DE102009004393A1

DE102009004393A1 - Akkumulierender Feuchtesensor

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Publication number: DE102009004393A1
Application number: DE200910004393
Authority: DE
Inventors: Heiko Fietzek; Ulrike Heckenberger; Meinhard Dr. Meyer; Jürgen Dr. Steinwandel
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-11-11
Also published as: WO2010079206A1; WO2010079206A4

Abstract

Sensorvorrichtung 1 zur Zustands- und Korrosionsüberwachung in beispielsweise Luftfahrzeugen mit einer Kondensatoranordnung 20 und einer feuchtigkeitsbindenden Schicht 24. Die Kondensatoranordnung 20 ist ausgestaltet, durch Wasseraufnahme der feuchtigkeitsbindenden Schicht 24 ihre Kapazität zu ändern. Die feuchtigkeitsbindende Schicht 24 kann dabei derart auf der Kondensatoranordnung 20 angeordnet sein, dass die Wasseraufnahme irreversibel geschieht. Auf diese Weise kann ein akkumulierender Feuchtesensor realisiert werden.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Zustands- und Korrosionsüberwachung für beispielsweise Luftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sensorvorrichtung für ein Luftfahrzeug, bei der eine akkumulierte Feuchtigkeit als Maß für eine mögliche Korrosion eine Kapazität einer Kondensatoranordnung verändert und somit Rückschlüsse über einen Korrosionszustand zulässt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Im Luftverkehr werden Luftfahrzeuge und insbesondere die Oberflächen von Luftfahrzeugen hohen Belastungen ausgesetzt und müssen sehr hohen Sicherheitsstandards gerecht werden. Bei Metalloberflächen dieser Luftfahrzeuge, die mit Feuchtigkeit in Berührung kommen, können Korrosionserscheinungen auftreten. Feuchtigkeit ist dabei nahezu unvermeidbar, insbesondere durch den Einsatz bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen, sowie wechselnde Aufwärm- und Abkühlungsphasen, die eine Kondensation der Luftfeuchtigkeit nach sich ziehen können.
Der Zustand des Luftfahrzeugs, insbesondere das Ausmaß der Korrosion, muss überwacht werden, um die Sicherheit des Luftfahrzeugs sicherstellen zu können. Dies kann mit Hilfe einer so genannten Korrosionsüberwachung geschehen. Dabei werden mechanische, elektrische oder elektrochemische Sonden bzw. Sensoren den gleichen Bedingungen ausgesetzt, wie das Luftfahrzeug selbst. Durch Klima- und Umwelteinflüsse können Änderungen von Messgrößen der Sonden bzw. Sen soren verursacht werden. Diese Änderungen können detektiert und ausgelesen werden. Anschließend kann aus den Änderungen der Messgrößen auf das Ausmaß der Korrosion geschlossen werden.
Bei den herkömmlich verwendeten elektrischen beziehungsweise elektrochemischen Sonden bzw. Sensoren ist es möglich, eine momentane Messgrößenänderung der Sonden bzw. Sensoren zu erfassen und damit die momentane Korrosionsbelastung zu ermitteln bzw. zu berechnen. Diese Sonden bzw. Sensoren können jedoch auch reversible Effekte aufweisen, die eine einmal hervorgerufene Änderung der Messgröße rückgängig machen können, etwa durch Verdunstung einer einmal aufgenommenen Feuchtigkeit. Sonden bzw. Sensoren dieser Art müssen kontinuierlich ausgelesen werden, um über die permanente Veränderung der Messgrößen die Korrosionsbelastung über die Betriebsdauer und gegebenenfalls die gesamte Lebensdauer des Luftfahrzeugs zu bestimmen.
Besonders bei Luftfahrzeugen kann das kontinuierliche Auslesen zu hohem zusätzlichem Aufwand in Form von langen Wartungszeiten und damit verbundenen erhöhten Kosten führen. Des Weiteren ist bei herkömmlichen Sonden bzw. Sensoren, für den Fall, dass die Änderung der Sonden- bzw. Sensoreigenschaften nicht kontinuierlich ausgelesen werden kann, die Sicherheit des Luftfahrzeugs u. U. nicht mehr gewährleistet, insbesondere, wenn reversible Effekte auftreten, die zwar die Sonde bzw. den Sensor in einen vorherigen Messzustand zurückversetzen, nicht jedoch den Korrosionszustand des zu überwachenden Bauteils.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bei beispielsweise Luftfahrzeugen bereitzu stellen, die insbesondere kumulativ, d. h. über einen längeren Zeitraum, Eigenschaften erfassen und behalten kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, bevorzugte bzw. vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche verkörpert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die Sensorvorrichtung aufweist: eine Kondensatoranordnung, mit einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode, einer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht, die bezüglich der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode derart angeordnet ist, dass die Kondensatoranordnung bei einer Feuchtigkeitsaufnahme der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht seine Kapazität ändert, und eine feuchtigkeitsdiffusionsdiffusionsvermindernde Barriere, die die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht abdeckt.
