DE1598731A1 - Materialpruefeinrichtung fuer den Feuchtigkeitsgehalt dielektrischer Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Materialprüfeinrichtung für den Feuchtigkeitsgehalt dielektrischer Materialien, unter Verwendung erregter Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in verschiedenen Teilen des Materials und zur Feststellung der Wirkung des Materials auf den elektrischen Schaltkreis zur Erregung der Einrichtung.

Bei der beabsichtigten Arbeitsweise der verbesserten Prüfeinrichtung für dielektrisches folienförmiges Material, das auf seinen Feuchtigkeitsgehalt untersucht werden soll (Holzfurnier, Papierbahnen, Gipsplatten usw.), wird daa zu prüfende Material durch das feld von Elektroden bewegt, die in eine Brückenschaltung eingeschaltet sind, die mt.t

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Wechselspannung gespeist ist. Feuchtigkeitsänderungen des Materials ändern den elektrischen Anechlußwert der Elektroden und bewirken so eine entsprechende Feinabstimmung in der Brückenschaltung, welche gemessen oder sonstwie ausgewertet werden kann. Die Änderung des elektrischen Anschlußwertes ist sehr klein, sie beträgt gewöhnlich nur ein paar Hundertstel eines Picofarad, so daß die Einrichtung extrem £ empfindlich sein muß. Bas fürt zu einer Anzahl sehr schwieriger technischer Probleme. Die bloße Änderung physikalischer Abmessungen des Elektrodensystems, die durch Schwankungen der Umgebungstemperatur (hervorgerufen auch durch das Folienmaterial) hervorgerufen wird, kann z. B. sehr stark die Eichung der Anordnung beeinflussen, und wenn sie nicht entsprechend berücksichtigt wird, kann das dazu führen, daß die Feuchtigkeitsnessungen praktisch nutzlos werden* In den meisten Fällen ist es unpraktisch, dieses Problem durch Eonstanthaltung der !Temperatur zu lösen. Wird darüber hinaus das Folienmaterial sehr schnell abgetastet und auch systematisch in allen Bezirken, wenn es sich an der Elektrodenstelle vorbeibewegt, so müssen die einzelnen Messungen bo genau wie möglich sein, da keine Zeit für Korrekturen ist, und die Messungen, die in den verschiedenen Zonen oder Bezirken der Folie durchgeführt werden, müssen zueinander in bestimmter Beziehung stehen, sie müssen z. B. alle die gleiche Beziehung zu der Bezugeeichung des Gesamtsystems haben. Bei einer

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Anordnung mit einzelnen Elektroden, die einzeln in schneller Folge an das Heßsystem an- und dann wieder abgeschaltet werden, um so die Breite der sich vorbe!bewegenden Folienbahn wiederholt abzutasten, 1st eine elektrische Gleichförmigkeit in den einzelnen Elektrodenschalteinrichtungen genau so wesentlich wie das symmetrische Gleichgewicht und die Gleichheit in den zugehörigen Verbindungspunkten der Brückeneohaltung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine M Einrichtung zur Feuchtigkeitsbestlunung zu schaffen, bei der diese Schwierigkeiten in einer praktischen und wirksamen Weise vermieden sind, so daß beständig reproduzierbare Ergebnisse bei niedrigen Kosten erzielt werden, um.so ein standardisiertes

ϊ Fertigungssystem zu ermöglichen, das zufriedenstellend unter den verschiedensten möglichen Bedingungen im Hinblick auf die Fertigungsstraße arbeiten kann·

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch mehrere aktive Primärelektroden, durch eine Trägerplatte, an der aktive Primärelektroden an Zwischenpunkten In einer I Reihenanordnung gehalten sind, in der sie im wesentlichen dem Prüfmaterial frontal gegenüberliegen, durch eine aktive Sekundärelektrodeneinrichtung, die an der Trägerplatte befestigt und elektrisch den Primärelektroden gegenüberliegt und mit diesen im Zusammenhang benutzbar ist, wenn sie zur ■ Erzeugung örtlicher, eine Reihe von Bezirken in dem Prüf- _; materia-1 quer durchdringender Felder erregt wird, durch mehrere

