DE10104942A1 - Sensoranordnung - Google Patents

Sensoranordnung

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DE10104942A1
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Abstract

Es wird eine Sensoranordnung angegeben, die insbesondere zur Erfassung des Beschlagens einer KFZ-Windschutzscheibe geeignet ist. Die Sensoranordnung umfasst eine auf einer Trägerfläche angeordnete Wärmeleitschicht, die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Auf der Wärmeleitschicht ist eine Trägerplatine angeordnet, die mindestens eine Ausnehmung sowie mehrere elektrische Leiterbahnen umfasst. Im Bereich der Ausnehmung der Trägerplatine ist ein feuchteempfindliches Sensorelement angeordnet, welches mit den Leiterbahnen auf der Trägerplatine elektrisch leitend verbunden ist. Hierbei ist sichergestellt, dass zwischen dem Sensorelement und der Trägerfläche eine vorgegebene Temperaturdifferenz im Messbetrieb nicht überschritten wird (Figur 2a).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensoranordnung, die insbesondere zur Erfassung des Beschlagens der Innenseite einer Kfz-Scheibe geeignet ist.
Zur Vermeidung des Beschlagens von KFZ-Scheiben sind bereits eine Reihe von Lösungen bekannt geworden. So wird etwa in der US 4,408,660 vorgeschlagen, auf Basis der Ausgangssignale verschiedenster Sensoren die KFZ-Klimaanlage geeignet zu regeln, um derart ein Beschlagen zu ver­ hindern. Zu den eingesetzten bzw. erforderlichen Sensoren gehört u. a. ein Feuchtesensor, mit dem die relative Feuchte oder der Taupunkt an der je­ weiligen KFZ-Scheibe gemessen wird. Zur konkreten Ausgestaltung des Feuchtesensors finden sich in dieser Druckschrift jedoch keine weiteren Hinweise. Zudem ist beim vorgeschlagenen Regelungskonzept zumindest ein weiterer Sensor erforderlich, mit dem die Temperatur gemessen wird, d. h. es resultiert ein relativ hoher Sensorik-Aufwand.
Eine weitere Lösung des oben angesprochenen Problems sieht die Verwen­ dung eines Infrarot-Sensors zur Bestimmung der Oberflächentemperatur eines Bereiches der KFZ-Scheibe vor. Mithilfe dieses Sensors und weiterer Feuchtesensoren im Fahrgast-Innenraum lässt sich die Innenraumfeuchte bzw. die Innenraumtemperatur über die KFZ-Klimaanlage derart regeln, dass ein Beschlagen der Scheiben zuverlässig verhindert wird. Nachteilig an dieser Variante ist der ebenfalls hohe Sensorik-Aufwand.
Zusammenfassend lässt sich zu den bisherigen Lösungen deshalb feststel­ len, dass diese in der Regel eine Vielzahl von Sensoren zur zuverlässigen Erfassung des Beschlagens der KFZ-Scheibe erfordern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine einfach aufgebaute Sensoranordnung anzugeben, die geeignet ist, das Beschlagen einer Trä­ gerfläche, inbesondere einer KFZ-Scheibe, zuverlässig zu erfassen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoranordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sensoranordnung ergeben sich aus den Maßnahmen in den abhängigen Patentansprüchen.
Die vorgeschlagenen Maßnahmen gewährleisten, dass mit Hilfe einer einzi­ gen erfindungsgemäßen Sensoranordnung das Beschlagen einer Trägerflä­ che, z. B. der Innenseite einer KFZ-Scheibe, zuverlässig erfasst und somit verhindert werden kann. Zu diesem Zweck werden die Ausgangssignale der erfindungsgemäßen Sensoranordnung einer entsprechenden Klimaregelung bzw. einer geregelten Klimaanlage zugeführt. Erfasst wird über die erfin­ dungsgemäße Sensoranordnung nunmehr lediglich die relative Feuchte auf der Trägerfläche. Hierbei ist sichergestellt, dass das verwendete Sensor­ element präzise die tatsächliche relative Feuchte auf der Trägerfläche de­ tektiert, da das Sensorelement im Messbetrieb nahezu die gleiche Tempe­ ratur wie die Trägerfläche aufweist. Über verschiedene Maßnahmen wird gewährleistet, dass lediglich eine geringfügige Temperaturdifferenz zwi­ schen der Trägerfläche und dem Sensorelement vorliegt.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ermöglicht somit eine zuverlässige Lösung der oben diskutierten Beschlags-Problematik, die lediglich einen ge­ ringen sensorischen Aufwand erfordert.