Durch eine derart strukturierte Kondensatoranordnung kann die Kapazität der Kondensatoranordnung durch eine Flüssigkeitseinlagerung in einer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht verändert werden. Die über einen gewissen Zeitraum an der Sensorvorrichtung anstehende Feuchtigkeit sammelt sich in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht und verändert auf diese Weise deren relative Dielektrizitätszahl. Da Wasser eine relative Dielektrizitätszahl von etwa 81 aufweist, führt bereits eine geringe Wasseraufnahme zu einer Veränderung der Messgröße des Kapazitätswertes, sofern sich der wasseraufnehmende Teil in einer Lage nahe der Kondensatoranordnung befindet. Die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht kann dabei sowohl zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet sein, als auch in deren Nähe, wobei dann der inhomogene Bereich der Kondensatoranordnung zur Kapazitätsänderung beiträgt. Eine Abdeckung der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht durch eine feuchtigkeitsdiffusionshemmende Barriere kann zum einen eine überschnelle Sättigung der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht verhindern und somit eine Verlängerung des Einsatzzeitraumes erlauben; jedoch kann eine derartige Barriere auch die Abgabe der einmal aufgenommenen Feuchtigkeit verhindern oder zumindest verlangsamen. Eine oben beschriebene Sensorvorrichtung erlaubt somit eine integrale Aussage über die Feuchtigkeit, der diese Sensorvorrichtung und damit auch ein analog angeordnetes Bauteil über mindestens ein Service-Intervall oder auch über die gesamte Lebensdauer des Luftfahrzeugs ausgesetzt ist. Die Daten, die der Bestimmung der Belastung beziehungsweise der Korrosion dienen, können jeweils bei der Durchführung der üblichen Service- und Wartungsarbeiten ausgelesen werden. Dadurch können Kosten für zusätzliche Verkabelung und stationäre Auslesegräte vermieden werden. Zusätzlich kann wertvoller Platz im Luftfahrzeug, der für die Geräte und Kabel notwendig wäre, eingespart werden. Des Weiteren ist auch eine Wartung von zusätzlichen Geräten und Kabeln nicht notwendig.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die Kondensatoranordnung als ein Interdigitalkondensator ausgebildet ist und die erste Elektrode und die zweite Elektrode in einer Fläche ausgebildet sind, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht flächig und elektrisch isoliert zu der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode auf der Fläche angeordnet ist.
Bei einem Interdigitalkondensator greifen die Elektroden kammartig oder mäanderförmig ineinander. Diese Verzweigungen oder Windungen der einzelnen Elektroden können zum Beispiel im Bereich einiger Mikrometer erfolgen. Durch die starke Inhomogenität kann die Sensitivität des Kondensators auch für geringfügige Veränderungen von außen erhöht werden. Durch den Einsatz von Interdigitalkondensatoren bei der Korrosionsüberwachung in Luftfahrzeugen kann eine bessere Messgenauigkeit erzielt werden. Ein Interdigitalkondensator lässt sich flächig auf einer Fläche bzw. Oberfläche anordnen. Diese Fläche kann dabei plan oder gekrümmt sein. Insbesondere lässt sich die Interdigitalkondensatoranordnung durch einfache Fertigungsprozesse aufbringen. Das kann entweder auf einem Substrat erfolgen, jedoch auch auf dem Bauteil selbst. Insofern ist für derartige Ausführungsformen eine gekrümmte Oberfläche möglich, sodass das Bauteil nicht der Kondensatorform, sondern die Kondensatoranordnung dem Bauteil angepasst werden kann. Dabei versteht sich, dass gewisse Isolationsbedingungen eingehalten werden müssen, um die Funktion des Kondensators zu gewährleisten. Die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht ist dabei flächig auf der flächigen Elektrodenanordnung angebracht. Durch die Nähe der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht zu dem für ein Dielektrikum relevanten Teil des Kondensators wird der Kapazitätswert des Kondensators bei einer Feuchtigkeitsaufnahme messbar verändert. Die Abstände können sich dabei im Bereich einiger Mikrometer bewegen, etwa zwischen 10 μm und 50 μm. Durch die flächige Belegung mit der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht ist eine hinreichende Messbarkeit und Messgenauigkeit möglich.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode einerseits und der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht andererseits eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht vorgesehen ist.
Die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht kann beispielsweise so angeordnet sein, dass die Feuchtigkeit von beiden Flächenseiten der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht einen Zugang zu der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht hat. Jedoch ist eine Sensorvorrichtung mit einer wesentlich geringeren Bauhöhe möglich, wenn die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht direkt auf den Elektroden aufliegt, lediglich durch eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht getrennt. Die feuchtigkeitsdiffusionshemmende Barriere ist dann nur auf der von der feuchtigkeitsundurchlässigen Schicht abgewandten Seite der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht vorgesehen. Wenn die flächige Elektrodenanordnung von beiden Seiten für Feuchtigkeit zugänglich ist, kann entweder auf beiden Seiten eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht vorgesehen sein, die jeweils zur Elektrodenanordnung durch eine feuchtigkeitsundurchlässigen Schicht isoliert ist, oder aber die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht lediglich elektrisch isoliert zu der Elektrodenanordnung angeordnet sein, jedoch von beiden Seiten der Umgebungsfeuchtigkeit zugänglich sein. Im letzteren Fall erfolgt die Abdeckung der Barriere von beiden Seiten der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht. Die Feuchtigkeitsaufnahme erfolgt dann von der einen Seite durch die Elektrodenanordnung hindurch.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht ein stark feuchtigkeitsaufnehmendes Material aufweist.