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primäre Blind elektroden, und sekundäre Blindelektrodeneinrichtungen, die im wesentlichen den aktiven Elektroden und Elektrodeneinrichtungen entsprechen und parallel dazu unterhalb der aktiven Primärelektroden und Sekundärelektrodeneinrichtung angeordnet sind, und zwar im wesentlichen in der gleichen thermischen Umgebung, durch eine BrückenscbaLtung mit Zweigen, die jeweils mit den aktiven und entsprechenden Blindelektroden verbunden sind und durch Erregung solcher Elektroden beeinflußt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt des Materials festzustellen, und durch Mittel zur aufeinanderfolgenden Einschaltung entsprechender aktiver und Blindelektroden in die jeweiligen Zweige, derart, daß die temperaturabhängigen Änderungen der elektrischen charakteristischen Eigenschaften der aktiven Primärelektroden und der Elektrodeneinrichtungen durch im wesentlichen gleiche Änderungen der gleichen

Charakteristiken der primären Elektroden und der sekundären Blindelektroden und der Elektrodeneinrichtung ausgeglichen und kompensiert werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist in höchstem Maße empfindlich und doch stabil und eichbar. Der Temperaturgang der elektrischen Eigenschaften ist sehr gut. Die erfindungsgemäße Einrichtung kompensiert sich selbst im Hinblick auf thermische Änderungen mit Hilfe einer VielfacbeJ.ektrodenanordnung, die in ein elektronisches Abtastsystem zur Bestimmung der Feuchtigkeitswerte eingeschaltet ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist kompakt, robust, wartungsfrei, einfach und billig, vor allem im Hinblick auf

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die in einem Gehäuse befindliche Elektrodenanordnung und die zugehörigen elektrischen Bauteile.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält mehrere sich gegenseitig überlagernde gleiche aktive und blinde Elektrode* paare, die in einer Reihenanordnung liegen und sich quer zur Bewegungsbahn des zu prüfenden lOlienmaterials erstrecken. Die Elektroden sind isoliert auf einer Seite eines langgestreckten leitenden Gehäuses frontal dem Folienmaterial dicht gegenüberliegend angeordnet, so daß sie von dem iOlienmaterial ^ beeinflußbar sind. Das Gehäuse enthält außerdem die Bauteile für eine Brückenschaltung, die mit den Elektrodenpaaren verbunden ist. Diese Bauteile, die sich jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Brückenschaltung befinden, sind symmetrisch in bezug zu den Gehäusewandungen angeordnet, ebenso die Leiter, durch die sie und ihre zugehörigen Elektrodenpaare aufeinanderfolgend in den gemeinsamen Meßkreis einschaltbar sind. Durch Verwendung sehr dünner Elektroden (gedruckte Leiterplatten) mit kleiner Wärmekapazität und durch Einführen | solcher Elektroden in eine neuartige laminare Wärmeausgleichsbaueinheit werden äußere Temperaturänderungen, die die Eichung der aktiven Elektrodenseite der Brücke zerstören können, fortwährend duroh gleiche Änderungen neutralisiert, die durch die Blindelektrodenseite hervorgerufen werden. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine

aufeinanderfolgende Verbindung der aktiven und blinden Elektrodenpaare und der zugehörigen abgestimmten Brücken-r schaltungsteile mit dem gemeinsamen Meßkreis durch angepaßte

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Halbleiterdioden bewirkt, die über ihre Vorspannung durch eine Schaltung ähnlich wie bei einem elektronischen Zähler gesteuert werden. Eine andere Ausführungsform der Erfindung zeigt eine Möglichkeit, nach der das Folienmaterial in einzelne Bezirke markiert ist, in denen der gemessene Wert der Feuchtigkeit unzulässig von der gewünschten Norm abweicht. Bei dieser Möglichkeit wird ein mechanischer Schalter mit mehreren Ebenen verwendet, um die Abtastung und die Durchführung der Markierung miteinander zu koordinieren, ohne daß andere sich bewegende Teile erforderlich wären. In jedem Fall können die Abtastgeschwhdigkeit und die Wiederholfrequenz der Abtastung entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Anlage eingestellt werden. Ebenso kann natürlich auch die Größe, die Form, der physikalische Abstand und die Zahl der verwendeten Elektrodeneinheiten in einer bestimmten Anordnung geändert werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung

eine Elektrodenbaueinheit zur Feuchtigkeitsprüfung und die zugehörige Brückenanordnung sowie das Gehäuse und die Befestigungen darin; ein Teil des Gehäuses ist weggebrochen,

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse für die Elektrodenanordnung und zeigt die lage der

Prüfelektrode in dem Gehäuse und

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Fig. 3 ist eine vereinfechte schematische Darstellung einer Abwandlung der Feuchtigkeitsprüfeinrichtung und zeigt insbesondere den Folgeschaltkreis.

