DE202017106043U1

DE202017106043U1 - Feuchtedetektor zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche

Info

Publication number: DE202017106043U1
Application number: DE202017106043.8U
Authority: DE
Original assignee: Leibniz Universitaet Hannover
Current assignee: Ackerbauer Heide Dr Ing De; Richter Torsten Dr Ing De
Priority date: 2017-10-05
Filing date: 2017-10-05
Publication date: 2017-10-11
Anticipated expiration: 2027-10-06

Abstract

Feuchtedetektor (1) zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche (2), gekennzeichnet durch wenigstens ein Indikatorfeld (10), wobei das Indikatorfeld (10) zumindest abschnittsweise einen ersten Farbstoff mit einem ersten Farbton aufweist, wobei der erste Farbstoff zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, von einem zweiten Farbstoff überdeckt wird, wobei der zweite Farbstoff ausgebildet ist, im trockenen Zustand einen zweiten Farbton, welcher sich vom ersten Farbton unterscheidet, aufzuweisen und im nassen Zustand transparent zu sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Feuchtedetektor zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1, ein Objekt mit einer zu untersuchenden Oberfläche mit einem derartigen Feuchtedetektor gemäß des Schutzanspruchs 14 sowie ein Detektionssystem zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche mit einem derartigen Feuchtedetektor gemäß dem Schutzanspruch 15.
Auf vielen technischen Gebieten ist Feuchtigkeit aus unterschiedlichen Gründen unerwünscht. Beispielsweise kann Feuchtigkeit an den Außenoberflächen von Gebäudefassaden zur Bildung von mikrobiellem Bewuchs z.B. durch Schimmel, Algen, Pilze, Bakterien, Flechten und dergleichen führen. Dies gilt ebenso für die Innenwände von Gebäuden.
Um eine mögliche Bildung von mikrobiellem Bewuchs auf einer Oberfläche frühzeitig erkennen zu können, kann es daher vorteilhaft sein, die Feuchtigkeit der Oberfläche zu kennen bzw. eine ausreichend hohe Feuchtigkeit der Oberfläche zu erkennen, bei der ein mikrobieller Bewuchs möglich ist. Dies ist üblicherweise der Fall, sobald sich flüssiges Wasser auf der Oberfläche bildet. Insbesondere zur Untersuchung von mikrobiellem Bewuchs an Fassadenoberflächen ist die Kenntnis der Oberflächenfeuchteverhältnisse besonders wichtig. Die Dauer und Häufigkeit des Ausfalls von flüssigem Wasser kennzeichnet die Bewuchsanfälligkeit eines Materials. Für die Untersuchung, ab wann mit mikrobiellem Bewuchs zu rechnen ist, ist daher eine langfristige kontinuierliche Detektion von Oberflächenwasser anzustreben.
Hierzu ist es bisher bekannt, die zu untersuchende Oberfläche z.B. mit einem Vlies abzutupfen und den Tupfer vorher und nachher zu wiegen, um aus der Gewichtsdifferenz auf das angefallene Oberflächenwasser zu schließen. Nachteilig ist hierbei, dass es sich um ein ungenaues und manuell durchzuführendes Verfahren handelt, welches pro Messung einen nicht unerheblichen Zeitaufwand sowie Arbeitsaufwand verursachen kann. Auch können damit lediglich für die Person zugängliche Stellen der zu untersuchenden Oberfläche auf ihre Feuchtigkeit überprüft werden. Ferner ist eine Person erforderlich, um das Verfahren durchführen zu können. Des Weiteren wird durch das abschnittsweise Abtupfen des angefallenen Oberflächenwasser von der zu untersuchenden Oberfläche die Situation verändert.
Es ist ferner bekannt, z.B. zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Baustoffen einen Bohrkern zu erstellen, dem Baustoff zu entnehmen und z.B. direkt nach der Entnahme sowie im späteren getrockneten Zustand zu wiegen. Auch hierdurch kann aus der Gewichtsdifferenz auf die Feuchtigkeit geschlossen werden. Daher handelt es sich ebenfalls um ein ungenaues und manuell durchzuführendes Verfahren, welches die zuvor beschriebenen Nachteile aufweist. Ferner wird das zu untersuchende Objekt durch die Messung zumindest abschnittsweise zerstört bzw. beschädigt. Auch erfordert die Herstellung des Bohrkerns einen nicht unerheblichen Aufwand, welcher auch aufwendiges Gerät erfordert. Dies kann alles kann dieses Verfahren sehr unwirtschaftlich machen. Ferner kann mit diesem Verfahren flüssiges Wasser an der zu untersuchenden Oberfläche eines Baustoffs gar nicht oder nur ungenau bestimmt werden.
Es ist daher auch bekannt, mittels eines Handgerätes eine Widerstandsmessung an der zu untersuchenden Oberfläche durchzuführen bzw. die Dielektrizitätskonstante des Baustoffs zu erfassen, um dessen Feuchtigkeit zu bestimmen. Hierzu kann das Handgerät von einer Person auf der zu untersuchenden Oberfläche aufgesetzt und der gemessene Widerstandswert bzw. die Dielektrizitätskonstante bestimmt und hieraus die Feuchtigkeit abgelesen werden. Somit kann eine Bestimmung der Feuchtigkeit schnell und zerstörungsfrei erfolgen. Eine derartige Schaltungsanordnung für die elektrische Feuchtigkeitsmessung mit einem Widerstandsmessgerät ist beispielsweise aus der DE 933 417 C bekannt.