Zudem ergeben sich durch den Wegfall weiterer Sensorelemente insgesamt weniger Systemfehler, da letztlich jedes einzelne Sensorelement zum Ge­ samtfehler bei der Beschlagsdetektion beiträgt. Es resultiert eine höhere Systemgenauigkeit und Zuverlässigkeit.
Weitere Vorteile sowie Einzelheiten der erfindungsgemäßen Sensoranord­ nung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen anhand der beiliegenden Figuren.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer KFZ- Scheibe mit einer ersten Ausführungs­ form der erfindungsgemäßen Sensoran­ ordnung;
Fig. 2a und 2b je eine Teil-Schnittansicht der Sensoran­ ordnung aus Fig. 1;
Fig. 3 eine Teil-Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung.
In Fig. 1 ist ein Teil der Innenseite einer KFZ-Scheibe 1 dargestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel als Trägerfläche dient und deren Beschlagen verhindert werden soll. Auf der dem Fahrgastraum zugewandten Seite der KFZ-Scheibe 1 ist die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 angeordnet; Fig. 1 zeigt hierbei eine erste Ausführungsform einer derartigen Sensoran­ ordnung. Die Ausgangssignale der Sensoranordnung 10 werden über ein Anschlusskabel 20 einer nicht dargestellten, geregelten KFZ-Klimaanlage zugeführt. Die Klimaanlage verhindert auf Basis der gelieferten feuchteab­ hängigen Sensorsignale ein Beschlagen der Innenseite der KFZ-Scheibe 1 und somit eine eventuelle Sichtbehinderung. Hierzu kann über die KFZ-Kli­ maanlage in bekannter Art und Weise etwa die Heizungstemperatur und/oder der Lüftungsdurchsatz definiert verändert werden usw.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 wird nunmehr ledig­ lich die relative Luftfeuchte auf derjenigen Seite der KFZ-Scheibe 1 be­ stimmt, auf der die Sensoranordnung 10 angebracht ist. Sobald ein vorge­ gebener Grenzwert für die relative Luftfeuchte RH, z. B. RH = 95%, über­ schritten ist, werden über die KFZ-Klimaanlage - wie vorher angedeutet - geeignete regelungstechnische Gegenmaßnahmen ergriffen. Im Vergleich zu bisherigen Lösungen zur Vermeidung des Beschlagens, die stets auf die Taupunktbestimmung auf der KFZ-Scheibe abstellten, bietet die erfindungs­ gemäße Sensoranordnung 10 somit eine sensorisch einfache Gesamtlö­ sung. Insbesondere kommt die erfindungsgemäße Lösung ohne weitere Sensoren, wie etwa Temperatursensoren etc. aus.
In Fig. 1 ist von der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 10 eine Träger­ platine 11 zu erkennen, auf der ein feuchteempfindliches Sensorelement 12 über einer Ausnehmung 15 sowie weitere elektronische Bauelemente 13a-13e angeordnet sind. Die Trägerplatine 11 ist als handelsübliche Leiterplatte aus FR4-Material ausgebildet und enthält elektrische Leiterbahnen zum Kontaktieren der darauf angeordneten Bauelemente. Vorteilhafterweise liegt die Dicke der verwendeten Trägerplatine 11 im Bereich zwischen 1-2 mm. Über das Anschlusskabel 20 erfolgt die Verbindung der Sensoranordnung 10 mit der nachgeordneten Signalverarbeitungseinheit, beispielsweise einer entsprechenden Klimaregelung der KFZ-Klimaanlage. Hierbei kann das An­ schlusskabel 20 lösbar mit der Trägerplatine 11 verbunden werden, bei­ spielsweise mit Hilfe einer geeigneten Steckverbindung.