Die Elektrodenanordnung weist ein langgestrecktes, kastenförmiges, leitendes Gehäuse 50auf, das innen offene Kanäle 52 hat, die sich in Längsrichtung entlang gegenüberliegenden Seiten im Oberteil des Gehäuses erstrecken. Diese - Kanäle halten die gegenüberliegenden Kanten einer laminaren Elektrodenanordnung 100 zur thermischen Kompensation, welche den oberen Abschluß des Gehäuses 50 bildet, das im Gebrauch ungefähr parallel zu dem Arbeitsmaterial S (Fig. 3) angeadnet ist. Diese laminare Baueinheit weist in ihrem Kern vorzugsweise eine Trägerplatte 102 für eine gedruckte Schaltung auf. Die Trägerplatte 102 besteht aus glasfaserverstärktem dünnem Kunststoff mit ausreichender Stärke, damit ein im wesentlichen flacher Hohlraum zwischen den Selten des Gehäuses 50 gebildet ist. Gleiche aktive Slektrodenstreifen 104 und Blindelektrodjenstreifen 106 Si₁Qd auf jeweils gegenüberliegenden Flächen der Trägerplatte 102 aufgebracht oder aufgeklebt. Diese Elektroden sind in dichter Folge in einer Reihenanordnung im wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses angeordnet. Bei Installation auf einer Fertigungsstraße erstreckt sich das Gehäuse quer zur Bewegungsrichtung dee Arbeitsmaterials, das auf den Feuchtigkeitsgehalt hin geprüft werden soll.

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Die gegenüberliegenden Reihen aktiver und blinder Elektrodenstreifen sind quer in einer elektrischen Ausnehmung zentriert, Mr die aktiven Elektroden ist diese Ausnehmung durch und zwischen geerdeten gedruckten Loitungsstreifen gebildet, die sich auf und entlang gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte 102 befinden. Mr die Blindelektroden 106 ist die Ausnehmung durch die geerdeten gedruckten Leitungsstreifen 110 gebildet, die unter den Streifen 108 liegen und in gleicher Weise ausgebildet sind. Diese Paare von Streifen 108 und 110 sind an dem Gehäuse 50 geerdet und dienen als Elektroden für die Elektrodenstreifen 104 und 106. Da sie auf den jeweiligen Flächen einer gedruckten Leiterplatte gebildet sind, liegen die aktiven Elektrodenstreifen 104 in gleicher Ebene und Kante an Kante mit den geerdeten Elektrodenstreifen 108, während die Blindelektrodenstreifen 106 in gleicher Ebene und im Abstand mit den ElektrodenBtreifen 110 liegen. Eine zwischen einer bestimmten aktiven Elektrode 104 und ihrer gegenüberliegenden geerdeten Elektrode 108 angelegte Spannung erzeugt ein Feld, das sich von der Fläche der laminaren Anordnung nach oben und in ein Arbeitsmaterial S erstreckt, das darüberllegt. Eine entsprechende, zwischen der gegenüberliegenden Blindelektrode 106 und der zugehörigen geerdeten Elektrode 110 angelegte Spannung erzeugt in gleicher Weise ein PeId, das sich nach unten in das Innere des Gehäuses erstreckt. Die sekundären oder geerdeten Elektroden bildenden Streifen 108 und 110 erstrecken sich nach innen in Richtung auf die

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entsprechenden primären, aktiven und blinden Elektroden 104 und 106, und zwar in ausreichendem Maße von den Seitenwandungen des Gehäuses 50, so daß die Kapazität jeder aktiven Elektrode 104 gegen Erde im wesentlichendie gleiche ist wie die Kapazität jeder Blindelektrode 106 gegen Masse. Das bedeutet, daß die liegenden Teile des Gehäuses (z. B. die Wände, die Behälterkanäle usw.) eine geringe Wirkung haben und nicht zu einem Ungleichgewicht der Elektroden führen, obwohl die Blindelektroden zum Inneren des Kastens hin ge- " richtet sind, während die aktiven Elektroden von dort nach außen gerichtet sind.

