakten Sensors 1a. Ist der Leitwert sowie die Kapazität für den nach der Feststellung der Zerstörung der Sensoren 1b,1c,1d unterhalb einer vorgegebenen Schwelle, kann davon ausgegangen werden, dass auch das Transportgut während des Transportes durch die zu hohe Luftfeuchtigkeit zerstört bzw. beansprucht wurde.In contrast, if there is a case of higher humidity, for example, as in the case of Fig. 12b, three of the four humidity sensors 1b, 1c, 1d irreversibly destroyed, the conductance of the entire arrangement corresponds to the conductance of the only intact sensor 1a. If the conductance and the capacity for the determination of the destruction of the sensors 1 b, 1 c, 1 d below a predetermined threshold, it can be assumed that the transported material was destroyed or claimed during transport by the high humidity.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 13 dargestellt ist, umfasst eine Vielzahl von Elektroden, die aus einem porösen Material bestehen bzw. aus einem Material bestehen, das oberflächlich Ausnehmungen aufweist. Diese Ausnehmungen sind, wie auch die Poren des Trägerkörpers 2, mit einem Salz 3 ausgefüllt. Dabei kann über die Aufnahme bzw. den Einbau von Salzkristallen in die Elektroden eine zusätzliche Steigerung der Kapazität bzw. der Konduktanz erzielt werden.Another embodiment of the invention, shown in FIG. 13, comprises a plurality of electrodes made of a porous material or of a material having recesses on the surface. These recesses are, as well as the pores of the carrier body 2, filled with a salt 3. In this case, an additional increase in the capacitance or the conductance can be achieved via the inclusion or incorporation of salt crystals in the electrodes.

Eine besondere Weiterbildung der Erfindung zur Erfassung der Feuchtigkeit von Gewebe, insbesondere menschlicher oder tierischer Haut, ist in den Fig. 33 näher dargestellt. Dabei handelt es sich um einen Grundkörper 2, der eine Ausnehmung 201 aufweist. Das Trägermaterial des Trägerkörpers 2 ist, wie auch in den vorigen Beispielen beschrieben, porös ausgebildet, wobei das zur Erhöhung der Kapazität bzw. Konduktanz verwendete Salz sowohl in den Poren 31 des Grundkörpers 2 als auch in einer den Grundkörper 2 überdeckenden Schicht enthalten ist. Die Schicht bzw. die Poren 31, 32 sind im Bereich der Ausnehmung 201 des Trägerkörpers 2 angeordnet. Die Ausnehmung ist dabei derart ausgebildet, dass bei Auflegen des Grundkörpers auf eine dargestellte Gewebeschicht 7 die Ausnehmung 201 einen Analyseraum 83 begrenzt. Dabei ist die Salzschicht 32 mit dem im Inneren des Analyseraums 83 befindlichen Gas, vorzugsweise Luft, in Kontakt. Ausnehmung 201 durch Öffnung 81 ersetzen. In den Trägerkörper 2 sind zwei Elektroden 4 eingebracht, die den Trägerkörper 2 vollständig durchsetzen.A particular development of the invention for detecting the moisture of tissue, in particular human or animal skin, is shown in more detail in FIGS. This is a base body 2, which has a recess 201. The support material of the carrier body 2 is, as described in the previous examples, porous, wherein the salt used to increase the capacitance or conductance is contained both in the pores 31 of the base body 2 and in a base body 2 covering layer. The layer or the pores 31, 32 are arranged in the region of the recess 201 of the carrier body 2. The recess is designed such that when placing the base body on a tissue layer 7 shown, the recess 201 limits an analysis space 83. In this case, the salt layer 32 is in contact with the gas located in the interior of the analysis space 83, preferably air. Replace recess 201 with opening 81. In the carrier body 2, two electrodes 4 are introduced, which completely pass through the carrier body 2.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen einen Sensor 100, dessen Trägerkörper 2 im Bereich zwischen den beiden Elektroden 4 vollkommen mit Kanälen 31 mit Salz-Beschichtung durchsetzt ist. Der Trägerkörper 2 weist eine Öffnung 81 auf, die bei Auflage auf einen Feuchtigkeit abgebenden Körper einen Analysenraum 83 ausbildet. Diese Öffnung 20 weist, insbesondere die Form einer Wanne auf. Die Größe dieser Wanne determiniert den Analysenraum 83, wobei durchaus unterschiedliche Wannengrößen und Wannenformen möglich sind. Die Höhe der Wanne, somit der Abstand der Salzschicht 32 zu vermessenden Objekt 121 beträgt etwa ...mm.14 to 16 show a sensor 100, the support body 2 is completely interspersed in the region between the two electrodes 4 with channels 31 with salt coating. The carrier body 2 has an opening 81, which forms an analysis space 83 when placed on a moisture-emitting body. This opening 20 has, in particular the shape of a trough. The size of this tub determines the analysis space 83, whereby quite different tub sizes and tub shapes are possible. The height of the tub, thus the distance of the salt layer 32 to be measured object 121 is about ... mm.

Ein weiteres Merkmal der Ausführungsform des Sensors ist eine RFID-Antenne, in den Fig. 14 und 15, die an der Rückseite des Grundkörpers angeordnet ist und unter der Salzschicht 32 bzw. der Öffnung 81, in der die Salzschicht 32 eingebettet ist, und an der der Wanne gegenüberliegenden Seite des Trägerkörpers 2 angeordnet ist.Another feature of the embodiment of the sensor is an RFID antenna, in Figs. 14 and 15, which is arranged at the back of the base body and under the salt layer 32 and the opening 81, in which the salt layer 32 is embedded, and at the side opposite the tub of the support body 2 is arranged.