Nachteilig ist hierbei jedoch, dass lediglich für die Person zugängliche Stellen der zu untersuchenden Oberfläche auf ihre Feuchtigkeit überprüft werden können. Auch sind diese Messungen durch eine Person durchzuführen. Ferner kann durch das Aufsetzen des Handgerätes auf der zu untersuchenden Oberfläche diese beeinflusst und bzw. oder beschädigt werden. Beispielsweise kann durch das Aufsetzen des Handgerätes das Kapillarverhalten an der Messstelle der zu untersuchenden Oberfläche beeinflusst werden und so der Messwert nicht repräsentativ für die tatsächliche Feuchtigkeit der zu untersuchenden Oberfläche sein. Nachteilig ist ferner, dass der Messwert neben der Feuchtigkeit auch von der Art des Baustoffs und vor allem vom Salzgehalt des untersuchten Baustoffs abhängen kann. Dies kann das Messergebnis verfälschen.
Zu beachten ist des Weiteren, dass der Feuchtezustand einer Oberfläche stark von der Oberflächentemperatur abhängen kann. Die Installation von Messtechnik zur Feuchtigkeitsmessung auf bzw. unmittelbar vor der zu untersuchenden Oberfläche kann die Wärmestrahlungsbilanz der zu untersuchenden Oberfläche beeinflussen und somit die Messung der Feuchtigkeit verfälschen.
Bekannt ist es weiterhin, die zu untersuchende Oberfläche optisch zu erfassen. Hierzu werden bildgebende Verfahren verwendet, welche sich unterschiedliche Absorptionsbanden von Wasser im nahen Infrarotbereich zu Nutze machen. Die Messtechnik dieser Verfahren ist jedoch vergleichsweise kostenintensiv.
Aus der DE 101 48 750 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Detektion von Schimmelpilzbefall auf einer Oberfläche bekannt, bei der eine optische Sensoreinheit eingesetzt wird, welche sowohl einen Nährboden als auch die zu untersuchende Oberfläche optisch erfassen kann. Der Nährboden weist günstigere Wachstumseigenschaften für einen Schimmelpilzwuchs als die zu untersuchende Oberfläche auf, so dass sich dort unter vergleichbaren Bedingungen eher ein Schimmelpilz als auf der zu untersuchenden Oberfläche bildet. Dieser kann optisch durch die Sensoreinheit erkannt werden, so dass ein drohender Schimmelpilzbefall der Oberfläche erkannt werden kann, bevor dieser dort eintritt.
Nachteilig ist bei diesem Verfahren, dass neben der optischen Sensoreinheit auch ein Nährboden für Schimmelpilzwachstum platziert und verwendet werden muss. Gerade der Nährboden kann z.B. an Oberflächen von Fassaden nicht überall platziert werden und muss ggfs. regelmäßig ausgetauscht bzw. erneuert werden. Dies kann zu einem nicht unerheblichen Aufwand sowie zu nicht unerheblichen Kosten führen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, welche einfacher und bzw. oder verlässlicher als bisher bekannt ist. Insbesondere soll die Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche berührungslos, zerstörungsfrei und bzw. langfristig reproduzierbar ausgeführt werden können. Zusätzlich oder alternativ soll die Erkennung von flüssiges Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche keinen Einfluss auf das Messergebnis haben. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Möglichkeiten geschaffen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Feuchtedetektor mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 1, durch ein Objekt mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 14 sowie durch ein Detektionssystem mit den Merkmalen des Schutzanspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Feuchtedetektor zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche. Die Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche entspricht der Erkennung der (Oberflächen-)Feuchtigkeit einer zu untersuchenden Oberfläche. Die Oberfläche kann eine innere oder äußere Oberfläche eines beliebigen Objekts bzw. Körpers sein. Vorzugsweise handelt es sich um eine innere oder äußere Oberfläche eines Gebäudes oder eines Gebäudebestandteils wie z.B. eines Fensters, einer Tür oder dergleichen. Besonders vorzugsweise wird die äußere Oberfläche einer Fassade eines Gebäudes betrachtet. Vorzugsweise kann jeweils die Erkennung des flüssigen Wassers einer Beurteilung dienen, ob mit einem mikrobiellen Bewuchs zu rechnen ist. Die Erkennung des flüssigen Wassers kann jedoch auch anderen Zwecken dienen wie beispielsweise einer Notwendigkeit, eine Belüftung durchzuführen, oder den Feuchtigkeitszustand eines Anstrichs oder eines Putzauftrags auf der Oberfläche zu erkennen.
Der erfindungsgemäße Feuchtedetektor zeichnet sich durch wenigstens ein Indikatorfeld aus, wobei das Indikatorfeld zumindest abschnittsweise einen ersten Farbstoff mit einem ersten Farbton aufweist, wobei der erste Farbstoff zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, von einem zweiten Farbstoff überdeckt wird, wobei der zweite Farbstoff ausgebildet ist, im trockenen Zustand einen zweiten Farbton, welcher sich vom ersten Farbton unterscheidet, aufzuweisen und im nassen Zustand transparent zu sein.