Durch Anordnung eines dielektrischen Deckblattes 112 über der oberen Fläche der gedruckten Leiterplatte und eines gleichen dielektrischen Deckblattes 114 in entsprechender Anordnung auf der Unterseite der gedruckten Leiterplatte wird die beschriebene laminare Anordnung zum Temperaturausgleich vervollständigt wobei die Elektrodenelemente thermisch von ihrer jeweiligen benachbarten thermischen Umgebung isoliert a sind. Die Deckblätter 112 und 114 bestehen vorzugsweise aus einem Wärmeisolationsmaterial mit hoher Wärmeträgheit, wie beispielsweise Tetrafluoräthylen, während die gedruckte Leiterplatte selbst, die das elektrische Isolationsmittel zwischen den aktiven und blinden Elektroden darstellt, aus einem Material mit relativ niedriger Wärmeträgheit besteht. Beide Seiten der Elektroäenanordnung sind folglich in starkem Maße thermisch gegenüber der Wirkung von Temperaturänderungen

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entweder in dem Gehäuse oder innerhalb der äußeren Umgebung isoliert, einschließlich dem Blattmaterial, das sich über die Oberseite des Elektrodengehäuses bewegt. In dem Maße jedoch, wie Temperaturänderungen die laminare Anadnung beeinflussen und damit auf die Elektroden einwirken, werden jedoch die aktiven und blinden Elektroden im wesentlichen in gleicher Weise beeinflußt, und zwar wegen der geringen V/ärmekapazität der sehr dünnen Elektroden, wegen ihrer Trennung durch ein ψ dünnes Blatt von der elektrischen Isolation, die ein relativ hohes Wärmeleitvermögen hat, und wegen ihrer Zwischenlage zwischen den Deckblättern 112 und 114 aus sehr stark wärmeisolierendem Material. Durch gleichzeitige Verbindung entsprechender aktiver und blinder Elektroden mit den gegenüberliegenden Seiten einer Meßbrücke kompensieren sich die Wirkungen der Temperaturänderungen auf die Größenverhältnisse der Elektroden selbsb, während sie sonst zu einer Verstimmung der Brücke wegen der sich ergebenden Änderungen der Anschlußwerte . führen würden. Durch Verwendung einer Peuchtigkeitsdichtung auf den Zwischenflächen der laminaren Anordnung und auf den Behälterkanälen 52 in der Weise, daß sich die Abdichtung um das gesamte Äußere der laminaren Anordnung herumerstreckt, kann das Innere der Anordnung ggf. sehr wirksam gegen den Eintritt von Feuchtigkeit geschützt werden.

In Fig. 3 ist jede aktive Elektrode 104 über eine Schaltdiode 116 mit einem gemeinsamen Leiter 118 verbunden, der an einen Zwischenpunkt E einer Brückenschaltung 20' führt.

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Jede blinde Elektrode 106 iet in gleicher Weise über eine Schaltdiode 120 mit einem gemeinsamen Leiter 122 verbunden, der an den gegenüberliegenden Zwischenpunkt D der Brückenschaltung angeschlossen ist. Mittels eines Koppelkondensators 124 ist eine Hochfreq'jenzspannung an den Brückenspeisepunkt A angeschlossen. An diesen gleichen Yerbindungspunkt ist eine Vorspannung, die alle Dioden normalerweise im nicht-leitenden Zutand hält, über einen Widerstand 126 von einem Punkt 128 μ ein r konstanten Spannung in einem spannungsgeregelten Ver-B >rgungsgerät 130 angelegt. In diesem gleichen Versorgungsgriit befindet sich auch ein Punkt 132 von höherer Spannung, dor, wenn er an die Kathode irgendeiner Schaltdiode angelegt wird, diese Diode in den leitenden Zustand bringt und so den zugehörigen Llektrodenstreifen alt der entsprechenden Verbindung der Brückenschaltung 20· verbindet, wie bei der zuvor beschriebenen AusfUhrungsfona·

Zur Durchführung dieser Schaltfunktion weist die in

Fig. 3 dargestellte Schaltung einen Steuertransistor 134 für \ jedes Diodenpaar 116, 120 auf, dessen Emitter mit einem Erdleiter 136 und dessen Kollektor über einen Vorwiderstand 138 mit einem Leiter 140 verbunden ist, an den das Potential des Punktes 132 des Versorgungsgeräts angelegt ist. Der Kollektor des Steuertransistors 134 ist wiederum mit den Kathoden der jeweiligen Dioden 116 und 120 jedes aktivenblinden Elektrodenpaares jeweils über entsprechende Widerstände 142 und 144 verbunden« Wenn das auch nicht dargestellt

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ist, so kann jedes System Marklerungs- oder Anzeigeeinrichtungen aufweisen, die mit jedem Paar der aktiven oder blinden Elektroden verbunden sind und zu gleicher Zeit erregt werden, wenn die Schaltdioden des zugehörigen Paares leitend sind, wie das bei der Schaltung bei leitern 146 der Fall ist, die sich von den gespeisten oder Basiselektroden des Transistors 134 erstrecken.