Wesentlicher Unterschied zwischen der in Fig. 14 und Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist, dass aufgrund der unterschiedlichen Weite, Größe und Form der Poren ein unterschiedliches Abhängigkeitsverhalten von Kapazität und Konduktanz im Bezug auf die Luftfeuchtigkeit feststellbar ist.The essential difference between the embodiment shown in FIGS. 14 and 15 is that, due to the different width, size and shape of the pores, a different dependence behavior of capacity and conductance with respect to the air humidity can be established.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, eine Einrichtung zur Messung der Konduktanz bzw. der Kapazität direkt auf den Trägerkörper 2 zu integrieren. Dabei werden eine Strommesseinrichtung bzw. eine Spannungsquelle auf dem mit dem Trägermaterial des Trägerkörpers 2 in Verbindung stehenden Substrat ausgebildet. Ferner umfasst ein derartiger Sensor eine RFID-Kommunikationseinheit, die die ermittelten Luftfeuchtigkeitsdaten mittels RFID-Kommunikation zu einem Kommunikationskontroller überträgt.In principle, it is possible to integrate a device for measuring the conductance or the capacitance directly onto the carrier body 2. In this case, a current measuring device or a voltage source are formed on the substrate in contact with the carrier material of the carrier body 2. Furthermore, such a sensor comprises an RFID communication unit which transmits the determined humidity data by means of RFID communication to a communication controller.

Dabei kann jedoch eine abgewandelte Variante angewendet werden, deren Realisierung wesentlich einfacher möglich ist. Üblicherweise wird bei passiven RFID-Empfängern parallel zur RFID-Antenne ein Kondensator geschaltet, der die von der RFID-Antenne aufgenommene Strahlungsenergie kurzfristig abspeichert. Ein derartiger Kondensator hat etwa eine Kapazität von etwa 100 nF bis zu einigen pF. Je nachdem wie groß die Kapazität dieses Kondensators ist, begrenzt sich die dem passiven RFID-Tag zur Verfügung stehende Energie. Die wirksame Kapazität Cges ergibt sich durch eine im trockenen Zustand vorherrschende Kapazität C sowie die zusätzliche durch die Aufnahme des Wassers in die Salzschicht des Sensors entstehende Kapazität AC, wobei diese zusätzliche Kapazität AC als Parallel-Kapazität wirkt: Cges = C + AC.In this case, however, a modified variant can be applied, the realization of which is much easier. Normally, in the case of passive RFID receivers, a capacitor is connected in parallel with the RFID antenna, which stores the radiation energy received by the RFID antenna at short notice. Such a capacitor has about a capacity of about 100 nF to a few pF. Depending on the capacitance of this capacitor, the energy available to the passive RFID tag is limited. The effective capacitance Cges results from a capacitance C prevailing in the dry state and the additional capacitance AC resulting from the absorption of the water into the salt layer of the sensor, this additional capacitance AC acting as a parallel capacitance: Cges = C + AC.

Eine besondere Ausprägung der Erfindung sieht nun vor, dass anstelle eines konventionellen Kondensators der Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden, der parallel zur Antenne liegt, kapazitiv wirkt und die von der Antenne aufgenommene Leistung kurzfristig abspeichert. Je nach vorherrschender Luftfeuchtigkeit variiert die Kapazität des Kondensators, wodurch sich die zur Verfügung stehende Energie mit zunehmender Luftfeuchtigkeit erhöht. Wird der Luftfeuchtigkeitswert des Sensors 100 von einer externen RFID-Einheit abgefragt, überträgt diese elektrische Energie an den Sensor 100, wobei nur ein durch den Kondensator und somit durch die Luftfeuchtigkeit vorgegebener Energiebetrag im Sensor 100 abgespeichert werden kann. Weiters umfasst der Sensor eine Sendeeinheit, die dem durch den Luftfeuchtigkeitssensor zwischen den beiden Elektroden 4 gebildeten Kondensator kontinuierlich Energie entnimmt und ein gepulstes Signal abgibt. Hierdurch wird erreicht, dass mit einer relativ einfachen Schaltung, beispielsweise einer bistabilen Kippstufe, ein Digitalsignal abgegeben wird, dessen Länge bzw. Dauer direkt proportional zu der mit dem Sensor 100 gemessenen Luftfeuchtigkeit ist. Ein solcher Sensor, der für zahlreiche digitale Anwendungen geeignet ist, lässt sich mit extrem geringem Aufwand herstellen.A particular embodiment of the invention now provides that instead of a conventional capacitor, the intermediate region between the two electrodes, which is parallel to the antenna, acts capacitively and stores the power consumed by the antenna at short notice. Depending on the prevailing humidity, the capacity of the condenser varies, increasing the available energy with increasing humidity. If the humidity value of the sensor 100 is interrogated by an external RFID unit, this transfers electrical energy to the sensor 100, wherein only an energy amount predetermined by the condenser and thus by the air humidity can be stored in the sensor 100. Furthermore, the sensor comprises a transmitting unit which continuously extracts energy from the capacitor formed by the humidity sensor between the two electrodes 4 and emits a pulsed signal. This ensures that with a relatively simple circuit, such as a bistable flip-flop, a digital signal is emitted whose length or duration is directly proportional to the measured with the sensor 100 humidity. Such a sensor, which is suitable for numerous digital applications, can be produced with extremely little effort.

Die Verwendung einer Ausführungsform in RFID-Technologie eignet sich besonders gut für die bereits beschriebene Überwachung von Verpackungs- bzw. Transportgut. Eine zusätzliche Anwendung ist die Bestimmung einer Undichtheit der Verpackung, die durch den Sensor erkannt werden kann.The use of an embodiment in RFID technology is particularly well suited for the already described monitoring of packaging or transport goods. An additional application is the determination of a leaking of the packaging that can be detected by the sensor.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 16, sieht vor, dass das Material des Grundkörpers 2 lediglich oberflächlich mit Salz 3 gefüllt ist sowie eine Salzschicht aufweist. Die übrigen, offenen Poren bilden Durchströmungskanäle, wobei Umgebungsluft durch die Poren des Substrates durchströmen kann. Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist, kondensiert somit wesentlich schneller im Salz. Die im Salz vorherrschende Feuchtigkeit wird durch die Luftströmung auch wesentlich schneller getrocknet bzw. resorbiert.A further embodiment of the invention, shown in Fig. 16, provides that the material of the base body 2 is only superficially filled with salt 3 and has a salt layer. The remaining, open pores form flow channels, whereby ambient air can flow through the pores of the substrate. Moisture contained in the air condenses much faster in the salt. The prevailing moisture in the salt is also dried or absorbed much faster by the air flow.