Das Sensorelement 12 ist im vorliegenden Beispiel als bekannter kapazitiver Dünnschicht-Feuchtesensor ausgebildet, bei dem sich zwischen zwei Elek­ troden ein Dielektrikum, z. B. ein geeignetes Polymermaterial, befindet, das feuchteabhängig seine Kapazität ändert. Elektroden und Dielektrikum sind üblicherweise auf einem geeigneten Trägersubstrat, beispielsweise Glas, angeordnet. Ausgangsseitig liefert das Sensorelement 12 demzufolge in be­ kannter Art und Weise elektrische Signale, die ein Maß für die relative Feuchte in der jeweiligen Umgebung darstellen.
Wie in Fig. 1 erkennbar, ist das Sensorelement 12 im Bereich einer recht­ eckförmigen Ausnehmung 15 der Trägerplatine 11 angeordnet. Über die Ausnehmung 15 in der Trägerplatine 11 wird eine gewisse Luftzirkulation im Sensorbereich sichergestellt. Die Längsachse der rechteckförmigen Aus­ nehmung 15 ist ferner senkrecht zur Längsachse des Sensorelementes 12 ausgerichtet. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Sensorelement 12 auf derjenigen Seite der Trägerplatine 11 angeordnet, die abgewandt zur Scheibe 1 orientiert ist. Aus diesem Grund ist das Sensor­ element 12, wie auch die weiteren Bauelemente 13a-13e auf der Träger­ platine 11, als SMD-Bauteil ausgebildet. Das Sensorelement 12 weist somit auf derjenigen Seite im Bereich der Auflagefläche auf der Trägerplatine 11 elektrisch leitfähige Kontakte auf, die der Trägerplatine 11 zugewandt sind. Derart ist insbesondere eine einfache, rationelle Fertigung der erfindungs­ gemäßen Sensoranordnung 10 sichergestellt, da die Trägerplatine 11 dann automatisiert bestückbar ist.
Ebenfalls in Fig. 1 ist erkennbar, dass das Sensorelement 12 eine recht­ eckige Form aufweist und zumindest in einer Dimension eine größere Länge aufweist wie die Ausnehmung 15, so dass derart das Sensorelement 12 in zwei Auflagebereichen auf der Trägerplatine 11 aufliegt.
Die desweiteren vorgesehenen Bauelemente 13a-13e auf der Trägerplatine 11 dienen zur Verarbeitung der Ausgangssignale des Sensorelementes 12. Eine derartige Signal-Weiterverarbeitung kann etwa in Form einer Signalver­ stärkung erfolgen, ferner kann die Umwandlung in ein einfach übertragbares und weiterverarbeitbares Signal vorgesehen sein; weitere Bauelemente können zum Schutz der Sensoranordnung 10 vor elektrischen Überspan­ nungen und störender elektromagnetischer Beeinflussung dienen usw.
Vorteilhafterweise sind die verschiedenen elektronischen Bauelemente 13a-13e auf der Trägerplatine 11 mit einem Schutzüberzug versehen, der die­ selben vor mechanischen Einflüssen ebenso schützt wie vor Feuchte und Verschmutzung etc. Hierzu ist etwa ein Schutzlack der Firma Grace geeig­ net, der unter der Typenbezeichnung Eccocoat vertrieben wird.
Zur weiteren Erläuterung des ersten Ausführungsbeispieles der erfindungs­ gemäßen Sensoranordnung sei auf die Fig. 2a und 2b verwiesen, die jeweils eine Teil-Schnittansicht der Sensoranordnung 10 aus Fig. 1 im Be­ reich der Ausnehmung 15 der Trägerplatine 11 zeigt. Dargestellt ist hierbei wiederum die KFZ-Scheibe 1 mit der darüber angeordneten Sensoranord­ nung 10.