Zur zeitweieen und aufeinanderfolgenden Anschaltung

™ der gepaarten aktiven und blinden Elektroden an die Brttckenschaltung weist die Einrichtung gemäß Fig. 3 außerdem einen elektronischen Zählkreis auf, der eine Folge von Triggerschaltungen 150A, 150B usw. enthält, die über Ausgangeleiter 152 mit dem zugehörigen Steuertransistor 134 verbunden ist, die in der beschriebenen Weise eine Vorwärtsvorspannung an die Schaltdioden anlegen.

Die Triggerschaltungen 150A, 150B usw., von denen jeweils eine für jedes aktive-blinde Elektrodenpaar vorgesehen ist, sind als Ringzähler angeordnet. Jede derartige Schaltung

erzeugt einen Übertrag zu der nächstfolgenden Stufe, so daß jene von dieser getriggert wird, und die letzte Stufe in dieser Reihe stößt wieder die erste an, so daß der Zyklus wieder neu beginnt. Zu irgendeiner Zeit ist immer nur eine Stufe aktiv und erzeugt eine Vorwärtsvorspannung für die zugehörigen Schaltdioden 116 und 120 über den Steuertranistor 134, der auch veretärkt wirkt. Um die eine aktive Stufe in den inaktiven Zustand zu bringen, ist die Einspeisung eines Triggerimpulses , in eine Eingangsklf-mme 160 erforderlich. Geschieht das,, so

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wird die nächste Stufe automatisch aus dem inaktiven in den aktiven Zustand geschaltet. Durch das Anlegen einer Folge von !Trigger impuls en an die Eingangsklemme 160 werden somit die Elektrodenpaare aufeinanderfolgend an die Brtickenschaltung 20· angelegt, so daß wiederholt aufeinanderfolgende Bezirke quer zur Breite des Arbeitsmaterials S auf ihren Feuchtigkeitsgehalt abgetastet werden.

Die an die Eingangsklemme 160 angelegten Triggerimpulse werden dadurch steiler und kurzer gemacht, indem sie durch einen differenzierenden Kondensator 162 und einen Widerstand 164 geschickt werden, ehe sie an einen Eingangsleiter 166 gelangen, der den Emitterbasiskreisen von Steuertransistoren 168 in den jeweiligen Triggerkßisen gemeinsam ist. Ausgenommen in einer Stufe sind alle Transistoren 168 in den nicht-leitenden Zustand vorgespannt, während ihre zugehörigen Transistoren 170 in den leitenden Zustand vorgespannt sind, und zwar durch positive Vorspannung, die an ihre Basiselektroden von den Kollektoren der Transistoren 168 über R-O-Kreuzkoppe!verbindungen 172 angelegt ißt. Da sioh die Kollektoren der Transistoren 170 alle auf oder in der Nähe des Nullpotentials befinden (ausgenommen in der einen Stufe), sind alle Transif storen 134 in den ^ttAus"-Zustand vorgespannt. Die" Basen aller Transistoren 168 sind normalerweise alle etwas negativ Torgespannt, und zwar tiber I-O-Kopplungen 174 auf den Kollektoren der Transistoren 170 und durob die Verbindungen dieser BAf ea. über zugehörige Widerstände 176 mit einem Punkt 178 von »„,. ■..