In den Fig. 24 bis 27 sind unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Sensors in Draufsicht sowie in Seitenansicht dargestellt. Dabei sind die Elektroden 4 durch Metallquader ausgebildet, zwischen denen sich das poröse Material des Grundkörpers 2 befindet. Die Ausführungsformen der Fig. 25, 26 und 27 weisen grundsätzlich die gleiche Draufsicht; wie in der Fig. 24 dargestellt, auf.Different configurations of a sensor according to the invention in plan view and in side view are shown in FIGS. In this case, the electrodes 4 are formed by metal cuboids, between which the porous material of the main body 2 is located. The embodiments of FIGS. 25, 26 and 27 basically have the same plan view; as shown in Fig. 24, on.

Bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform befindet sich das Trägermaterial des Trägerkörpers 2 sowohl im Bereich unterhalb der Elektroden 4 sowie auch im Bereich unmittelbar zwischen den Elektroden. Salz ist im Wesentlichen in die Poren 211 im Trägermaterial des Trägerkörpers 2 zwischen den Elektroden 4 eingebracht. Lediglich einzelne Poren im Bereich unterhalb der beiden Elektroden sind mit Salz ausgefüllt.In the embodiment illustrated in FIG. 27, the carrier material of the carrier body 2 is located both in the region below the electrodes 4 and also in the region directly between the electrodes. Salt is introduced substantially into the pores 211 in the carrier material of the carrier body 2 between the electrodes 4. Only individual pores in the area below the two electrodes are filled with salt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, därgestellt in Fig. 26, zeigt die beiden Elektroden 4, die auf einen Trägerkörper aufgesetzt, das heißt aufgedampft oder aufgesputtert sind. Im unmittelbaren Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden befindet sich eine oberflächlich am Trägerkörper anhaftende, außerhalb der Poren befindliche Salzschicht. Im Bereich unterhalb dieser Salzschicht sind die Poren mit dem Salz 3 ausgefüllt.A further embodiment of the invention, shown in FIG. 26, shows the two electrodes 4, which are placed on a carrier body, that is, vapor-deposited or sputtered on. In the immediate intermediate region between the two electrodes is a superficially adhering to the carrier body, located outside the pores salt layer. In the area below this salt layer, the pores are filled with the salt 3.

Eine weitere Ausführungsform, dargestellt in Fig. 27, zeigt einen Sensor 100 mit zwei Elektroden 4, die auf einen Grundkörper 2 aufgebracht sind. Im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 4 kann die Umgebungsluft direkt zum Grundkörper 2 strömen. Die Poren im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 4 sind mit Salz 3 ausgefüllt.Another embodiment, shown in FIG. 27, shows a sensor 100 with two electrodes 4, which are applied to a base body 2. In the intermediate region between the two electrodes 4, the ambient air can flow directly to the main body 2. The pores in the intermediate region between the two electrodes 4 are filled with salt 3.

In den Fig. 21, 22 und 23 sind unterschiedliche Ausbildungen einer Salzschicht an der Oberfläche des Trägermaterials des Trägerkörpers 2 dargestellt. Wie bereits erwähnt, liegen bei höheren Salzkonzentrationen eher zerklüftete Strukturen vor, während geringere Salzkonzentrationen sowie glatte Oberflächenverläufe des Trägerkörpers 2 homogene Salzstrukturen kristallisieren lassen. Bei der Fertigung eines Sensors 100 ist dabei grundsätzlich ein Trade-off zwischen einem schnellen Ansprechverhalten und einer guten Reproduzierbarkeit des Sensors gegeben.FIGS. 21, 22 and 23 show different embodiments of a salt layer on the surface of the carrier material of the carrier body 2. As already mentioned, at higher salt concentrations, rather rugged structures are present, while lower salt concentrations and smooth surface courses of the support body 2 allow crystalline salt structures to crystallize. In the manufacture of a sensor 100, there is basically a trade-off between a fast response and a good reproducibility of the sensor.

In Fig. 21 ist ein besonders glatter Oberflächenverlauf sowie eine Salzschicht mit besonders geringer Salzkonzentration dargestellt. Die Salzkristalle verlaufen äußerst homogen und sind relativ klar gegeneinander abgetrennt. Ein derartiger Sensor 100 liefert aufgrund der geringen, der Umgebungsluft zugewandten Oberfläche ein eher langsames Ansprechverhalten, insgesamt können jedoch so erzeugte Sensoren mit großer geometrischer Präzision gefertigt werden.FIG. 21 shows a particularly smooth surface course and a salt layer with a particularly low salt concentration. The salt crystals are extremely homogeneous and are relatively clearly separated from each other. Such a sensor 100 provides a rather slow response due to the small surface facing the ambient air, but overall, sensors thus produced can be manufactured with great geometrical precision.

Dagegen zeigt Fig. 23 einen Sensor mit einer äußerst rauen Oberfläche, der ein besonders schnelles Ansprechen ermöglicht. Nachteil dieses Sensors ist, dass eine Vielzahl von gleich gefertigten Sensoren große geometrische Unterschiede aufweisen und mitunter sehr unterschiedliche Kennlinien aufweisen.In contrast, Fig. 23 shows a sensor with an extremely rough surface, which allows a particularly fast response. Disadvantage of this sensor is that a plurality of identically manufactured sensors have large geometric differences and sometimes have very different characteristics.