Durch ein stark feuchtigkeitsaufnehmendes Material wird in der Regel ein Material bereitgestellt, dass eine hohe Affinität zu Wasser aufweist und das einmal aufgenommene Wasser nicht mehr ohne weiteres abgibt. Ein derartiges Material nimmt das Wasser beispielsweise absorbierend auf. Eine Begrenzung der Wasseraufnahme kann dann durch die Barriere erfolgen, die den Zutritt einer Feuchtigkeit begrenzt. Einmal durch die Barriere hindurchgetreten, nimmt die stark feuchtigkeitsaufnehmende Schicht das Wasser dann mitunter vollständig auf, soweit es ihre Feuchtigkeitsaufnahmekapazität erlaubt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht ein Polymer mit eingebundenen Partikeln aus einem stark feuchtigkeitsaufnehmenden Material aufweist.
Das Polymer kann dabei als eine Art Trägermaterial für das feuchtigkeitsaufnehmende Material dienen. Dies ist insbesondere für Fälle sinnvoll, in denen das feuchtigkeitsaufnehmende Material selbst nicht einfach zu bearbeiten oder zu applizieren ist, etwa, wenn dieses in kristalliner Form vorliegt. Das Polymer kann dabei auch eine gewisse Abdämpfung der anstehenden Flüssigkeit bewirken. Ferner kann das Polymer eine Flüssigkeitstransportfunktion erfüllen, die einen Transport der Flüssigkeit zu dem feuchtigkeitsaufnehmenden Material bewirkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht ausgelegt ist eine Feuchtigkeit irreversibel aufzunehmen.
Neben der feuchtigkeitsdiffusionshemmenden Barriere kann auch das feuchtigkeitsaufnehmende Material oder allgemeiner die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht selbst die Abgabe einer einmal aufgenommenen Feuchtigkeit verhindern. Das kann zum einen über eine entsprechende Wahl des feuchtigkeitsaufnehmenden Materials erfolgen, jedoch auch über die Wahl eines entsprechenden Polymers oder eines weiteren Barriereneffektes im Schichtinneren.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht als feuchtigkeitsaufnehmendes Material einen nanoskaligen Adsorbenten aufweist.
Nanoskalig bedeutet hier, dass die Materialien als eine Vielzahl von Partikeln beziehungsweise Molekülen vorliegen. Dabei liegt die Größe der Partikel im Bereich einiger Nanometer (nm). Adsorbenten im Sinne der Erfindung sind feste Stoffe, die in der Lage sind, bestimmte Stoffe (wie Wasser) aus einer benachbarten gasförmigen oder flüssigen Phase an ihrer Grenzfläche selektiv anzureichern. Die für die Beschichtung verwendeten hygroskopischen Materialien können hydrophile beziehungsweise polare Adsorbenten sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht als feuchtigkeitsaufnehmendes Material ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Zeolith, Silicagel, Calziumchlorid, Alkalihydroxid (z. B. Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid) sowie Erdalkalioxide (z. B. Magnesiumoxid, Kalziumoxid).
Feuchtigkeitsaufnehmende Materialien sind beispielsweise wasseranziehende Materialien, wie zum Beispiel Zeolithe, Silicagele, Caliumchlorid (CaCl₂) und Alkalihydoxide. Diese Materialien können die Eigenschaft aufweisen, Wassermoleküle aus der Umgebung durch Absorption oder Adsorption aufzunehmen. Beispielsweise kann durch hygroskopische Materialien Feuchtigkeit aus der Umgebung, insbesondere in Form von Wasserdampf aus der Luft, gebunden werden. Die hygroskopischen Materialien können als Partikel in einem weiteren Material der Schicht enthalten oder eingebettet sein. Die hygroskopischen Materialien können in unmittelbarer Nähe der Elektrodengeometrie angeordnet sein. Die Schichtdicke, in der die hygroskopischen Materialien enthalten sind, kann im Bereich einiger Mikrometer sein, beispielsweise etwa 10 bis 50 Mikrometer betragen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei zwischen der feuchtigkeitsdiffusionsvermindernden Barriere und der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht eine feuchtigkeitstransportierende Schicht vorgesehen ist.
Die feuchtigkeitstransportierende Schicht kann eine gewisse Dämpfung eines Feuchtigkeitstransportes bewirken und ferner zu einer gleichmäßigen Verteilung der Feuchtigkeit zu dem feuchtigkeitsaufnehmenden Material bewirken. Ferner kann die Transportschicht als Träger für die diffusionsvermindernde Barriere dienen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitstransportierende Schicht ein Polymer aufweist.
Dabei kann die Transportschicht und die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht lediglich durch eine partielle Anreicherung von feuchtigkeitsaufnehmendem Material in einer ansonsten homogenen Polymermatrix dargestellt werden. Der Herstellungsaufwand für die Schichtung kann verringert werden, indem nur das Polymer als Ausgangsmaterial verwendet wird und nachträglich durch weitere Schritte die unterschiedlichen Bereiche in ihren Eigenschaften verändert werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei das Polymer ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Polysulfon und Phtalocyanin.