Mit anderen Worten weist der erfindungsgemäße Feuchtedetektor wenigstens abschnittsweise wenigstens zwei Schichten oder Lagen auf, wobei die untere Lage, die näher an der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet ist, einen ersten Farbstoff mit einem ersten beliebigen Farbton aufweist. Die obere Lage, die weiter von der zu untersuchenden Oberfläche weg angeordnet ist, weist einen zweiten Farbstoff auf, welcher die besondere Eigenschaft besitzt, im trockenen Zustand einen zweiten Farbton, welcher sich von ersten Farbton unterscheidet, aufzuweisen und im nassen Zustand transparent zu sein. Hierdurch kann es ermöglicht werden, dass im trockenen Zustand des zweiten Farbstoffs der zweite Farbton den ersten darunterliegenden Farbton überdeckt und damit für einen Betrachter nicht-sichtbar macht. Wird jedoch der zweite Farbstoff nass und es liegt flüssiges Wasser vor, so wird der zweite Farbstoff transparent und der darunterliegende erste Farbton wird nach außen hin sichtbar. Dies gilt umgekehrt für das Trocknen eines punktuellen bis flächigen nassen Indikatorfelds.
Diese Farbveränderung ist dabei vorzugsweise reversibel, so dass der nasse zweite Farbstoff bei erneuter Trocknung wieder den zweiten Farbton zeigt und den darunterliegenden ersten Farbton verdeckt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass falls kein flüssiges Wasser mehr im Bereich des Indikatorfelds zur Verfügung steht, der zweite Farbstoff trocknet, hierdurch seine Transparenz verliert und seinen zweiten Farbton zeigt.
Die Farbveränderung kann dabei, über das gesamte Indikatorfeld betrachtet, zunehmend bzw. beim Trocknen abnehmend sein. Erreicht die Feuchtigkeit den relativen Wert von 100%, so kann es je nach Beschaffenheit des Untergrunds punktuell zur Bildung von flüssigem Wasser z.B. in Form von kleinsten Wassertropfen. Dann tritt auch punktuell eine Transparenz des zweiten Farbstoffs auf, welcher den ersten Farbton an dieser Stelle durchscheinen lässt, während die umgebenden noch trockenen Bereiche den zweiten Farbton aufweisen. Dies kann nach außen den Eindruck einer schwachen Verfärbung hervorrufen, welcher mit zunehmender Feuchtigkeit aufgrund der zunehmenden transparenten Stellen des Indikatorfeldes immer stärker wird bis schließlich das gesamte Indikatorfeld nass ist und damit vollständig transparent ist.
Betrachtet somit eine Person oder eine optische Messvorrichtung das Indikatorfeld des Feuchtedetektors, so wird im trockenen Zustand des Indikatorfelds und damit auch im trockenen Zustand einer zu untersuchenden Oberfläche, welche den Feuchtedetektor aufweist, ausschließlich bis maßgeblich der zweite Farbton wahrgenommen. Im nassen Zustand des Indikatorfelds und damit auch im nassen Zustand der zu untersuchenden Oberfläche wird hingegen ausschließlich bis maßgeblich der erste Farbton wahrgenommen, da der zweite Farbstoff nun transparent ist und den ersten Farbton durch sich hindurch sichtbar macht. Hierdurch kann erfindungsgemäß eine einfache Erkennung eines nassen Zustands des Indikatorfelds und damit auch der zu untersuchenden Oberfläche erfolgen, da von einer Person oder mittels einer optischen Messvorrichtung unterschieden werden kann, ob bzw. wie sehr das Indikatorfeld den ersten Farbton oder den zweiten Farbton aufweist. Wird der erste Farbton wahrgenommen, ist das Indikatorfeld nass; wird der zweite Farbton wahrgenommen, ist das Indikatorfeld trocken. Werden beide Farbtöne teilweise wahrgenommen, so ist das Indikatorfeld teilweise nass und teilweise trocken. Entsprechend kann auf die Feuchtigkeit bzw. auf eine vorhandene Nässe der zu untersuchenden Oberfläche geschlossen werden.
Hierdurch kann z.B. eine ausreichende Nässe zur Bildung von mikrobiellem Bewuchs z.B. auf einer Außenfassade vorzeitig erkannt werden, welche z.B. durch Regen oder durch Taubildung entstanden sein kann. Auch kann durch die Taubildung z.B. auf einem Fensterrahmen im Inneren eines Gebäudes die Notwendigkeit zur Lüftung durch eine Person oder selbststätig durch eine Lüftungsanlage erkannt werden. Ferner kann der Feuchtedetektor auf eine z.B. frisch gestrichene oder verputzte Oberfläche aufgebracht werden, so dass bei getrocknetem Feuchtedetektor auf die Belegungsreife der gesamten Fläche geschlossen und der nächste Arbeitsschritt durchgeführt werden kann.
Unter einem Farbton oder auch unter einer Farbe wird die Erscheinungsweise eines Objekts verstanden, welche von einer Person mit dem Auge wahrgenommen werden kann und welche auf der verschiedenartigen Reflexion und Absorption von Licht beruht. Der Farbton oder die Farbe wird dabei von einem Farbstoff hervorgerufen, welcher auch als färbende Substanz oder Färbemittel bezeichnet und verwendet werden kann, einem Objekt einen vorbestimmten Farbton zu geben.
Der erste Farbton und der zweite Farbton können dabei jeweils beliebige Farbtöne sein, sind jedoch ausreichend unterschiedlich, dass von einer Person oder von einer optischen Messvorrichtung ein ausreichender Unterschied wahrgenommen werden kann.
Ein entsprechender Farbstoff ist z.B. seitens der Fa. Matsui Color bekannt, welcher im trockenen Zustand weiß als zweiten Farbton aufweist und im nassen Zustand transparent ist. Ein derartiger Farbstoff kann als hydrochrom oder auch als hydrochromatisch bezeichnet werden.