Fig. 22 zeigt eine Abwägung zwischen den beiden in Fig. 21 und 23 dargestellten Extremen. Diese Struktur weist ein relativ gutes Ansprechverhalten von etwa 5 Sekunden auf, wobei die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse durch eine nach der Herstellung erfolgende Kalibrierung der Sensoren durchaus gewährleistet ist.FIG. 22 shows a tradeoff between the two extremes shown in FIGS. 21 and 23. This structure has a relatively good response time of about 5 seconds, whereby the reproducibility of the results is ensured by a post-manufacturing calibration of the sensors.

Zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit kann weiters vorgesehen werden, dass die Abstände wischen den beiden Elektroden verringert werden. Auch dies führt zu einer geringen Reproduzierbarkeit der Herstellungsergebnisse bei den Sensoren.To increase the response speed can further be provided that the distances between the two electrodes are reduced. This also leads to a low reproducibility of the manufacturing results in the sensors.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 17a, 17b und 18 dargestellt. Wesentlicher Unterschied zu der in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsformen ist, dass im Trägerkörper 2 die wannenförmigen Öffnungen 212, 213 vorgesehen sind, die einander am Trägerkörper 2 gegenüber liegen. Bei beiden wannenförmigen Öffnungen 212, 213 ist der poröse Unterbereich jeweils bis zu einer vorgegebenen Tiefe mit Salz 3' befüllt. Weiters weisen beide Wannen in ihrem Bodenbereich eine Salzschicht 23 auf. Zwischen dem Trägerkörper 2 und der Salzschicht 23 ist eine Vielzahl von kammförmig angeordneten Elektroden 4 vorgesehen. Die kammförmige Anordnung der Elektroden ist dabei in Fig. 17b dargestellt, wobei an jeder der beiden Seiten des in Fig. 17a dargestellten Luftfeuchtigkeitssensors jeweils zwei ineinander verzahnte kammförmige Elektroden an der Oberfläche des Trägerkörpers unterhalb der Salzschicht angeordnet sind. Die Endbereiche 47 der Elektroden bilden die Anschlüsse des Sensors.A further particular embodiment of the invention is shown in FIGS. 17 a, 17 b and 18. A significant difference from the embodiments shown in FIGS. 14 to 16 is that the trough-shaped openings 212, 213 are provided in the carrier body 2, which lie opposite one another on the carrier body 2. In both trough-shaped openings 212, 213, the porous subregion is filled with salt 3 'in each case up to a predetermined depth. Furthermore, both trays have a salt layer 23 in their bottom area. Between the carrier body 2 and the salt layer 23, a plurality of comb-shaped electrodes 4 is provided. In this case, the comb-shaped arrangement of the electrodes is shown in FIG. 17b, wherein in each case two comb-shaped electrodes meshed with one another are arranged on the surface of the carrier body below the salt layer on each of the two sides of the humidity sensor shown in FIG. 17a. The end portions 47 of the electrodes form the terminals of the sensor.

Jeder in Fig. 17a dargestellte Sensor weist dabei jeweils vier Anschlüsse auf, nämlich zwei Anschlüsse 47 für jede der beiden Seiten.Each sensor shown in Fig. 17a has in each case four ports, namely two ports 47 for each of the two sides.

Trägerkörper 2 und der Salzschicht 32 befinden sich zwei kammförmige Elektroden 4, deren Anschlüsse 47 jeweils mit der RIFD-Antenne verbunden sind. Die Kammform dieses Sensors ist in Fig. 14b dargestellt.Carrier body 2 and the salt layer 32 are two comb-shaped electrodes 4, the terminals 47 are each connected to the RIFD antenna. The comb shape of this sensor is shown in Fig. 14b.

Gegebenenfalls kann die am zu vermessenden Material 7 anliegende, die wannenförmige Ausnehmung 83 berandende Abschlussfläche 29 mit einer Oberfläche versehen werden, die ein verbessertes Anhaften des Sensors am zu vermessenden Material ermöglicht. Dies kann beispielsweise durch eine nanostrukturierte Oberfläche erfolgen, die beispielsweise als Cantilever ausgeführt sind, die an jeder Oberfläche haften. Nur durch seitliche Scherkräfte ist ein einfacheres Entfernen eines solch ausgestatteten Sensors möglich. Sämtliche dem Fachmann zugängliche Klebstoffe, die nach Trocknung nicht ausdampfen und die das Signal des Feuchtesensors nicht beeinflussen können, ebenfalls eingesetzt werden.If appropriate, the end face 29 abutting the trough-shaped recess 83 on the material 7 to be measured can be provided with a surface which enables an improved adhesion of the sensor to the material to be measured. This can be done for example by a nanostructured surface, which are designed, for example, as cantilevers, which adhere to any surface. Only lateral shear forces make it easier to remove such a fitted sensor. All adhesives accessible to a person skilled in the art, which do not evaporate after drying and which can not influence the signal of the humidity sensor, are likewise used.

In den Fig. 16 und 18 wird die Verwendung von Durchströmungskanälen erläutert. Durchströmungskanäle werden durch offene, nicht mit Salz befüllte Poren des Substrates gebildet. Dabei ist vorteilhaft, dass die Poren des Materials gut durchströmbar sind und die Durchströmung über die Porengröße des Materials bei der Herstellung des Trägerkörpers 2 vorab festgelegt werden kann. Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist, kann auf diese Art rasch durch den Grundkörper transportiert werden, um auf dem Salz bzw. in den mit Salz gefüllten Poren zu kondensieren. Weiters bewirkt auch die Durchströmung mit trockener Luft, dass das in den mit Salz befüllten Poren befindliche Wasser rasch abgeführt werden kann. Dabei kann die Strömungsgeschwindigkeit, z.B. der Umgebungsluft, gemessen werden, indem das Messergebnis eines mit Luft durchströmten Sensors mit dem eines nicht durchströmten Sensors verglichen wird. Weichen die Werte des durchströmten und des nicht durchströmten Sensors stark voneinander ab, ist davon auszugehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Sensors sehr groß ist.In Figs. 16 and 18, the use of flow channels will be explained. Flow channels are formed by open, not filled with salt pores of the substrate. It is advantageous that the pores of the material can be flowed through well and the flow through the pore size of the material in the preparation of the carrier body 2 can be set in advance. Moisture contained in the air can be rapidly transported through the body in this way to condense on the salt or in the salt-filled pores. Furthermore, the through-flow of dry air, that in the salt-filled pores water can be removed quickly. The flow rate, e.g. the ambient air, are measured by comparing the measurement result of an air-flow sensor with that of a non-perfused sensor. If the values of the flow-through and non-flow-through sensor deviate strongly from one another, it can be assumed that the flow velocity in the region of the sensor is very high.