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negativem Potential. Die Emitter der Transistoren 170 sind über einen leiter 180 direkt mit Masse verbunden, während die Kollektoren der Transistoren 168 mit einer positiven Spannungsquelle 182 über einen Widerstand 184 und die Kollektoren der Transistoren 170 mit der gleichen positiven Spannungsquelle über Widerstände 186 verbunden sind. Ein positiver Triggerimpuls, der zwischen Basis und Emitter des Transistors 168 angelegt wird, der sich in dem "Eiti¹- Zustand befindet, macht somit den Kollektorbasiskreis nicht-leitend, und der folgende Abfall der Kollektorspannung des zugehörigen Transistors pflanzt sich auf die nächstfolgende Stufe über einen Koppelkondensator 188 fort, wodurch der Traneietor 170 in den "Aus"-Zustand gestoßen wird, der dadurch einen Steuerstrom an den Staertransistor 134 legt. Die Triggerwirkung endet jedoch mit dieser Stufe, da die Stufe, die folgt, durch den positiven Impuls nicht getriggert ist, den sie über den Koppelkondensator 24 von der vorhergehenden Stufe erhält, die gerade in den "Ein"-Zustand gebracht worden ist.

Derartige getriggerte Ringzählerschaltungen sind bekannt, so daß die obige kurze Beschreibung genügen dürfte, um das Wesen und die Wirkung des Ringzäblersehaltsystems verständlich zu machen, das zur aufeinanderfolgenden Verbindung der Elektrodenpaare mit der gemeinsamen Brückenschaltung 20' dient. Jede passende Quelle für Triggerimpulse kann verwendet werden, und es gibt viele davon. 3?alls gewünscht, kann diese Quelle im Hinblick auf die Impulsfolgefrequenz der Triggerimpulse

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einstellbar sein, so daß die Schaltgeschwindigkeit für die Elektroden einstellbar ist. Es können auch Zählscbaltungen verwendet werden, die nicht ring- oder schleifenförmig aufgebaut sind, es können z. B. Schaltungen sein, die einen vollständigen Zyklus nach Anlegen eines einzigen Triggerimpulses an die erste Stufe durchlaufen. Es können auch selbsttätig arbeitende, wiederholte Zyklen durchlaufende Ringzähler verwendet werden, die überhaupt keiner Triggerung oder eines Anstoßes bedtirfen, wenn es auch in einem solchen Fall zweckmäßig sein dürfte, die Arbeitsweise der Triggerschaltung zu überwachen, so daß die Schaltgeschwindigkeit oder Schalthäufigkeit bei einem bestimmten Wert bleibt. Diese und andere Abwandlungen bei der Verwendung von getriggerten Zählschaltungen zur fortlaufenden Schaltsteuerung der Schaltdioden bereiten für den Fachmann keine Schwierigkeiten.

üb die Eichabweichungen infolge theraischer Auswanderungen weiter zu verringern, sind solche Teile der zusammengebauten Meßbrücke, die bestimmten blinden und aktiven Elektroden zugeordnet sind, in der Nähe der Elektroden und innerhalb des Gehäuses 50 für die Elektroden gekapselt, so daß sie im Hinblick auf Wärme eine gemeinsame Umgebung haben. Pas kann in einfacher Weise, wie dargestellt, dadurch erfolgen, daß diese Teile und ihre Verbindungen in der gedruckten Leitungstechnik hergestellt und/oder in Form dieser iechnik verbunden werden. Für jedes Elektrodenpaar ist dann eine

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Leiterplatte 190 vorgesehen, die in der Mitte in dem Gehäuse 50 im rechten Winkel zu der Längsachse des Gehäuses am Ort der zugehörigen Elektroden angeordnet ist. Der Widerstand 142 und die zugehörige Diode 116 sind auf der Leiterplatte 190 auf einer Seite der vertikalen Mittenfläche des Gehäuses 50 angeordnet, während Widerstand 144 und Diode 120 in gleicher Weise an der Leiterplatte symmetrisch zu den Elementen 142 und 116 angeordnet sind. Zum Ausgleich geringfügiger struktureller Unterschiede, die sich aus Eertigungstoleranzen ergeben haben, ist auf der Leiterplatte ein einstellbarer Kondensator 192 angebracht, der zwischen der benachbarten Seitenwandung des Gehäuses 50 und zum andern mit einer der zugehörigen aktiven oder blinden Elektroden, vorzugsweise der aktiven Elektrode, verbunden ist, da die blinde Elektrode meistens eine etv/as höhere Kapazität als die aktive Elektrode hat, und zwar doshalb, weil die blinde Elektrode in das Innere des Gehäuses 50 gerichtet ist. Die Leiterplatten 190 werden durch ihre Verbindungsdrähte zu den aktiven und blinden Elektroden gehalten, während eine zusatz- · liehe Halterung durch Isolierzapfen 194 am Boden des Gehäuses gegeben ist. Die gemeinsamen Leiter 118 und 122, die die einzelnen Schaltdioden 116 und 120 mit gemeinsamen Teilen der Brückenschaltung 20' (außerhalb dee Gehäuses 50 angeordnet) verbinden, bestehen aus Edelstahldrähten mit im wesentlichen den gleichen thermischen Expansionseigenschaften wie die Gehäusewandungen. Diese Drähte erstrecken sich in Längsrichtung