Wie aus Fig. 2a deutlich wird, ist die Trägerplatine 11 in dieser Ausfüh­ rungsform über eine als Klebeschicht ausgebildete Wärmeleitschicht 14 auf der KFZ-Scheibe 1, respektive der Trägerfläche, befestigt. Die Wärmeleit­ schicht 14 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel verschiedene Funktio­ nen. Primär von Bedeutung ist hierbei die möglichst gute Wärmeleitung die­ ser Schicht 14; desweiteren fungiert die Wärmeleitschicht 14 in dieser Vari­ ante auch als Befestigungsmittel für die darauf angeordnete Trägerplatine 11 und das Sensorelement 12.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Wärmeleitschicht bzw. Klebe­ schicht als doppelseitig klebender Klebstofffilm ausgebildet, wie er etwa von der Firma 3M unter den Typenbezeichnungen 9882, 9885 oder 9890 erhält­ lich ist. Wesentlich für die Auswahl einer geeigneten Klebeschicht ist hierbei, dass diese möglichst gute Wärmeleitungs-Eigenschaften aufweist. Die übli­ che Dicke der Klebeschicht variiert je nach verwendetem Typ etwa zwischen 0,05 mm und 0,25 mm.
Oberhalb der Ausnehmung 15 ist das feuchteempfindliche Sensorelement 12 angeordnet, von dem in dieser Darstellung keine weiteren Einzelheiten erkennbar sind. Geeignete Sensorelemente 12 werden etwa von der Anmel­ derin unter den Typenbezeichnungen HC102 oder HC103 vertrieben. In Fig. 2a werden mit den Bezugszeichen 12a, 12b die elektrisch leitfähigen Kontakte auf der Unterseite des Sensorelementes 12 schematisch ange­ deutet, über die die elektrische Kontaktierung und Verbindung desselben mit den Leiterbahnen in der Trägerplatine 11 erfolgt. Die Kontakte 12a, 12b be­ finden sich im Sensorelement 12 im Auflagebereich, in dem dieses auf der Trägerplatine 11 außerhalb der Ausnehmung 15 aufliegt.
Das verwendete Sensorelement 12, das in diesem Ausführungsbeispiel als SMD-Bauteil ausgebildet ist, hat eine feuchtesensitive Fläche, die ebenso wie die Kontakte 12a, 12b zur Trägerplatine 11 hin orientiert ist. Die Kon­ takte 12a, 12b und die feuchtesensitive Fläche sind bei dieser Ausfüh­ rungsform eines feuchteempfindlichen Sensorelementes 12 demzufolge auf der gleichen Seite angeordnet.
Ebenfalls in Fig. 2a sind vertikale Bohrungen 16a, 16b in der Trägerplatine 11 erkennbar, die unmittelbar benachbart zur Ausnehmung 15 plaziert sind. Über diese Bohrungen 16a, 16b wird eine gute Wärmeleitung zwischen der Trägerfläche bzw. Scheibe 1 und dem Sensorelement 12 sichergestellt. In der Draufsicht auf einen Teilbereich der Sensoranordnung in Fig. 2b ist erkennbar, dass in diesem Ausführungsbeispiel eine Vielzahl derartiger Boh­ rungen 16-16h benachbart zur Ausnehmung 15 angeordnet ist.
Vorzugsweise werden die Durchmesser der Bohrungen 16a-16h identisch zu den Durchmessern der ansonsten auf der Trägerplatine 11 vorgesehenen Durchkontaktierungen bzw. Bohrungen gewählt, d. h. es werden Durchmes­ ser zwischen 0,3 mm und 0,8 mm gewählt. Ferner ist vorzuziehen - wie in Fig. 2b erkennbar - mehrere separate Bohrungen 16a-16h mit kleineren Durchmessern anstelle weniger Bohrungen mit größeren Durchmessern in der Trägerplatine 11 anzubringen.
Die verschiedenen Bohrungen 16a-16h weisen in diesem Ausführungsbei­ spiel ferner eine möglichst gut wärmeleitfähige Beschichtung im Bohrungs­ bereich auf, beispielsweise eine Kupfer-Beschichtung, die eine gute Wär­ meleitung zwischen der Trägerfläche 1 und dem Sensorelement 12 über die Bohrungen 16a-16h sicherstellt. Die wärmeleitfähige Beschichtung im Boh­ rungsbereich ist vorzugsweise möglichst dick ausgebildet, etwa dicker als 30 µm. Eine zusätzliche Verzinnung einer derartigen Kupfer-Beschichtung trägt nochmals zur Verbesserung der Wärmeleitungs-Eigenschaften bei.