Die Polymerschicht kann in ihrem wasserabsorbierenden Bereich zum Beispiel Polysulfone und/oder Phtalocyanine aufweisen. Die stark hygroskopischen Partikel können in dem wasserabsorbierenden Bereich der Polymerschicht eingebettet beziehungsweise angeordnet sein. Darauf kann ein weiterer wasserabsorbierender Bereich der Polymerschicht folgen, der keine hygroskopischen Partikel aufweist. Es kann von Vorteil sein, dass der wasserabsorbierende Bereich ohne die hygroskopischen Partikel näher an der Luft und damit an der Luftfeuchtigkeit angeordnet ist, als der Bereich mit den hygroskopischen Partikeln, da auf diese Weise ein Diffundieren von Wasser durch den gut wasserleitenden beziehungsweise – absorbierenden Bereich der Polymerschicht ermöglicht wird. Das Wasser kann also durch den wasserabsorbierenden Bereich zu dem Bereich mit den wasseranziehenden Partikeln transportiert werden, wo es irreversibel aufgenommen werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsdiffusionsdiffusionsvermindernde Barriere als eine separate Schicht ausgebildet ist.
Eine derartige separate Barriereschicht kann einem getrennten Herstellungsverfahren unterzogen sein und anschließend auf ein Trägermaterial aufgebracht werden. Dies erlaubt, das Barrierematerial entsprechend den Anforderungen an eine Barriere anzupassen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, modifiziertes Polytetrafluorethylen, Polyäthylen und Polypropylen.
Derartige Materialien weisen bei einer entsprechenden Ausgestaltung eine begrenzte Durchlässigkeit für Feuchtigkeit auf. Insbesondere Polytetrafluorethylen weist bei einer entsprechenden Ausgestaltung als Mikromembran eine Undurchlässigkeit bezüglich des flüssigen Aggregatzustandes von Wasser auf, jedoch eine Durchlässigkeit bezüglich des gasförmigen Aggregatzustandes. Auf diese Weise kann etwa ein wirksamer Schutz gegen anstehende Flüssigkeiten erreicht werden, insbesondere wenn die Sensorvorrichtung direkten Witterungseinflüssen wie Regen ausgesetzt ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere durch eine modifizierte Oberfläche einer die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere tragenden Schicht ausgebildet ist.
Durch eine Oberflächenbearbeitung kann eine direkte Modifizierung des Trägermaterials vorgenommen werden, ohne dass eine spätere Applikation des Barrierematerials notwendig wäre. Insbesondere bei einer Polymermatrix, die in bestimmten Schichten ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material aufweist um so sowohl die Transportschicht als auch die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht auszubilden, ist die anschließende Oberflächenbehandlung fertigungstechnisch einfach und integral zu realisieren, sodass beispielsweise auch ein Ablösen der Schichten vermieden werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die modifizierte Oberfläche eine plasmabehandelte Oberfläche ist.
Die Plasmabehandlung erlaubt die Oberflächen gleichmäßig und zielgerichtet zu modifizieren. Sie kann mit verhältnismäßig einfachen Plasmaerzeugungsvorrichtungen, wie Elektrodenanordnungen, vorgenommen werden. Die Schichtdicke ist gering, sodass die Gesamtbauhöhe ebenfalls gering gehalten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sensorvorrichtung zur Zustands- und Korrosionsüberwachung bereitgestellt, wobei die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung ferner eine Induktivität aufweist, wobei die Kondensatoranordnung und die Induktivität als Teile eines Schwingkreises ausgebildet sind.
Der Schwingkreis kann von außen zum Schwingen angeregt werden. Bei angenommener Konstanz der Induktivität gibt die Resonanzfrequenz des Schwingkreises Aufschluss über den Kapazitätswert der Kondensatoranordnung. Der Kapazitätswert wiederum gibt bei bekannter Geometrie der Kondensatoranordnung Aufschluss über die effektive relative Dielektrizitätszahl des Kondensators und somit über den Grad der eingelagerten Feuchtigkeit. Somit ist die Resonanzfrequenz direkt mit dem Quantum an eingelagerter Feuchtigkeit verknüpft. Des Weiteren kann der Schwingkreis ein Identification Integrated Circuit (IDIC) enthalten. Die einzelnen Komponenten des Schwingkreises können in Reihe oder parallel geschaltet sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein RFID mit einem Schwingkreis mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung bereitgestellt.
Mittels Radio Frequency Identifier RFID ist eine Identifikation von Objekten möglich, die mit RFID Bauteilen versehen sind. Ein RFID Bauteil oder RFID-Tag mit einem Schwingkreis kann in eine zu überwachende Struktur eingearbeitet sein oder an ihr angebracht sein. Beispielsweise kann ein RFID-Tag mit einer erfindungsgemäßen Sensorvorrichtung an einer metallischen Außenfläche eines Flugzeugs angeordnet sein. Ein passiver RFID-Tag kann beispielsweise zu Schwingungen angeregt werden und daraufhin selbst Energie entsprechend einer bestimmten Frequenz, der Resonanzfrequenz, abstrahlen. Die abgestrahlte Frequenz kann detektiert werden. Anschließend können daraus bestimmte Veränderungen, wie beispielsweise eine Veränderung der Kapazität der Kondensatoranordnung, abgeleitet werden. Die Ausgestaltung der Sensorvorrichtung als RFID-Schwingkreis kann vorteilhaft sein, da auf diese Weise die integrierten beziehungsweise irreversibel in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht der Kondensatoranordnung aufgenommenen Informationen über das Ausmaß der Korrosion drahtlos abgefragt und übertragen werden können. Damit können die Daten über die Kapazitätsänderung beispielsweise genau dann abgerufen werden, wenn sie benötigt werden, beispielsweise während eines Servicevorgangs.