Der Feuchtedetektor bzw. dessen Indikatorfeld kann dabei z.B. als Anstrich auf einer zu untersuchenden Oberfläche ausgebildet sein, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Alterativ kann der Feuchtedetektor bzw. dessen Indikatorfeld auch als separates Element ausgebildet und auf einer zu untersuchenden Oberfläche z.B. durch Kleben oder durch Eindrücken in einen frischen Putz oder dergleichen aufgebracht sein, wie ebenfalls weiter unten noch näher erläutert werden wird. Zum Aufkleben kann vorzugsweise eine möglichst dünne und bzw. oder im Außenbereich eine UV-beständige Klebeschicht verwendet werden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Feuchtedetektor wenigstens ein Referenzfeld auf, welches zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, einen dritten Farbstoff mit dem zweiten Farbton aufweist. Hierdurch kann durch eine Person oder durch eine optische Messvorrichtung ein Vergleich erfolgen, um den aktuellen Farbton des Indikatorfelds relativ zum Farbton des Referenzfelds zu beurteilen, welcher aufgrund des zweiten Farbtons dem Farbton des Indikatorfelds im trockenen Zustand entspricht. Dies kann die Qualität der Aussage, ob bzw. wie sehr das Indikatorfeld trocken oder nass ist, verbessern. Dabei kann im trockenen Zustand gar kein Farbunterschied des Indikatorfelds gegenüber dem Referenzfeld vorliegen, bei beginnender punktueller Nässe schwach ausfallen und bei zunehmender flächendeckender Nässe ansteigen. Dies gilt umgekehrt beim Trocknen des Indikatorfelds.
Insbesondere kommt es bei der Beurteilung des vorliegenden Farbtons des Indikatorfelds nicht auf die Erinnerung einer Person an, wie der Farbton im trockenen Zustand ist, da dieser Farbton auf dem Referenzfeld wahrgenommen und mit dem aktuellen Farbton des Indikatorfelds verglichen werden kann. Dies gilt ebenso für die Verwendung einer optischen Messvorrichtung. Ferner können die Auswirkungen von äußeren Einflüssen wie z.B. der Beleuchtung des Feuchtedetektors bzw. die Helligkeit der Umgebung hierdurch reduziert oder sogar außer acht gelassen werden, weil diese äußeren Einflüsse sowohl auf das Indikatorfeld als auch auf das Referenzfeld, vorzugsweise gleichermaßen, wirken und somit durch den relativen Vergleich der beiden Felder des Feuchtdetektors keinen oder lediglich einen geringen und vernachlässigbaren Einfluss auf den Vergleich haben.
Auch das Referenzfeld kann z.B. als Anstrich auf einer zu untersuchenden Oberfläche ausgebildet sein, wie weiter unten noch näher erläutert werden wird. Alterativ kann das Referenzfeld auch als separates Element ausgebildet und auf einer zu untersuchenden Oberfläche z.B. durch Kleben oder durch Eindrücken in einen frischen Putz oder dergleichen aufgebracht sein, wie ebenfalls weiter unten noch näher erläutert werden wird. Das Indikatorfeld und das Referenzfeld können dabei gleich ausgebildet oder unterschiedlich ausgebildet sein, d.h. beide Felder können als Anstrich oder als separate Elemente ausgebildet sind. Es ist aber auch möglich, ein Feld als Anstrich und das andere Feld als separates Element auszubilden. Dies kann vom jeweiligen Anwendungsfall abhängen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der dritte Farbstoff zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, von dem zweiten Farbstoff überdeckt. Dies kann die Herstellung erleichtern, sei es als Anstrich oder als separates Element, da beide Felder mit dem zweiten hydrochromen bzw. hydrochromatischen Farbstoff überdeckt werden. Dies beeinflusst die zuvor beschriebene Funktionsweise des Feuchtedetektors jedoch nicht, dass der zweite hydrochrome bzw. hydrochromatische Farbstoff im trockenen Zustand und der dritte Farbstoff des Referenzfelds den gleichen zweiten Farbton aufweisen. Wird somit der zweite hydrochrome bzw. hydrochromatische Farbstoff im nassen Zustand transparent, so erscheint mit dem zweiten Farbton des dritten Farbstoffs des Referenzfeldes der gleiche Farbton, den der zweite hydrochrome bzw. hydrochromatische Farbstoff im trockenen Zustand aufweist. Somit findet zwischen dem trockenen und dem nassen Zustand des Referenzfelds dort keine Veränderung des Farbtons statt und das Referenzfeld kann in beiden Zuständen für einen Vergleich mit dem Indikatorfeld verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung entspricht der zweite Farbton dem Farbton der zu untersuchenden Oberfläche zumindest im Bereich des Feuchtedetektors. Hierdurch kann der Feuchtedetektor möglichst unauffällig auf der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet werden, da der Feuchtedetektor im trockenen Zustand den gleichen Farbton wie die zu untersuchende Oberfläche aufweist und somit von einer Person gar nicht wahrgenommen wird. Andernfalls könnte der Feuchtedetektor den Anblick der zu untersuchenden Oberfläche wie z.B. eine Gebäudefassade, einen Fenster- oder Türrahmen oder dergleichen für den Anblick einer Person stören.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind das Indikatorfeld und vorzugsweise das Referenzfeld direkt auf der zu untersuchenden Oberfläche ausgebildet. Dies kann z.B. in Form eines Anstrichs mit dem ersten Farbstoff und ggfs. mit dem dritten Farbstoff und anschließend mit dem zweiten Farbstoff direkt auf der zu untersuchenden Oberfläche erfolgen. Dies kann es ermöglichen, den Feuchtedetektor möglichst flach und unscheinbar auszubilden, so dass Störungen des Anblicks für eine Person vermieden werden können. Auch kann dies den Aufwand und bzw. oder die Kosten zur Realisierung des Feuchtedetektors vergleichsweise gering halten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Indikatorfeld auf einem Trägerelement ausgebildet, wobei das Trägerelement ausgebildet ist, auf der zu untersuchenden Oberfläche aufgebracht zu werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, den Feuchtedetektor unabhängig von der zu untersuchenden Oberfläche vorzubereiten, was z.B. bei einer Serienfertigung mit hoher Stückzahl die Kosten des einzelnen Feuchtedetektors gering halten kann. Auch kann eine definierte und reproduzierbare Herstellung erfolgen, so dass die erfindungsgemäße Funktion des Feuchtedetektors sichergestellt werden kann und nicht von der Herstellung z.B. als Anstrich am Ort der Nutzung abhängt. Das Trägerelement kann dann um Ort der Nutzung z.B. auf die zu untersuchende Oberfläche aufgeklebt oder auch z.B. in einen frischen Putz eingedrückt werden.