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durch das langgestreckte Gehäuse, und sie verbinden alle Leiterplatten. Diese Leiter 118 und 122 verlaufen eng benachbart zueinander und symmetrisch zu der längslaufenden Mittenebene des Gehäuses, so daß das elektrische Gleichgewicht des Brückensystems erhalten bleibt.

Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen kann der Schaltungsanordnung noch eine gewisse thermische Drift Innewohnen. Diese kann durch einen Kondensator 196 kompensiert werden, m der einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, und der zwischen Masse und einem der gemeinsamen Leiter 118 und 122 eingeschaltet ist. Das Ungleichgewicht, das durch diesen Kondensator mit negativem Temperaturkoeffizienten eingeführt

wird, kann bei einer bestimmten Bezugstemperatur durch einen anderen Kondensator 198 ausgeglichen werden, der zwischen Masse und dem anderen der Leiter 118 und 122 eingeschaltet iet. Die Kondensatoren 198 und 196 sind symmetrisch zu den Miftenfläche des Gehäuses angeordnet. Der Kondensator 198 hat praktisch keinen Temperatürgang, jedoch hat er *

ungefähr die gleiche Kapazität wie der Kondensator 196 bei der gewählten Befugstemperatür.

Zur Verbindung der Elektrodenanordnung und der zugehörigen S chaltlcoaiponent en, die sioh in dem Gehäuse 50 befinden, mit der äußeren Schaltung siftd Ie4ij,glich zwei Kabel erforderlich, die Jeweils mit dejß gerneinsaa eo. Leitern 118 und 122 verbunden ^ind, sowie die nötige Anzahl von Leitern 200 (je einer für jeiβ _riggtrsta£©) ithf Speisung der Sohaltdioden. Ditse äußeren Leiter sollten isoliert, abgeschirmt

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und so kurz wie möglich sein., insbesondere die, die mit den Leitern 118 und 122 verbunden sind, da diese Hochfrequenzströme führen und Elemente relativ hoher Impedanz (z. B. die Elektroden und die gegenüberliegenden Arme der Brücke) verbinden. Die Koaxialkabel, die die Brückenschaltung mit den Hochfrequenz führenden Leitern 118 und 122 verbinden, sind vorzugsweise aneinander befestigt oder in anderer Weise so angeordnet, daß sie immer im wesentlichen den gleichen thermischen Wirkungen unterliegen, und daß sie im Falle des Biegens zwangsläufig in einer gleichen Weise gebogen werden, so daß gleiche Abweichungen auftreten, die nicht das Gleichgewicht der hochempfindlichen Brückenschaltung stören.

Mit der erfindungsgemäßen verbesserten Feuchtigkeitsprüfeinrichtung können ausgewählte bestimmte Bezirke von Folienmaterial systematisch und so schnell wie nötig abgetastet werden, so daß selbst höchste Produktionsgeschwindigkeiten bei äußerst breiten Folien möglich sind. Die örtlichen Messungen sind, obwohl sie mit einer höchst empfindlichen Schaltung vorgenommen werden., gleichförmig und äußerst stabil zu einer gemeinsamen Bezugseichung bezogen. Die örtlichen Messungen' sind praktisch unabhängig von Änderungen der Umgebungstemperatur. Die kompakte Bauform der Elektrodenanordnung und der zugehörigen Schaltelemente, die gemeinsam damit gekapselt sind, gestatten die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung bei den meisten Produktionsstätten für Blattmaterial, ohne daß irgendwelche Änderungen daran.