Eine Ausführungsform eines Differenz-Luftfeuchtigkeitssensors bzw. Differenzströmungsgeschwindigkeitsmessers mit Durchströmungskanälen ist in Fig. 18 dargestellt.An embodiment of a differential or differential flow rate meter with flow channels is shown in FIG.

Bei diesem Sensor befinden sich die Durchströmungskanäle zwischen den mit Salz gefüllten Poren der oberen bzw. der unteren Wanne des in Fig. 18 dargestellten Sensors.In this sensor, the flow channels are located between the salt-filled pores of the upper and the lower trough of the sensor shown in Fig. 18.

Die Kommunikation zwischen den RFID-Lesegeräts und dem RFID-Tag ist in Fig. 11 schematisch dargestellt. Die Information wird dabei mittels Nahfeldkommunikation von einem RFID-Tag auf ein RFID-Lesegerät übertragen, welches die übertragenen Daten auswertet und zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise an einen Computer oder einem Computersystem zur Verfügung stellt.The communication between the RFID reader and the RFID tag is shown schematically in FIG. In this case, the information is transmitted by means of near-field communication from an RFID tag to an RFID reading device, which evaluates the transmitted data and makes it available for further processing, for example to a computer or a computer system.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 30 dargestellt. Dabei werden die Poren des Trägermaterials mit einem Metall, insbesondere Gold oder Platin aufgefüllt. Als Trägermaterial hierfür kann insbesondere Leiterplattenmaterial verwendet werden, das an der Oberfläche aufgeraut ist oder in das mittels eines Lasers oder eines Ätzprozesses Kanäle eingeätzt bzw. eingebrannt sind. Die so entstandenen Poren werden mit Metall befüllt bzw. wird Metall auf diese Poren aufgedampft bzw. aufgesputtert. Ein ähnliches Vorgehen kann auch mit anderen Trägermaterialien, beispielsweise Aluminiumoxid oder Titanoxid, gewählt werden.Another particular embodiment of the invention is shown in FIG. The pores of the carrier material are filled with a metal, in particular gold or platinum. In particular, circuit board material which is roughened on the surface or into which channels are etched or baked by means of a laser or an etching process can be used as the carrier material for this purpose. The resulting pores are filled with metal or metal is vapor-deposited or sputtered onto these pores. A similar procedure can also be used with other carrier materials, for example aluminum oxide or titanium oxide.

Alternativ kann eine Elektrode oder es können beide Elektroden mit Salz gebildet sein. Da auch aus Salz gebildete Elektroden 4 selbst eine Leitfähigkeit von 100 kOhm bis zu 100 Ohm aufweisen, kann auch das Salz als Elektrodenmaterial Verwendung finden.Alternatively, one electrode or both electrodes may be formed with salt. Since electrodes 4 formed from salt themselves have a conductivity of 100 kOhm up to 100 ohms, the salt can also be used as electrode material.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 31, sieht einen auf einer Leiterplatte angeordneten Luftfeuchtigkeitsensor 100 vor, wobei an jeder der beiden Seiten der Leiterplatte eine Elektrode 4 angeordnet ist. Die beiden Elektroden liegen einander an der Leiterplatte 23 unmittelbar gegenüber, wobei im Bereich zwischen den beiden Elektroden 4 eine durchgängige Ausnehmung 24 vorgesehen ist, die mit einer Salzschicht 32 bedeckt ist. Gegebenenfalls können auch die beiden Elektroden 4 von der Salzschicht 32 umgeben sein. Die beiden Elektroden 4 stehen mit der Salzschicht in Kontakt, wobei sie die oberflächlich mit der Salzschicht bedeckte Ausnehmung 24 teilweise überdecken.A further particular embodiment of the invention, shown in FIG. 31, provides an air humidity sensor 100 arranged on a printed circuit board, an electrode 4 being arranged on each of the two sides of the printed circuit board. The two electrodes are directly opposite each other on the printed circuit board 23, wherein in the region between the two electrodes 4 a continuous recess 24 is provided, which is covered with a salt layer 32. Optionally, the two electrodes 4 may be surrounded by the salt layer 32. The two electrodes 4 are in contact with the salt layer, wherein they partially cover the surface 24 covered with the salt layer recess 24.

Wie bereits erwähnt, kann die Fertigung der Elektroden derart vorgenommen werden, dass eine Reihe von Kanälen 44 mittels eines Lasers oder mittels eines Ätzprozesses in das Leiterplattenmaterial eingebrannt bzw. eingeätzt werden und anschließend das Elektrodenmaterial in die Kanäle sowie oberflächlich auf den Trägerkörper aufgebracht wird.As already mentioned, the production of the electrodes can be carried out such that a series of channels 44 are burned or etched into the printed circuit board material by means of a laser or by means of an etching process and subsequently the electrode material is applied into the channels and superficially on the carrier body.