Als Trägerelement können dabei jegliche Materialien verwendet werden, welche zum einen die Ausbildung wenigstens des Indikatorfelds durch Farbstoffe erlauben, d.h. diese Farbstoffe aufnehmen können. Zum anderen muss das Trägerelement dazu geeignet sein, auf der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet zu werden, wie zuvor beschrieben. Vorzugsweise wird dabei die zu untersuchende Oberfläche durch das aufgebrachte Trägerelement möglichst wenig verändert. Gleichzeitig kann das Trägerelement derart, vorzugsweise dünn und bzw. oder flach, ausgebildet sein, damit wenigstens das Indikatorfeld möglichst nah an der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet werden kann, so dass die Feuchtigkeit des Indikatorfelds als repräsentativ für die zu untersuchende Oberfläche angesehen werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Referenzfeld auf einem Trägerelement ausgebildet, wobei das Trägerelement ausgebildet ist, auf der zu untersuchenden Oberfläche aufgebracht zu werden. Hierbei gelten für das Trägerelement zur Ausbildung des Referenzfelds die gleichen Eigenschaften wie zuvor hinsichtlich des Indikatorfelds beschrieben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Indikatorfeld und das Referenzfeld auf jeweils einem separaten Trägerelement ausgebildet. Hierdurch können diese unabhängig voneinander angeordnet werden, was das jeweilige Anordnen für eine Person einfacher machen kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Indikatorfeld und das Referenzfeld auf einem gemeinsamen Trägerelement ausgebildet. Hierdurch kann der Feuchtedetektor als Ganzes in einem Schritt von einer Person auf der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet werden. Auch kann sichergestellt werden, dass die Farbtöne der Felder des Feuchtedetektors wie zuvor beschrieben aufeinander abgestimmt sind, so dass die erfindungsgemäße Funktionsweise erreicht werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Trägerelement zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, wenigstens eine Aussparung, vorzugswiese eine Mehrzahl von Aussparungen, auf. Hierdurch kann eine vollständige Abdeckung bzw. Versiegelung der zu untersuchenden Oberfläche durch das Trägerelement des Feuchtedetektors vermieden werden, indem dessen Fläche zumindest an einer Stelle und vorzugsweise an mehreren Stellen unterbrochen wird. Dies kann dazu beitragen, die zu untersuchende Oberfläche möglichst wenig durch die Verwendung des Feuchtedetektors zu beeinflussen. Insbesondere kann eine Veränderung der solaren Einwirkungen durch den Feuchtedetektor vermieden werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement als Gitter ausgebildet. Hierdurch können zum einen sehr viele Aussparungen vorgesehen werden, um die zuvor beschriebene vollständige Abdeckung bzw. Versiegelung der zu untersuchenden Oberfläche durch das Trägerelement des Feuchtedetektors möglichst wirkungsvoll zu vermeiden. Gleichzeitig können diese Aussparungen auch möglichst gleichmäßig verteilt werden, was diese Vorteile noch verstärken kann. Ferner kann das Indikatorfeld und ggfs. auch das Referenzfeld möglichst flächig ausgebildet werden, um optisch von einer Person bzw. von einer optischen Messvorrichtung möglichst gut wahrgenommen werden zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Trägerelement als textiles Trägerelement ausgebildet. Dies kann zum einen bewirken, dass Farbstoffe von dem Trägerelement sehr gut aufgenommen werden können. Zum andere kann ein textiles Trägerelement aufgrund seiner flexiblen Materialeigenschaften sehr gut auf einem Untergrund als zu untersuchende Oberfläche, welche ggfs. auch uneben sein kann, angeordnet werden. Ferner lassen sich Textilien sehr flach ausbilden, so dass der Feuchtedetektor möglichst flach ausgebildet werden kann, um möglichst direkt auf der zu untersuchenden Oberfläche angeordnet zu werden und um möglichst wenig optisch in Erscheinung zu treten, wie zuvor beschrieben. Des Weiteren kann ein textiles Trägerelement einfach und schnell auf eine gewünschte Fläche zugeschnitten werden, insbesondere direkt am Einsatzort, um den Feuchtedetektor ggfs. der zu untersuchenden Oberfläche anzupassen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind das Indikatorfeld und das Referenzfeld unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet. Dies kann den Vergleich des aktuellen Farbtons des Indikatorfelds mit dem Referenzfeld erleichtern bzw. die Qualität der Aussage über die Feuchtigkeit des Indikatorfelds verbessern.