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vorgenommen oder irgendwelche besonderen Schutzmaßnahmen im Hinblick auf die Umgebung erforderlich wären. Das System bietet sich zu einer Koordination der lokalen Messungen mit einer entsprechenden Markierung des Folienmaterials oder mit anderen ähnlichen Auswerteinrichtungen der gewonnenen Meßergebnisse an.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Materialprüfeinrichtung für den Feuchtigkeitsgehalt dielektrischer Materialien, unter Verwendung erregter Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrischen Feldes in verschiedenen Teilen des Materials und zur Feststellung der Wirkung des Materials auf den elektrischen Schaltkreis zur Erregung der Einrichtung, gekennzeichnet durch mehrere aktive Primärelektroden (104)_f durch eine Trägerplatte (102), an der aktive Primärelektroden an Zwischenpunkten in einer Reihenanordnung gehalten sind, in der sie im wesentlichen dem Prlifmaterial (5) frontal gegenüberliegen, durch eine aktive Sekundärelektrodeneinrichtung (108), die an der Trägerplatte befestigt und elektrisch den Primärelektroden gegenüberliegt und mit diesen im Zusammenhang benutzbar ist, wenn sie zur Erzeugung örtlicher, eine Reihe von Bezirken in dem Prüfmaterial quer durchdringender Felder erregt wird, durch mehrere primäre Blindelektroden (106) und sekundäre Blindelektrodeneinrichtungen (110), die im wesentlichen den aktiven Elektroden und Elektrodeneinrichtungen entsprechen und parallel dazu unterhalb der aktiven Primärelektroden und Sekundärelektrodeneinrichtung angeordnet sind, und zwar im wesentlichen in der gleichen thermischen Umgebung, durch eine Brückenschaltung (20·) mit Zweigen (E-118) und (D-122), die jeweils mit den aktiven und entsprechenden Blindelektroden

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verbunden Bind und durch Erregung solcher Elektroden beeinflußt werden, um den !Feuchtigkeitsgehalt des Materials festzustellen, und durch Mittel (116, 120) zur aufeinanderfolgenden Einschaltung entsprechender aktiver und Blindelektroden in die jeweiligen Zweige, derart, daß die temperaturabhängigen Änderungen der elektrischen charakteristischen Eigenschaften· der aktiven Primärelektroden und der Ilektrodeneinriohtungen durch im wesentlichen gleiche Änderungen der gleichen Charakteristiken der primären Elektroden und der sekundären Blindelektroden und der Ilektrodeneinriobtung ausgeglioben und kompensiert werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, daduroh fiekenazelohnpt, daß die aktlveö Primärelektroden und die aktiven Sekundäyelektrodeneinrichtungen dünne leitende Streifen aufweisen, die auf einer fläche einer dielektrischen Trägerplatte (102) befestigt sind, und daß in gleicher Weise die primären Blindelektroden und die sekundären Blindelektrodeneinrichtungen auf die andere fläche der Trägerplatte aufgebracht

3· Einrichtung nach Anspruch 2, daduroh gekenngelohnett thermisch Isolierende dielektrische Deckblätter (112» 114) zwischen den aktiven und blinden Pxieärelektroden und den Sekundärelektrodeneinriohtungen sudunen «u einer χιμμημιι« gesetzten laminaren Anordnung gepnokt Bind, und dafi die ^!

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Deckblätter (112, 1H) in bezug auf den Durchfluß von Wärme resistiver sind als die Trägerplatte.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes, elektrisch leitendes, kastenförmiges Gehäuse (50) vorgesehen ist, das eine offene Seite hat, daß die aktiven und blinden Elektroden innerhalb der Öffnung etwas entfernt von den Kanten der Öffnung nach innen angeordnet sind, daß die Brückenechaltung und die Schaltmittel innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, daß die Schaltmittel vorspannungsgesteuerte Sohaltdioden (116, 120) aufweisen, die zum gleichzeitigen Verbinden aktiver und blinder Elektroden mit den Zweigen der Brückenschaltung dienen, und daß Mittel (168, 170 usw.) zur. elektrischen Vorspannung der Dioden vorgesehen sind, derart, daß die Dioden aufeinanderfolgend leiten.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel mehrere vorspannungsgesteuerte Schaltdioden (116, 120) aufweisen, die elektrisch zwischen den jeweiligen aktiven Elektroden und einer Seite der Brückenschaltung eingeschaltet sind, daß entsprechende vorspannungsgesteuerte Schaltdioden elektrisch «wischen den jeweiligen Blindelektroden, und der gegenüberliegenden Seite der Brückenschaltung eingeschaltet sind, und daß Mittel (168, 170 usw.) vorgesehen sind, die die Dioden aufeinanderfolgend in den leitenden

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Zustand bringen, um so entsprechende aktive und blinde ,

lolektroden aufeinanderfolgend in gegenüberliegende Zweige der Briickenschaltung einamschalten.

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