Die Herstellung dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt folgendermaßen:The production of this embodiment of the invention is carried out as follows:

Zunächst wird mittels eines konventionellen Bohrverfahrens ein Loch 24 in die Leiterplatte gebohrt oder gefräst. Zusätzlich können mittels eines Lasers oder eines Ätzverfahrens Kanäle 44 in den Bereich unterhalb der vorzusehenden Elektroden 4 eingebracht werden. In einem nächsten Verfahrensschritt wird Salz 3 in wässriger Lösung in die Ausnehmung 24 eingebracht, wobei dieses Salz durch den Kapillareffekt in der Ausnehmung verbleibt. Nach der Verdunstung des Lösungsmittels, die insbesondere bei erhöhter Temperatur oder verringerter Luftfeuchtigkeit besonders schnell erfolgen kann, kann das Auftropfen eines weiteren Tropfens der Lösung mit der gewählten Substanz, insbesondere Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, erfolgen. Nach mehrmaligem Auftropfen • · * ♦ 9· ··· · · ·· m w w m w w bildet sich im Innenbereich der Ausnehmung 24 eine Salzschicht 33 aus. Nach oder während der Auftropf- bzw. Verdunstungsschritte können die metallischen Elektroden 4 aufgedampft bzw. aufgesputtert werden, wobei sich das Metall bevorzugterweise auch in den zuvor ausgebildeten Kanälen verfestigt. Nach vollständiger Fertigung der Elektroden können diese gegebenenfalls durch erneutes Auftropfen der Salzlösung mit Salz beschichtet werden.First, a hole 24 is drilled or milled into the circuit board by a conventional drilling method. In addition, channels 44 can be introduced into the region below the electrode 4 to be provided by means of a laser or an etching process. In a next process step, salt 3 is introduced into the recess 24 in aqueous solution, this salt remaining in the recess due to the capillary effect. After the evaporation of the solvent, which can take place particularly rapidly, especially at elevated temperature or reduced atmospheric humidity, the dropping of a further drop of the solution with the selected substance, in particular sodium chloride or potassium chloride, can take place. After repeated dripping, a salt layer 33 is formed in the inner region of the recess 24. After or during the dripping or evaporation steps, the metallic electrodes 4 can be vapor-deposited or sputtered on, wherein the metal preferably also solidifies in the previously formed channels. After complete fabrication of the electrodes, they may optionally be coated with salt by re-dripping the salt solution.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen dieser Weiterbildung der Erfindung sind in den Fig. 31a bis 31d dargestellt. Fig. 31a zeigt dabei eine Anordnung analog zu Fig. 31e, bei der die beiden Elektroden 4 einander nicht gegenüber liegen, sondern einen maximalen Abstand voneinander aufweisen. Die Fig. 31b und 31c zeigen die Ausführungsform der Fig. 31a von oben bzw. von unten.Further advantageous embodiments of this development of the invention are shown in FIGS. 31a to 31d. Fig. 31a shows an arrangement analogous to Fig. 31e, in which the two electrodes 4 are not opposite to each other, but have a maximum distance from each other. FIGS. 31b and 31c show the embodiment of FIG. 31a from above and from below, respectively.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 31 d dargestellt. Hierbei befinden sich die beiden Elektroden auf der selben Seite der Leiterplatte 32. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Fertigung einfacher wird und einseitige Layouts für das Schaltungsdesign verwendet werden können.Another embodiment of the invention is shown in Fig. 31d. Here, the two electrodes are located on the same side of the printed circuit board 32. It is advantageous that the production is easier and one-sided layouts can be used for the circuit design.

Fig. 31f zeigt die Anordnung der Fig. 31 d von oben. Dabei sind in dieser besonderen Ausführungsform die Elektroden nicht mit Salz beschichtet. Eine weitere Ausführungsform, bei der die Elektroden mit Salz beschichtet sind, ist ebenfalls möglich, jedoch nicht dargestellt.Fig. 31f shows the arrangement of Fig. 31d from above. In this particular embodiment, the electrodes are not coated with salt. Another embodiment in which the electrodes are coated with salt is also possible, but not shown.

Alle in den Fig. 31a bis 31f dargestellten Ausführungsformen der Erfindung haben den Vorteil, dass eine Durchströmung mit der Umgebungsluft erfolgt.All of the embodiments of the invention shown in FIGS. 31a to 31f have the advantage that a flow of air takes place with the ambient air.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 28 dargestellt, dabei handelt es sich um ein Halbleiterbauelement, das durch Abwandlung eines bipolaren Transistors, in diesem Fall eines NPN-Transistors, erzeugt wird. Im Gegensatz zu einem konventionellen NPN-Bipolartransistor ist bei dem in Fig. 28 dargestellten Transistor die Basisschicht durch eine mit Trägermaterial ausgefüllte und mit Salz beaufschlagte Basisschicht ersetzt. Dabei werden vorzugsweise mittels eines Lasers durchgängige Kanäle in das Trägermaterial eingebrannt und Salz in die Kanäle geführt. Grundsätzlich ist es nur erforderlich, die beiden N-dotierten Bereiche 151, 152 zu kontaktieren, der Basisbereich kann grundsätzlich unkontrolliert bleiben.Another embodiment of the invention is shown in FIG. 28, which is a semiconductor device produced by modifying a bipolar transistor, in this case an NPN transistor. In contrast to a conventional NPN bipolar transistor, in the transistor shown in FIG. 28, the base layer is replaced by a base layer filled with carrier material and acted upon with salt. In this case, continuous channels are preferably burned into the carrier material by means of a laser and salt is fed into the channels. In principle, it is only necessary to contact the two N-doped regions 151, 152, the base region can in principle remain uncontrolled.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Basiselektrode vorgesehen, die zur Veränderung des Arbeitpunktes der Transistoranordnung verwendet werden kann. Die Erhöhung der Konduktanz im Basisbereich zwischen den beiden enddotierten Schichten führt auch ohne Anlegen einer Basisvorspannung zu einem Stromplus zwischen dem Kollektor C und dem Emitter E. Legt man hingegen eine Basisvorspannung an, kann der Stromfluss zwischen dem Emitter und dem Kollektor entweder verstärkt oder unterbunden werden. Somit können unterschiedliche Kennlinien eines Sensors bereitgestellt in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit bereitgestellt werden.In the present embodiment, however, a base electrode is provided which can be used to change the operating point of the transistor arrangement. The increase in the conductance in the base region between the two end-doped layers leads to a current plus between the collector C and the emitter E without application of a base bias. On the other hand, if a base bias is applied, the current flow between the emitter and the collector can either be boosted or inhibited , Thus, different characteristics of a sensor can be provided depending on the humidity.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 30a bzw. 33b dargestellt. Dabei wird auf eine dünne Kunststofffolie 150 Trägermaterial 2 aufgebracht. Die Schichtdicken der Kunststofffolie bzw. des Drehkörpers betragen dabei etwa 50 bis 500 pm. Auf der Trägerschicht 2 ist eine Metallschicht 400 aufgebracht. Durch einen, in Fig. 33b dargestellten Ätzschritt wird mittels in die Metallschicht 400 eindringenden Ätzmittels eine bzw. mehrere Elektroden 4 aus dem Trägerkörper 2 geätzt.Another embodiment of the invention is shown in Figs. 30a and 33b, respectively. In this case, 150 carrier material 2 is applied to a thin plastic film. The layer thicknesses of the plastic film or the rotary body amount to about 50 to 500 pm. On the carrier layer 2, a metal layer 400 is applied. By means of an etching step illustrated in FIG. 33 b, one or more electrodes 4 are etched out of the carrier body 2 by means of etching medium penetrating into the metal layer 400.