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Objekt mit einer zu untersuchenden Oberfläche, auf welcher flüssiges Wasser erkannt werden soll, wobei auf der zu untersuchenden Oberfläche zumindest abschnittsweise wenigstens ein Feuchtedetektor wie zuvor beschrieben ausgebildet und bzw. oder aufgebracht ist. Das Objekt kann ein beliebiger Gegenstand oder Körper sein. Die zu untersuchende Oberfläche kann eine äußere oder eine innere Oberfläche des Objekts sein. In jedem Fall kann ein Feuchtedetektor wie zuvor beschrieben verwendet werden, welcher z.B. als Anstrich oder als separates Element z.B. durch Aufkleben oder Eindrücken in einen feuchten Putz auf der zu untersuchenden Oberfläche vorgesehen werden kann, um flüssiges Wasser auf der Oberfläche optisch wahrnehmbar zu machen. Hierdurch können die zuvor beschriebenen Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Feuchtedetektors an einem Objekt praktisch angewendet und genutzt werden. Dabei können auch mehrere Feuchtedetektoren an einem Objekt an derselben zu untersuchenden Oberfläche oder an unterschiedlichen zu untersuchenden Oberflächen vorgesehen werden, um jeweils eine Aussage über das Vorhandensein von flüssigem Wasser an dieser Stelle treffen zu können.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Detektionssystem zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche mit einem Feuchtedetektor wie zuvor beschrieben und mit einer optischen Messvorrichtung, welche wenigstens eine Klarbilderfassungseinheit aufweist, wobei die Klarbilderfassungseinheit ausgebildet ist, den Feuchtedetektor optisch zu erfassen. Unter einer Klarbilderfassungseinheit wird eine optische Bilderfassungseinheit verstanden, welche ausgebildet ist, ein optisches Bild entsprechend der menschlichen Wahrnehmung zu erfassen.
Mittels eines derartigen Detektionssystems kann eine Erfassung des Feuchtedetektors erfolgen, ohne dass eine Person dies ausführen muss. Hierdurch kann die Erfassung des Feuchtedetektors sowie die Auswertung des erfassten Bildes selbsttätig und automatisiert durchgeführt werden, so dass eine Person von dieser Aufgabe entlastet und bzw. oder die Qualität der Aussage objektiviert und damit gesteigert werden kann. Hierzu können geeignete Verfahren der Bildverarbeitung und Bilderkennung verwendet werden. Beispielsweise kann der Feuchtedetektor in regelmäßigen zeitlichen Abständen erfasst werden, so dann eine kontinuierliche Überwachung der zu untersuchenden Oberfläche auf das Vorhandensein von flüssigerem Wasser durchgeführt werden kann.
Die optische Messvorrichtung kann mobil oder stationär angeordnet bzw. ausgebildet sein. Als mobile Einheit kann die optische Messvorrichtung z.B. ein Smartphone, Tablet oder dergleichen sein, welches von einer Person bei Bedarf auf den Feuchtedetektor gerichtet werden kann, um wenigstens ein Bild in diesem Moment aufzunehmen und der Person zur eigenen Beurteilung anzuzeigen und bzw. oder eine automatisierte Bildauswertung vorzunehmen und der Person das Ergebnis der Bildauswertung mitzuteilen. Auch kann die optische Messvorrichtung z.B. als bildaufnehmendes Fluggerät wie z.B. eine Drohne ausgebildet sein, so dass z.B. ein Feuchtedetektor auf Höhe einer oberen Etage einer Außenfassade eines Gebäudes besser erfasst werden kann als von Boden aus.
Als stationäre Einheit kann die optische Messvorrichtung feststehend angeordnet sein, um bei Bedarf, z.B. durch eine Fernauslösung durch eine Person oder auch selbsttätig in regelmäßigen Zeitabständen bzw. zu vorbestimmten Zeitpunkten wenigstens ein Bild von dem Feuchtedetektor zu erfassen und weiterzuleiten und bzw. oder eine automatisierte Bildauswertung vorzunehmen und z.B. der Person das Ergebnis der Bildauswertung mitzuteilen. Ein derartiges Detektionssystem kann z.B. auch mit einer Steuerungsanlage eines Lüftungssystems kombiniert werden, so dass im Falle einer erkannten unzulässig hohen Feuchtigkeit durch die Entstehung von Nässe z.B. durch Taubildung die Lüftungsanlage betrieben werden kann. Die stationäre Einheit kann dabei z.B. ein Smartphone, Tablet oder dergleichen aufweisen, was die Umsetzung vereinfachen kann. Vorzugsweise ist wenigstens die Klarbilderfassungseinheit durch ein Gehäuse oder durch eine Einhausung vor Witterungseinflüssen sowie vor einem unberechtigten Zugriff geschützt untergebracht.
Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuchtedetektors im trockenen Zustand;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuchtedetektors im nassen Zustand; und
3 eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Detektionssystems.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuchtedetektors 1 im trockenen Zustand. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Feuchtedetektors 1 im nassen Zustand. Der Feuchtedetektor 1 weist ein Indikatorfeld 10 und ein Referenzfeld 11 auf. Die beiden Felder 10, 11 sind unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet und nehmen gemeinsam die Fläche des Feuchtedetektors 1 ein. Beide Felder 10, 11 sind in dem betrachteten Ausführungsbeispiel etwa gleich groß und jeweils rechteckig ausgebildet, wobei auch der Feuchtedetektor 1 als Ganzes rechteckig ausgebildet ist. Mit anderen Worten nimmt jedes Feld 10, 11 etwa die Hälfte des Feuchtedetektors 1 ein.
Der Feuchtedetektor 1 besteht aus einem textilen Trägerelement in Form eines gitterartigen textilen Gewebes, auf dem gemäß der Darstellung der 1 und 2 rechts das Indikatorfeld 10 und links das Referenzfeld 11 angeordnet sind. Die textilen Eigenschaften des Trägerelements machen dieses zum einen flexibel, so dass der Feuchtedetektor 1 einfach gehandhabt, zugeschnitten und aufgebracht werden kann. Zum anderen können Farbstoffe von dem textilen Material gut aufgenommen werden und somit sicher und dauerhaft anhaften. Durch die gitterartige Struktur werden in regelmäßigen Abständen zahlreiche Aussparungen geschaffen, so dass ein Untergrund durch das Aufbringen des Feuchtedetektors 1 möglichst wenig versiegelt wird. Vorzugsweise kann eine Maschenweite von ca. 1 mm angewendet werden.
In dem Bereich des Indikatorfelds 10 ist das textile Trägerelement mit einem ersten Farbstoff mit einem ersten Farbton eingefärbt. Der erste Farbstoff färbt das textile Trägerelement im Bereich des Indikatorfelds 10 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel rot, vgl. 2, wobei auch andere Farbtöne verwendet werden können. Darüber liegend ist das textile Trägerelement im Bereich des Indikatorfels 10 mit einem zweiten Farbstoff überdeckt. Dieser zweite Farbstoff ist ausgebildet, im trockenen Zustand einen zweiten Farbton aufzuweisen, welcher sich vom ersten Farbton unterscheidet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der zweite Farbton weiß. Der zweite Farbstoff hat dabei die besondere Eigenschaft, im nassen Zustand transparent zu sein. Der zweite Farbstoff kann daher als hydrochromer Farbstoff bzw. als hydrochromatischer Farbstoff bezeichnet werden, da er im nassen Zustand, d.h. beim Vorliegen von flüssigem Wasser, seine Farbe verändert. In diesem Fall tritt die Farbänderung dabei von weiß im trockenen Zustand zu transparent im nassen Zustand ein.
Wird nun der Feuchtedetektor 1 auf einer zu untersuchenden Oberfläche 2 wie z.B. der Außenfassade eines Gebäudes z.B. durch Aufkleben oder durch Eindrücken in den feuchten Putz aufgebracht, so kann die Feuchtigkeit des Feuchtedetektors 1 als repräsentativ für die Feuchtigkeit der zu untersuchenden Oberfläche 2 angesehen werden. Ist die Feuchtigkeit in einem Bereich, in dem noch kein flüssiges Wasser auftritt, so weist der zweite Farbstoff des Indikatorfelds 10 seinen weißen Farbton auf. Dieser entspricht vorzugsweise dem Farbton der zu untersuchenden Oberfläche 2 zumindest im Bereich des Feuchtedetektors 1, so dass der Feuchtedetektor 1 gar nicht wahrgenommen werden und damit den optischen Eindruck der Außenfassade des Gebäudes für eine Person gar nicht beeinflussen kann, siehe 1.
Erreicht die Feuchtigkeit einen Wert, bei dem sich flüssiges Wasser bildet, so wird der Feuchtedetektor 1 nass und der zweite Farbstoff des Indikatorfels 10 wird transparent. In diesem Zustand wird der erste rote Farbton des Indikatorfelds 10 nach außen durch den nassen zweiten Farbstoff hindurch sichtbar, so dass der nasse Zustand des Feuchtedetektors 1 z.B. von einer Person optisch erkannt werden kann, siehe 2. Dies kann bei einer Außenfassade eines Gebäudes ein Hinweis auf einen drohenden mikrobiellen Bewuchs im Bereich der zu untersuchenden Oberfläche 2 sein, wo der Feuchtedetektor 1 angeordnet ist, so dass ggfs. Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, bevor es zu einem mikrobiellen Bewuchs kommt. Ist der Feuchtedetektor 1 z.B. auf der Innenseite eines Fensterrahmens in einem Gebäude angeordnet, kann dies ein Hinweis für eine Person sein, den Raum zu lüften, um eine weitere Bildung von flüssigem Wasser aus den gleichen Gründen zu vermeiden.
Um die Beurteilung, ob das Indikatorfeld 10 weiß oder rot ist, zu erleichtern, weist der Feuchtedetektor 1 das Referenzfeld 11 auf, welches vollständig mit einem dritten Farbstoff mit dem zweiten Farbton eingefärbt ist. Somit ist das Referenzfeld 11 weiß gefärbt, so wie das Indikatorfeld 10 im trockenen Zustand, und verändert seinen Farbton nicht. Hierdurch ist es möglich, durch einen Vergleich des optischen Eindrucks des Indikatorfelds 10 mit dem Referenzfeld 11 zuverlässiger zu erkennen, ob bzw. wie sehr die rote Farbe des Indikatorfelds 10 zu erkennen ist oder nicht. Dies kann die Aussage, ob der Feuchtedetektor 1 nass ist oder nicht, zuverlässiger machen. Insbesondere kann diese Aussage unabhängig von den vorliegenden Lichtverhältnissen getroffen werden, weil beide Felder 10, 11 den gleichen Lichtverhältnissen unterliegen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn sich der erste Farbton des ersten Farbstoffs möglichst deutlich vom zweiten Farbton des zweiten Farbstoffs unterscheidet, um den trockenen Zustand und den nassen Zustand des Indikatorfelds 10 möglichst deutlich und damit einfach unterscheidbar zu machen.