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kann beispielsweise an einer oder mehreren Stellen des Luftfahrzeugs angeordnet sein, die in Kontakt mit der Außenluft und damit mit der Luftfeuchtigkeit kommen. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung an einer Flugzeughaut der Tragflächen oder des Rumpfes eines Flugzeugs angeordnet sein. Des weiteren kann die Sensorvorrichtung an Geräten und Vorrichtungen, wie beispielsweise Antennen, angeordnet sein, die außen am Luftfahrzeug angebracht sind. Luftfahrzeuge können beispielsweise Flugzeuge und Helikopter sein.
Die Sensorvorrichtung kann jedoch auch für andere Flüssigkeiten ausgelegt sein, um etwa aggressive Lösungsmittel zu detektieren. Die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht sowie feuchtigkeitsdiffusionshemmende Schicht können dann entsprechend adaptiert werden.
Die einzelnen Merkmale können selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutert und verdeutlicht.
Beschreibung der Zeichnungen
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung mit Interdigitalkondensator gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Interdigitalkondensator mit einer Transportschicht.
3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Interdigitalkondensator mit einem eingelagerten feuchtigkeitsaufnehmenden Material.
4 zeigt eine Schnittansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer Sensorvorrichtung mit Interdigitalkondensator mit beidseitigen Feuchtigkeitsausnehmenden Schichten.
5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Interdigitalkondensator mit einer einseitigen feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht.
6 zeigt eine schematische Ansicht eines RFID mit einem Schwingkreis.
7 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines RFID mit einer Sensorvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung in einer Schnittansicht. Auf einer Trägerfläche 7, die beispielsweise eine Platine oder auch ein Bauteil beispielsweise eines Luftfahrzeuges sein kann, ist eine Kondensatoranordnung angeordnet mit einer ersten Elektrode 21 sowie einer zweiten Elektrode 22. Die Mehrzahl hier gezeigter Elektroden kann jeweils miteinander verbunden sein, sodass diese eine Elektrodenanordnung ergeben, die beispielsweise ineinander greifen und dadurch eine Kondensatoranordnung bilden, wie etwa einen Interdigitalkondensator. Die Kondensatoranordnung 20 weist ferner eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 auf, die bezüglich der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode derart angeordnet ist, dass der Kondensator bei einer Feuchtigkeitsaufnahme der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 seine Kapazität ändert. Bei einer Feuchtigkeitsaufnahme der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht wird in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 Wasser eingelagert. Das Wasser weist eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätszahl von ungefähr 81 auf. Im Vergleich zu einem Schichtmaterial, das noch keine Feuchtigkeit aufgenommen hat, ist die effektive relative Dielektrizitätszahl im Wasser aufgenommenen Zustand wesentlich höher. Auf diese Weise wird der Kapazitätswert der Kondensatoranordnung mit den Elektroden 21, 22 verändert. Der Kapazitätswert der Elektroden 21, 22 bestimmt sich nicht nur durch den zwischen den Elektroden liegenden homogenen Bereich, sondern auch durch den inhomogenen Bereich, der sich in der in 1 gezeigten Ansicht oberhalb der Elektroden befindet. Innerhalb dieses inhomogenen Bereiches ist in der in 1 gezeigten Ausführungsform die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 angeordnet. Nimmt die in 1 gezeigte Sensorvorrichtung 10 in ihrer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 nun eine Feuchtigkeit auf, so ändert sich der Kapazitätswert der Kondensatoranordnung 20, der wiederum als ein Maß für eine Feuchtigkeitsaufnahme in einer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 herangezogen werden kann. Die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 ist mit einer feuchtigkeitsdiffusionsvermindernden Barriere 26 abgedeckt. Auf diese Weise wird die Feuchtigkeitsaufnahme der feuchtigkeitsaufneh menden Schicht 24 mengenmäßig über einen gewissen Zeitraum begrenzt, sodass nicht frühzeitig eine Sättigung der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 eintritt. Auf diese Weise kann ein zunehmender Feuchtigkeitsgehalt über einen langen Zeitraum gewährleistet werden, sodass die Sensorvorrichtung 10 über einen verhältnismäßig langen Zeitraum kontinuierlich eine Feuchtigkeit in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 aufnehmen kann. Die Feuchtigkeitsaufnahme in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 kann dabei irreversibel erfolgen, sodass ein umkehrender Effekt einer Feuchtigkeitsabgabe im Wesentlichen verhindert werden kann. Auf diese Weise kann die Sensorvorrichtung 10 Auskunft darüber geben, welcher integralen Feuchtigkeitsbelastung die Sensorvorrichtung und damit auch ein analog angeordnetes, einer Feuchtigkeitsbelastung unterworfenes Bauteil ausgesetzt ist, um auf diese Weise einen Rückschluss auf eine Alterung bzw. eine Korrosion zu erhalten.