Hierbei besteht die Möglichkeit, das Salz vor dem Aufbringen der Metallschicht 400 auf den Trägerkörper 2 aufzubringen bzw. in diesen einzubringen.In this case, it is possible to apply the salt to the carrier body 2 before introducing the metal layer 400 or to introduce it into this.

Dieses Ausführungsbeispiel kann generalisiert für jede Steuerelektrode von Feldeffekttransistoren angewendet werden, wo eine Salzschicht oder Salz in den Poren eine luftfeuchtigkeitsabhängige Ansteuerung des Transistors gestattet. Je nach Ausführung der Steuerelektrode wird ein JFET, MESFET, MOSFET, MODFET, Tyristor od. dgl. daraus. Selbstverständlich kann die Salzbeschichtung auch in jeder pn-Diode, jedem Schottky-Kontakt, MOS -Kndensator, Z-Diode, Varaktoren, pin Dioden, Tunneldioden, Schottky Dioden integriert werden als zusätzliche luftfeuchtigkeitsabhängige Beschichtung, die den Arbeitspunkt luftfeuchtigkeitsabhängig macht. Allen Ausführungen gemein ist die Integration des Salzes separat angeschaltet vor der Steuerelektrode oder Anschluss oder in der Steuerelektode oder Anschluß integriert. Zusätzlich können auch luftfeuchtigkeitsabhängige Widerstände an jedem anderen Anschluss Drain, Source, Emittor, Kollektor od. dgl. Anschluss-stand alone oder zusammen mit der Steuerungslektode, die auch eine Salzschichtung enthält, beinhalten.This embodiment can be applied in general terms for each control electrode of field-effect transistors, where a salt layer or salt in the pores permits a humidity-dependent control of the transistor. Depending on the design of the control electrode is a JFET, MESFET, MOSFET, MODFET, Tyristor od. Like. From it. Of course, the salt coating can also be incorporated in any pn diode, Schottky contact, MOS capacitor, Zener diode, varactor, pin diode, tunnel diode, Schottky diode as an additional humidity-dependent coating that makes the operating point humidity dependent. Common to all versions is the integration of the salt separately connected in front of the control electrode or connection or integrated in the control electrode or connection. In addition, humidity-dependent resistors at any other connection may also include drain, source, emitter, collector or the like. Connection stand alone or together with the control readode, which also contains a salt stratification.

Claims

1. Sensor for determining the moisture of materials, in particular of gases, preferably the humidity, with a reversible with a moisture from the environment and / or to the environment donating substance (3) acted upon carrier body (2) and at least two spaced apart arranged electrodes (4), characterized in that - the support body (2) is made of or with an open porous, humidity-invariant, non-hygroscopic and high internal stiffness having support material, - at least the pores (21) of the support material with the humidity Water from the with the carrier material of the carrier body (2) used in contact or standing material or gas or air space reversibly and reproducibly receiving and / or to the material or gas or air space releasing substance (3), preferably with such inorganic salt (31) in dissolved, liquid, solid or crystalline form filled or at least on their surfaces or walls (22) are coated and that - the conductance and / or electrical permittivity of said substance (3), in particular of the salt (3 '), of the moisture of the thus acted upon carrier material of the carrier body (2) contacted or standing material, in particular the humidity of the ambient air, is reproducibly functionally dependent.

2. Sensor according to claim 1, characterized in that the substance (3) in addition to the surface (23) of the porous carrier material of the carrier body (2) is arranged and with the in the pores (21) of the carrier body (2) located substance ( 3) is in material contact or is of uniform material.

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the inorganic salt (3 ') in and on the carrier body (2) sodium chloride, ammonium dihydrogen phosphate, potassium nitrate, potassium chloride, sodium dicromate, lithium chloride magnesium chloride, ammonium nitrate, magnesium nitrate or potassium carbonate or mixtures of salts is.

4. Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier body (2) of an open pore (21) having material, preferably from a high- or dead-burned mineral oxide, in particular of alumina (Al203) and / or Magnesium oxide (MgO) or from an open-pore foam or sintered metal exists.

5. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body (2) and optionally on the surface of the carrier body (2) «· · · · · · · · · ·

Layered substance (3) is coated with a water-impermeable, but water-vapor-permeable material, in particular Teflon.

6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body (2) consists of printed circuit board material, superficially etched into the pores and / or, preferably with a laser, baked or the circuit board as such has pores.

7. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the electrodes (4) are formed by in the pores of the carrier body (2) embedded metal.