3 zeigt eine perspektivische schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Detektionssystems. Das Detektionssystem zur Erkennung von Feuchtigkeit auf z.B. der zu untersuchenden Oberfläche 2 gemäß der 1 und 2 weist einen Feuchtedetektor 1 gemäß der 1 und 2 sowie eine optische Messvorrichtung 3 auf, welche stationär angeordnet und auf den Feuchtedetektor 1 ausgerichtet ist. Die optische Messvorrichtung 3 weist eine Klarbilderfassungseinheit 30 auf, welche ausgebildet ist, Bilder gemäß der menschlichen Wahrnehmung von dem Feuchtedetektor 1 zu erfassen. Die optischen Messvorrichtung 3 weist ferner ein Objektiv 31 auf, sodass eine optische Erfassung auch aus einem größeren Abstand möglich ist. Die optische Messvorrichtung 3 weist des Weiteren eine Datenverarbeitungseinheit 32 auf, welche die erfassten Daten der Klarbilderfassungseinheit 30 erhalten und verarbeiten kann.
Hierdurch wird es ermöglicht, eine automatisierte und regelmäßige Erfassung des Feuchtedetektors 1 auszuführen, so dass dies nicht von einer Person ausgeführt werden muss. Auch kann eine Auswertung des erfassten optischen Bildes des Feuchtedetektors 1 zu einem objektivieren und verlässlicheren Erkennen von Feuchtigkeit bzw. zur Unterscheidung zwischen den Zuständen trocken und nass führen als dies durch eine Person der Fall sein kann.
Bezugszeichenliste

1: Feuchtedetektor(-gitter)
10: Indikatorfeld
11: Referenzfeld
2: zu untersuchende Oberfläche
3: optische Messvorrichtung
30: Klarbilderfassungseinheit
31: Objektiv der Klarbilderfassungseinheit 30
32: Datenverarbeitungseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 933417 C [0006]
DE 10148750 A1 [0010]

Claims

Feuchtedetektor (1) zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche (2), gekennzeichnet durch wenigstens ein Indikatorfeld (10), wobei das Indikatorfeld (10) zumindest abschnittsweise einen ersten Farbstoff mit einem ersten Farbton aufweist, wobei der erste Farbstoff zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, von einem zweiten Farbstoff überdeckt wird, wobei der zweite Farbstoff ausgebildet ist, im trockenen Zustand einen zweiten Farbton, welcher sich vom ersten Farbton unterscheidet, aufzuweisen und im nassen Zustand transparent zu sein.
Feuchtedetektor (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein Referenzfeld (11), welches zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, einen dritten Farbstoff mit dem zweiten Farbton aufweist.
Feuchtedetektor (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Farbstoff zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, von dem zweiten Farbstoff überdeckt wird.
Feuchtedetektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Farbton dem Farbton der zu untersuchenden Oberfläche (2) zumindest im Bereich des Feuchtedetektors (1) entspricht.
Feuchtedetektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorfeld (10) und vorzugsweise das Referenzfeld (11) direkt auf der zu untersuchenden Oberfläche (2) ausgebildet ist/sind.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorfeld (10) auf einem Trägerelement ausgebildet ist, wobei das Trägerelement ausgebildet ist, auf der zu untersuchenden Oberfläche (2) aufgebracht zu werden.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzfeld (11) auf einem Trägerelement ausgebildet ist, wobei das Trägerelement ausgebildet ist, auf der zu untersuchenden Oberfläche (2) aufgebracht zu werden.
Feuchtedetektor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorfeld (10) und das Referenzfeld (11) auf jeweils einem separaten Trägerelement ausgebildet sind.
Feuchtedetektor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorfeld (10) und das Referenzfeld (11) auf einem gemeinsamen Trägerelement ausgebildet sind.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement zumindest abschnittsweise, vorzugweise vollständig, wenigstens eine Aussparung, vorzugswiese eine Mehrzahl von Aussparungen, aufweist.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement als Gitter ausgebildet ist.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement als textiles Trägerelement ausgebildet ist.
Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorfeld (10) und das Referenzfeld (11) unmittelbar aneinandergrenzend angeordnet sind.
Objekt, mit einer zu untersuchenden Oberfläche (2), auf welcher flüssiges Wasser erkannt werden soll, wobei auf der zu untersuchenden Oberfläche (2) zumindest abschnittsweise wenigstens ein Feuchtedetektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet und/oder aufgebracht ist.
Detektionssystem zur Erkennung von flüssigem Wasser auf einer zu untersuchenden Oberfläche (2), mit einem Feuchtedetektor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, und einer optischen Messvorrichtung (3), welche wenigstens eine Klarbilderfassungseinheit (30) aufweist, wobei die Klarbilderfassungseinheit (30) ausgebildet ist, den Feuchtedetektor (1) optisch zu erfassen.