Obgleich in der 1 die Elektroden 21, 22 auf einer Ebene angeordnet sind, können die Elektroden 21, 22 auch in einer gewölbten Fläche angeordnet sein, die beispielsweise der Krümmung oder der äußeren Form eines Bauteils folgt. Auf diese Weise kann die Sensorvorrichtung einem Bauteil angepasst werden, dessen Korrosionsverhalten überwacht werden soll. In der in 1 gezeigten Anordnung ist zwischen der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 und den Elektroden 21, 22 eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 23 vorgesehen, die verhindert, dass eine unkontrollierte Feuchtigkeitsaufnahme durch die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 erfolgt. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Schicht 23 zusätzlich auch elektrisch isolierend, sodass die Elektroden 21, 22 durch die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 nicht kurzgeschlossen werden, insbesondere wenn die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 durch die Feuchtigkeitsaufnahme leitfähig wird.
2 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform einer Sensorvorrichtung. Ebenso wie in 1 sind die Elektroden 21, 22 auf einer Fläche 7 ausgebildet, die auch in der hier gezeigten Ausführungsform sowohl eben als auch gekrümmt sein kann. Oberhalb der bereits beschriebenen feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht ist eine feuchtigkeitstransportierende Schicht 25 vorgesehen, die einen Feuchtigkeitstransport zu der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 erlaubt. In der in 2 gezeigten Ausführungsform sind beide Schichten durch eine diffusionsvermindernde Barriere 26 abgedeckt. Die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere 26 kann ungeachtet des Vorhandenseins der Transportschicht 25 sowohl eine separat ausgebildete Schicht sein, als auch in einer modifizierten Oberfläche einer Trägerschicht stehen. In letzterem Fall ist die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere wesentlich dünner ausgestaltet. Als Trägerschicht für die diffusionsvermindernde Barriere 26 kann dabei sowohl die Transportschicht 25 als auch die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 dienen. Eine Oberflächenmodifikation kann beispielsweise durch eine Plasmabehandlung erfolgen. Die in den Figuren dargestellten Schichten müssen nicht zwangsweise eine einheitliche Dicke aufweisen, sondern können auch unterschiedliche Dicken aufweisen. Ferner kann die Dicke auch über die Flächenausdehnung variieren.
3 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung. In der in 3 gezeigten Ausführungsform sind die Elektroden 21, 22 wiederum auf einer Fläche 7 angeordnet. In der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 sind die in der in 3 gezeigten Ausführungsform feuchtigkeitsaufnehmende Materialien eingebettet, beispielsweise in Form von Partikeln 27. Dabei können die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 und die Transportschicht 25 in einer gemeinsamen Polymermatrix ausgestaltet sein, wobei lediglich in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 die feuchtigkeitsaufnehmenden Partikel 27 vorgesehen sind. Selbstverständlich können die Schichten 24 und 25 auch bei einem Vorsehen von feuchtigkeitsaufnehmendem Material bzw. Partikeln 27 separat ausgestaltet sein, so wie es in den 1 und 2 geschrieben ist. Ferner ist wiederum eine feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere 26 vorgesehen, die auch in dieser Ausführungsform sowohl als separate Schicht als auch als Oberflächenmodifizierte Schicht ausgestaltet sein kann. Es sei angemerkt, dass insbesondere in der in 3 gezeigten Ausführungsform eine Polymermatrix vorgesehen sein kann, in der in einer bestimmte Schicht ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material 27 vorgesehen ist, in einer darüber liegenden Schicht lediglich die Polymermatrix ohne ein eingelagertes feuchtigkeitsaufnehmendes Material als Transportschicht 25 vorgesehen ist, und die Polymermatrix an ihrer Oberfläche oberflächenmodifiziert ist derart, dass die oberflächenmodifizierte Oberfläche eine feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere 26 darstellt. Eine derartige Anordnung ist in 4 dargestellt. Insofern die Polymermatrix und das darin eingebettete feuchtigkeitsaufnehmende Material die Elektroden 21, 22 nicht kurzschließt, kann die Polymermatrix auch unmittelbar auf die Elektrode 21, 22 aufgebracht werden. Auf diese Weise kann eine einheitliche Polymermatrix ausgebildet werden, in der in Elektrodennähe ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material, beispielsweise in Form von eingelagerten Partikeln 27 vorgesehen sein kann, eine darüber liegende Transportschicht verwirklicht werden kann, und an der von den Elektroden abgewandten Oberfläche der Polymermatrix eine feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere 26 realisiert werden kann. Auf diese Weise lässt sich verhältnismäßig effizient und einfach eine Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung herstellen.