Schließlich erweist es sich als vorteilhaft hinsichtlich der Wärmeleitung, wenn derartige wärmeleitfähige Beschichtungen der Bohrungen 16a, 16b auf der Seite der Trägerplatine 11 miteinander wärmeleitend verbunden werden, die in Richtung des Sensorelementes 12 orientiert ist. Hierzu kann etwa eine entsprechende Beschichtung 17 der Trägerplatine 11 in einem Flächenbereich um das Sensorelement 12 und seine Anschlusskontakte 12a, 12b vorgesehen werden, wie dies in Fig. 2b erkennbar ist. Derart wird eine thermisch leitende Verbindung zwischen den verschiedenen Bohrungen 16a-16h hergestellt.
Die Bohrungen 16a-16h in der Trägerplatine 11 sowie die Verwendung der Wärmeleitschicht 14 mit guten Wärmeleitungseigenschaften stellen in diesem Ausführungsbeispiel sicher, dass das Sensorelement 12 und die Trägerflä­ che 1 bzw. die Scheiben-Innenseite im Messbetrieb eine weitgehend identi­ sche Temperatur besitzen. Zur guten thermischen Kopplung trägt in diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sensoranordnung im übrigen auch die Ausbildung des Sensorelementes 12 als SMD-Bauteil bei, da derart ein inniger thermischer Kontakt zu den dem Sensorelement 12 vorgeordne­ ten Schichten sichergestellt ist.
Ein möglichst guter thermischer Kontakt zwischen der Seite der Scheibe 1, auf der ein Beschlagen verhindert werden soll, und dem Sensorelement 12, ist somit für die erfindungsgemäße Sensoranordnung 10 wesentlich. Zumin­ dest ist jedoch zu gewährleisten, dass eine bestimmte - möglichst geringe - Temperaturdifferenz zwischen Trägerfläche 1 und Sensorelement 12 im Messbetrieb nicht überschritten wird. Im vorliegenden Beispiel resultiert etwa eine maximale Temperaturdifferenz von ca. 0.5°C zwischen der dem Sen­ sorelement 12 zugewandten Seite der Scheibe 1 und Sensorelement 12.
Eine derartiger Temperaturgradient ist hinsichtlich der Messung noch als unkritisch zu beurteilen.
Eine weitere Maßnahme zur Optimierung der Wärmeleitungs-Eigenschaften in diesem Bereich der Sensoranordnung 10 wäre neben den oben disku­ tierten Maßnahmen im Zusammenhang mit der Bohrungs-Beschichtung etwa das Vorsehen einer weiteren gut wärmeleitfähigen, flächigen Be­ schichtung auf der Seite der Trägerplatine zumindest im Bohrungsbereich, die der Wärmeleitschicht 14 zugewandt ist.
Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung sei nachfolgend anhand der Fig. 3 erläutert, die wiederum eine TeilSchnittan­ sicht der Sensoranordnung zeigt.
Auf der Innenseite der KFZ-Scheibe 100 bzw. der entsprechenden Träger­ fläche, deren Beschlagen verhindert werden soll, ist wiederum die erfin­ dungsgemäße Sensoranordnung 110 angeordnet. Diese umfasst wie im ersten Ausführungsbeispiel eine Wärmeleitschicht 114, ausgebildet als Kle­ beschicht, sowie eine darüber angeordnete Trägerplatine 111, die eine Ausnehmung 115 aufweist. Im Bereich der Ausnehmung 115 ist das feuch­ teempfindliche Sensorelement 112 auf der Wärmeleitschicht 114 angeord­ net. Schematisch angedeutet ist in Fig. 3 desweiteren ein elektronisches Bauelement 113a, das zur weiteren Signalverarbeitung dient und auf der Seite der Trägerplatine 111 angeordnet ist, die abgewandt zur KFZ-Scheibe 100 orientiert ist.
Hinsichtlich geeigneter Materialien für die Klebeschicht und für die Träger­ platine sei an dieser Stelle lediglich auf das vorhergehende Beispiel verwie­ sen.