8. Sensor according to claim 6 or 7, characterized in that - the carrier body (2) has a layered structure, and at least one continuous macroscopic recess (24), - given by the recess passage area through the support body (2) at least superficially is coated with the substance (3) and - the electrodes are arranged on, in particular opposite, sides of the carrier body (2).

9. Sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that in and / or on the carrier body (2) or on the carrier material at least two electrodes (4) are arranged, the current flow and / or a charge shift at least in the Substance (3 '), in particular in the salt (3'), in the pores (21) of the carrier material of the carrier body (2) and / or on the surface of the carrier body (2) allow.

10. Sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the electrodes (4) are superficially arranged on the surface of the carrier body (2) or of its carrier material, and that the substance (3) in the pores (21). optionally the carrier material (2) and at least one of the electrodes are at least partially covered with a layer of the substance (3) on its surface (43).

11. Sensor according to one of claims 1 to 10, characterized in that at least one of the electrodes (4) itself forms the open-pore porous carrier material of the carrier body (2) for the substance (3 '). • * * • · · · ψ «t a # · l» ·

12. Sensor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the electrodes (4) in the carrier body (2) rich or enforce this, wherein the substance (3 ') coated or filled pores (21) of the carrier body (2) are arranged in the region between the electrodes (4), so that a current flow and / or a charge displacement between them is made possible.

13. Sensor according to one of claims 1 to 12, characterized in that it comprises means (5) for heating and / or cooling of the substance (3), in particular a heating resistor (51) or a Peltier element (52), which or which preferably rests flat on the carrier body (2).

14. Sensor according to one of claims 1 to 13, characterized in that at least one with the carrier body (2) electrically connected, in particular doped, semiconductor layer is provided, wherein the carrier body (2) in particular acts as a base layer of a bipolar transistor.

15. Sensor according to one of claims 1 to 14, characterized in that on the surface of the carrier body (2) an antenna arrangement, in particular an RFID antenna, is arranged, which is at least partially covered or coated with the substance (3).

16. A sensor according to claim 15, characterized in that a capacitor connected in parallel to the capacitor on its surface with the substance (3) is coated, wherein the substance (3) with a further contact a parallel to the antenna lying capacity for energy storage of the RFID Transmitter forms transmitted energy, further provided a digital transmitting unit for transmitting digital transmission signals, which drives the antenna.

17. Sensor arrangement, comprising at least two different sensors (100) according to one of claims 1 to 16 with different, at least in the pores (21) of carrier bodies (2) embedded substances (3) and / or pore geometries and / or carrier substances, in particular salt bodies or salt layers (3 '), each carrier material, characterized in that the sensors (100) are connected to each other in parallel, serially or as a combination of a serial circuit and a parallel circuit.

18. Apparatus for determining the humidity of gaseous, liquid or solid materials, characterized in that it comprises at least one sensor (100) according to one of the claims 1 to 16 or a sensor arrangement (100 ') according to claim 17 in a holder (8) made of a moisture-invariant, in particular non-magnetizable, and / or non-conductive material.

19. A device for determining the moisture above a surface (80), preferably above the surface of human or animal skin, for determining the moisture release and / or permeability thereof, characterized in that it corresponds to a material (85) to be analyzed, in particular to the skin to be examined, having an opening (81), after being placed on the material (85), in particular the skin, of a wall (82) of a non-corrosive, moisture-invariant, preferably electrically non-conductive, non-magnetizable material , enclosed, having a defined volume analysis chamber (83), wherein at least in a partial region of the wall (82) at least one said analyzer room (83) executed humidity sensor (100) according to one of claims 1 to 16 or a humidity sensor arrangement (100 ') is arranged according to claim 17 or at least a portion of the wall (22) itself from or with such a sensor (100) or a it is formed such sensor assembly (100 ').

20. The apparatus according to claim 19, characterized in that at the edge of the analysis space (93) a plurality of humidity sensors (100) is arranged.

21. A method for producing the carrier body (1) and / or a sensor (100) for determining the moisture of materials, in particular the moisture of gases or air, characterized in that - the solution of a moisture-water from a surrounding material or gas - or air space reversibly and reproducibly receiving and / or to the material or the gas or air space donating substance (3), preferably such a salt (3 '), on the inner and optionally the outer surface (230) of the carrier body ( 2) is applied from or with an open-pore porous, humid-invariant, non-hygroscopic and high internal rigidity having support material (2), and - the carrier body (2) or with the solution of the substance (3) acted upon carrier material a predetermined temperature for an at least partial evaporation of the solvent (X) is heated and the first substance in solution (3) in the pore n (21) of the carrier material, and optionally solidified on its surface (23) and fixed there fixed and immovable.

22. The method according to claim 21, characterized in that during the application or after the application of the solution of the substance (3) on the carrier body (2) the relative humidity of the carrier body (2) surrounding air is lowered and the salt is completely dried and / or that during the application or after the application of the solution of the substance (3) to the carrier body (2), the ambient temperature of the carrier body (2) is set to at least 30 ° C.

23. The method according to any one of claims 21 or 22, characterized in that as a carrier material, a printed circuit board material is used, in which by means of a laser, in particular bag-shaped, holes, pores or recesses are baked.

24. The method according to any one of claims 21 to 23, characterized in that the process of applying the solution and the subsequent drying process repeatedly, in particular at least twice, is repeated.

25. The method according to any one of claims 21 to 24, characterized in that the salt layer (32) is applied to the carrier body (2) by means of a spray coating process, wherein the salt dissolved in the solvent, in particular in a vacuum, on the carrier body (2 ) is sprayed, wherein in the area above the carrier body a (2) mist of the solution is formed, which is deposited on the rotated carrier body (2) and forms a very thin salt layer (32).

26. The method according to any one of claims 21 to 25, characterized in that for the application of salt to the carrier body, a salt solution in liquid or gaseous form is sprayed or injected under high pressure in the carrier body (2), optionally a positionable push button for Alignment of the vapor or liquid jet is used on the carrier body (2). Vienna, October 30, 2009