5 zeigt eine weitere beispielhafte Ausgestaltung einer Sensorvorrichtung 10. Während die Sensorvorrichtung gemäß 1 bis 4 im Wesentlichen für eine Feuchtigkeitsaufnahme von einer Seite ausgelegt waren, ist die in 5 gezeigte Ausführungsform für eine Feuchtigkeitsaufnahme von zwei Seiten vorgesehen. Die Elektroden 21, 22 eines Kondensators sind hier in eine Schicht 23 eingebettet, die feuchtigkeitsundurchlässig ist. Diese Schicht 23 kann bei Bedarf zudem elektrisch isolierend ausgestaltet sein. In unmittelbarer Nähe zu den Elektroden 21, 22 ist beidseitig eine feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 vorgesehen, die jeweils zu der den Elektroden zugewandten Seite durch die feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 23 gegen Feuchtigkeit abgedichtet ist. Die von den Elektroden 21, 22 abgewandte Seite der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 ist hingegen mit einer feuchtigkeitsdiffusionsvermindernden Barrieren 26 ausgestaltet. Diese Barriere kann beispielsweise eine separate Schicht, jedoch ebenso eine modifizierte Oberfläche eines Trägermaterials darstellen. Die in 5 gezeigte Ausführungsform ist beispielsweise für eine aufrechte Montage geeignet, die eine Feuchtigkeitsaufnahme von beiden Seiten der Kondensatoranordnung erlaubt. Auf diese Weise wird die Empfindlichkeit der Kondensatoranordnung erhöht. Es sei verstanden, dass die in 5 gezeigte Ausführungsform im Wesentlichen eine Verdoppelung der 1 bis 4 gezeigten Sensorvorrichtungen darstellt, die bezüglich der Ebene 7 gespiegelt verdoppelt ausgestaltet ist. Dabei entspricht die konkrete in 5 gezeigte Ausführungsform der verdoppelten Anordnung gemäß 1. Es sei jedoch verstanden, dass ebenso die in den 2, 3 und 4 gezeigten Anordnungen analog gedoppelt ausgeführt sein können.
6 zeigt eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, bei der in unmittelbarer Nähe zu den Elektroden 21, 22 die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 vorgesehen ist. Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weist die in 6 gezeigte Ausführungsform keine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht 23 auf. Vielmehr deckt die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere 26 die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht an beiden Seiten ab. Auf diese Weise ist eine Feuchtigkeitsaufnahme nicht nur von der von den Elektroden 21, 22 abgewandten Seite der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 möglich, sondern auch auf der den Elektroden 21, 22 zugewandten Seite, quasi durch die Elektrodenanordnung hindurch. Ebenso sei verstanden, dass die Elektroden 21, 22 unmittelbar an die feuchtigkeitsdiffusionsmindernde Barriere 26 angrenzen können, somit die Anordnung der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 und der feuchtigkeitsdiffusionsmindernden Barriere 26 als Träger für die Elektrodenanordnung 21, 22 dienen kann. Wenn auch in 6 nicht explizit gezeigt, so kann jedoch analog auch eine Feuchtigkeitstransportschicht 25 vorgesehen sein, die sowohl einseitig als auch zweiseitig auf der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 vorgesehen sein kann. Ebenso kann wiederum eine Polymermatrix vorgesehen sein, in die in einer bestimmten Schicht 24 ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material, beispielsweise in Form von Partikeln 27 eingebettet ist. Weiterhin kann eine feuchtigkeitstransportierende Schicht 25 in der Polymermatrix vorgesehen sein. Durch Modifizierung der Oberfläche kann die Polymermatrix ebenso die feuchtigkeitsdiffusionsmindernde Barriere ausbilden, wobei die Barriere sowohl unmittelbar auf der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht, als auch auf der feuchtigkeitstransportierenden Schicht 25 vorgesehen sein kann.
Es sei angemerkt, dass die in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen sämtlich Kondensatoranordnungen eines Interdigitalkondensators darstellen können, bei denen die entsprechenden Elektroden als langgezogene Elektroden kammförmig oder mäanderförmig ineinandergreifen, um auf diese Weise eine kapazitätstragende Kondensatoranordnung darzustellen. Wie den 1 bis 6 zu entnehmen ist, kann eine derartige Kondensatoranordnung insbesondere auf einer Fläche 7 ausgebildet werden, sodass die ansonsten für Plattenkondensatoren übliche geschichtete Elektrodenanordnung entfallen kann. Vielmehr weist ein derartiger Interdigitalkondensator einen verhältnismäßig geringen bzw. keinen homogenen Bereich auf, sondern im Wesentlichen nur inhomogene Bereiche. Dieses macht den Interdigitalkondensator jedoch empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen, sodass dieser besonders geeignet ist für Sensor- bzw. Detektoranordnungen.
7 zeigt eine Anordnung einer Sensorvorrichtung mit einer Kondensatoranordnung 20 sowie einer Induktivitätsanordnung 30. Sowohl die Induktivitätsanordnung 30 als auch die Kondensatoranordnung 20 sind derart ausgestaltet, dass sie auf einer Fläche bzw. einer Ebene ausgebildet werden können. Dies macht eine derartige Anordnung geeignet, um diese beispielsweise auf Schaltkreisplatinen anzubringen, die eine verhältnismäßig geringe Bauhöhe aufweisen. Eine derartige Zusammenschaltung von Induktivität und Kondensator stellt einen Schwingkreis dar, der bei einer unveränderten Geometrie eine charakteristische Schwingkreisfrequenz ausbildet. Diese Schwingkreisfrequenz ist im Wesentlichen von der Induktivität und der Kapazität abhängig. Wird nun die Kondensatoranordnung 20 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit einer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 versehen, so kann die Schwingkreisfrequenz durch die Veränderung der Kapazität der Kondensatoranordnung 20 verändert werden. Eine derartige Anordnung ist in 8 gezeigt. Dabei bleibt im Wesentlichen die Geometrie sowohl der Induktivitätsanordnung 30 als auch der Kondensatoranordnung 20 unverändert. Die im Wesentlichen einzige Veränderung bezüglich der Kapazität der Kondensatoranordnung 20 erfolgt durch die Feuchtigkeitseinlagerung in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24, durch die sich die Kapazität der Kondensatoranordnung 20 verändert. Auf diese Weise ändert sich zugleich auch die Schwingkreisfrequenz, sodass die Resonanzfrequenz des Schwingkreises bzw. eine Verschiebung der Resonanzfrequenz als Messgröße verwendet werden kann um letztlich die Feuchtigkeitsaufnahme in der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht 24 zu ermitteln.