Unterschiedlich zum vorhergehenden Beispiel erfolgt die Anordnung bzw. Plazierung des Sensorelementes 112 in der erfindungsgemäßen Sensoran­ ordnung 110. So ist das das Sensorelement 112 im Bereich der Ausneh­ mung 115 nunmehr unmittelbar auf der als Klebeschicht ausgebildeten Wärmeleitschicht 114 angeordnet, wobei die feuchteempfindliche Fläche des Sensorelementes 112 abgewandt zur KFZ-Scheibe orientiert ist. Bei­ spielsweise wird ein SMD-Dünnschicht-Feuchtesensor wiederum direkt auf einem doppelseitig klebenden Klebstofffilm angeordnet, wobei die feuch­ teempfindliche Fläche des Sensorelementes 112 zur Trägerplatine 111 hin orientiert ist.
Die elektrische Kontaktierung des Sensorelementes 112 erfolgt von derjeni­ gen Seite des Sensorelementes 112 aus, die abgewandt zur KFZ-Scheibe bzw. Trägerfläche 100 orientiert ist. Hierzu sind auf dieser Seite des Sensor­ elementes 112 Kontakte 112a, 112b angeordnet, über die die Verbindung mit den elektrischen Leiterbahnen in der Trägerplatine 111 erfolgt. Es kann in dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sensoranordnung 110 demzufolge das gleiche feuchteempfindliche SMD-Sensorelement verwen­ det werden wie im vorherigen Beispiel; lediglich die Orientierung der feuch­ teempfindlichen Fläche bzw. der Kontakte 112a, 112b ist nunmehr abge­ wandt von der Scheibe gewählt.
Alternativ zur dargestellten Variante ist zur elektrischen Kontaktierung auch grundsätzlich die Verwendung von Bonddrähten möglich, über die die Kon­ takte des Sensorelementes mit den Leiterbahnen in der Trägerplatine elek­ trisch verbunden werden.
Als vorteilhaft an der in Fig. 3 dargestellten Variante der erfindungsgemä­ ßen Sensoranordnung ist aufzuführen, dass das Sensorelement 112 nun­ mehr noch dichter an derjenigen Seite der KFZ-Scheibe bzw. Trägerfläche 100 plaziert ist, auf der ein eventuelles Beschlagen detektiert werden soll. Es ist somit in noch höherem Maße sichergestellt, dass eine möglichst ge­ ringe Temperaturdifferenz zwischen dem Sensorelement 112 und der Trä­ gerfläche 100 resultiert bzw. diese annähernd die gleiche Temperatur im Messbetrieb aufweisen.
In einer weiteren - nicht dargestellten - Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann schließlich vorgesehen werden, die als Klebeschicht ausge­ bildete Wärmeleitschicht aus den beiden vorab erläuterten Varianten durch eine Schicht zu ersetzen, die lediglich eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, jedoch nicht-klebend ausgelegt ist. Hierzu eignen sich z. B. keramikgefüllte Polymer-Folien, die unter der Bezeichnung Keratherm® von der Firma Kerafol, Keramische Folien GmbH vertrieben werden. Die Befestigung der Sensoranordnung auf der Scheibe bzw. Trägerfläche muss in einem derarti­ gen Fall dann über geeignete mechanische Befestigungsmittel erfolgen. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen werden, den Fußteil eines Rück­ spiegels als Befestigungsmittel zu nutzen; alternativ könnte als mechani­ sches Befestigungsmittel auch ein Spalt am oberen Scheibenrand zwischen der Fahrzeug-Decke und der Scheibe genutzt werden usw.
Die vorliegende Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen Ausfüh­ rungsformen beschränkt; es existieren im Rahmen der erfindungsgemäßen Überlegungen vielmehr eine Reihe weiterer Ausführungsvarianten.

Claims (19)

1. Sensoranordnung zur Anordnung auf einer Trägerfläche, bestehend aus
  • - einer auf der Trägerfläche (1; 100) angeordneten Wärmeleitschicht (14; 114), die eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist,
  • - einer Trägerplatine (11; 111) auf der Wärmeleitschicht (14; 114), die mindestens eine Ausnehmung (15; 115) sowie mehrere elektrische Lei­ terbahnen umfasst,
  • - einem feuchteempfindlichen Sensorelement (12; 112), das im Be­ reich der Ausnehmung (15; 115) der Trägerplatine (11; 111) angeordnet ist und welches mit den Leiterbahnen auf der Trägerplatine (11; 111) elektrisch leitend verbunden ist, wobei sichergestellt ist, dass zwischen dem Sensorelement (12; 112) und der Trägerfläche (1; 100) eine vorge­ gebene Temperaturdifferenz im Messbetrieb nicht überschritten wird sowie
  • - Befestigungsmitteln zur Befestigung der Trägerplatine (11; 111) und des Sensorelementes (12; 112) auf der Trägerfläche (1; 100).
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei als Trägerfläche (1; 100) die dem Fahrgastraum zugewandte Innenseite einer KFZ-Scheibe fungiert.
3. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei auf der Trägerplatine (11; 111) weitere Bauelemente (13a, . . 13e; 113a) zur Verarbeitung von Aus­ gangssignalen des Sensorelementes (12; 112) angeordnet sind.
4. Sensoranordnung nach Anspruch 3, wobei die Bauelemente (13a, . . 13e; 113a) mit einem Schutzüberzug versehen sind.
5. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatine (11; 111) eine lösbare Verbindung zu einem Anschlusskabel (20) aufweist.
6. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Trägerplatine (11; 111) aus FR4-Material besteht.
7. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Wärmeleitschicht (14; 114) als doppelseitig klebender Klebstofffilm ausgebildet ist, der gleich­ zeitig als Befestigungsmittel dient.
8. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Sensorelement (12; 112) als kapazitiver Dünnschicht-Feuchtesensor ausgebildet ist, der ein zwi­ schen mehreren Elektroden angeordnetes feuchteempfindliches Dielektrikum umfasst und eine feuchteempfindliche Fläche besitzt, die zur Trägerplatine (11; 111) hin orientiert ist.
9. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei durch die Anordnung und Ausbildung der verschiedenen Elemente der Sensoranordnung (10) si­ chergestellt ist, dass zwischen dem Sensorelement (12; 112) und der Trägerfläche (1; 100) eine Temperaturdifferenz von 0.5°C im Messbe­ trieb nicht überschritten wird.
10. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Sensorelement (12) auf derjenigen Seite der Trägerplatine (11) über der Ausnehmung (15) an­ geordnet ist, die abgewandt zur Trägerfläche (1) orientiert ist.
11. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei das Sensorelement (12) als SMD-Bauteil ausgebildet ist und auf derjenigen Seite elektrisch leitfä­ hige Kontakte (12a, 12b) zur Verbindung mit den Leiterbahnen der Trä­ gerplatine (11) aufweist, die der Trägerplatine (11) zugewandt ist.
12. Sensoranordnung nach Anspruch 11, wobei das Sensorelement (12) zumindest in einer Dimension größer als die Ausnehmung (15) ausge­ bildet ist und in den Auflagebereichen außerhalb der Ausnehmung (15) die elektrisch leitfähigen Kontakte (12a, 12b) angeordnet sind.
13. Sensoranordnung nach Anspruch 10, wobei die Trägerplatine (11) be­ nachbart zur Ausnehmung (15) ein oder mehrere Bohrungen 16a-16h) aufweist, die eine gute Wärmeleitung zwischen der Trägerfläche (1) und dem Sensorelement (12) sicherstellen.
14. Sensoranordnung nach Anspruch 13, wobei die Bohrungen (16a-16h) mit einer wärmeleitfähigen Beschichtung versehen sind.
15. Sensoranordnung nach Anspruch 14, wobei die wärmeleitfähige Be­ schichtung aus Kupfer besteht.
16. Sensoranordnung nach Anspruch 13, wobei die Beschichtung (17) auch in einem bestimmten Flächenbereich auf mindestens einer Seite der Trägerplatine (11) angeordnet ist und zwischen den verschiedenen Boh­ rungen (16a-16h) eine thermisch leitende Verbindung herstellt.
17. Sensoranordnung nach Anspruch 11, wobei das Sensorelement (112) im Bereich der Ausnehmung (115) der Trägerplatine (112) unmittelbar auf einer als Klebeschicht ausgebildeten Wärmeleitschicht (114) ange­ ordnet ist.
18. Sensoranordnung nach Anspruch 17, wobei das Sensorelement (112) auf derjenigen Seite elektrisch leitfähige Kontakte aufweist, die abge­ wandt zur Trägerfläche (100) orientiert ist.
19. Sensoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsmittel als mechanische Befestigungsmittel ausgebildet sind.
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