Die in den 7 und 8 gezeigten Anordnungen können beispielsweise in einer sehr flachen Bauform ausgestaltet sein. Weiterhin können die in den 7 und 8 gezeigten Anordnungen als sogenannten Radio-Frequency-Identifier-RFID Bauteile ausgestaltet sein, die mittels eines äußeren magnetischen Wechselfeldes zu einer Schwingung angeregt werden können, sodass diese RFID aufgrund der sich dann einstellenden Resonanzfrequenz des Schwingkreises eine Information darüber abgeben, welchen Feuchtigkeitseinlagerungsgrad die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht 24 erreicht hat. Auf diese Weise kann ohne eine elektrische Kontaktierung die Sensorvorrichtung 10 ausgelesen werden. Insbesondere kann die Integrität der Kondensatoranordnung gewahrt bleiben, sodass kein äußerer elektrischer Zugang notwendig ist.
Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung neben den Einsatzbereichen der Luftfahrt ebenso in anderen Bereichen eingesetzt werden kann, wo es um die Überwachung von Feuchtigkeitszuständen oder Korrosionsgefährdungen geht. Insbesondere können derartige Vorrichtungen eingesetzt werden, wenn es um die Überwachung von erlaubten Luftfeuchtigkeitswerten geht, um beispielsweise auch von Consumer-Produkten die Einhaltung von beispielsweise Gewährleistungsbedingungen überwachen zu können.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere Elemente und Schritte nicht ausschließt.
Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.

10: Sensorvorrichtung
7: Fläche in der die Kondensatorelektroden angeordnet sind
20: Kondensatoranordnung
21: erste Elektrode
22: zweite Elektrode
23: feuchtigkeitsundurchlässige Schicht
24: feuchtigkeitsaufnehmende Schicht
25: Transportschicht
26: feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere
27: feuchtigkeitsaufnehmendes Material
30: Induktivität

Claims

Sensorvorrichtung (10) zur Zustands- und Korrosionsüberwachung, wobei die Sensorvorrichtung aufweist: eine Kondensatoranordnung (20), mit einer ersten Elektrode (21), einer zweiten Elektrode (22), einer feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht (24), die bezüglich der ersten Elektrode (21) und der zweiten Elektrode (22) derart angeordnet ist, dass die Kondensatoranordnung (20) bei einer Feuchtigkeitsaufnahme der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht (24) seine Kapazität ändert und eine feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere (26), die die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) abdeckt.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kondensatoranordnung (20) als ein Interdigitalkondensator ausgebildet ist und die erste Elektrode (21) und die zweite Elektrode (22) in einer Fläche (7) ausgebildet sind, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) flächig und elektrisch isoliert zu der ersten Elektrode (21) und der zweiten Elektrode (22) auf der Fläche (7) angeordnet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 2, wobei zwischen der ersten Elektrode (21) und der zweiten Elektrode (22) einerseits und der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht (24) andererseits eine feuchtigkeitsundurchlässige Schicht (23) vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) ein stark feuchtigkeitsaufnehmendes Material aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) ein Polymer mit eingebundenen Partikeln aus einem stark feuchtigkeitsaufnehmenden Material aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) ausgelegt ist eine Feuchtigkeit irreversibel aufzunehmen.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) als feuchtigkeitsaufnehmendes Material einen nanoskaligen Adsorbenten aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die feuchtigkeitsaufnehmende Schicht (24) als feuchtigkeitsaufnehmendes Material ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Zeolith, Silicagel, Calziumchlorid, Alkalihydroxid, Kalziumoxid und Magnesiumoxid.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zwischen der feuchtigkeitsdiffusionsvermindernden Barriere (26) und der feuchtigkeitsaufnehmenden Schicht (24) eine feuchtigkeitstransportierende Schicht (25) vorgesehen ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die feuchtigkeitstransportierende Schicht (25) ein Polymer aufweist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei das Polymer ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Polysulfon und Phtalocyanin.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere (26) als eine separate Schicht ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere (26) ein Material aufweist aus einer Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, modifiziertes Polytetrafluorethylen, Polyäthylen und Polypropylen.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die feuchtigkeitsdillusionsvermindernde Barriere (26) durch eine modifizierte Oberfläche einer die feuchtigkeitsdiffusionsvermindernde Barriere (26) tragenden Schicht (24, 25) ausgebildet ist.
Sensorvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die modifizierte Oberfläche eine plasmabehandelte Oberfläche ist.
Sensorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner mit einer Induktivität (30), wobei die Kondensatoranordnung (20) und die Induktivität (30) als Teile eines Schwingkreises ausgebildet sind.
RFID mit einem Schwingkreis mit einer Sensorvorrichtung nach Anspruch 16.