DE2357081B2 - Verfahren und einrichtung zur messung des isolationswiderstandes von ungeerdeten gleichstromnetzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines kapazitiven Feuchtigkeitsfühlers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem in der US-PS 34 53 143 beschriebenen bekannten Verfahren dieser Art wird auf ein Glassubstrat ein erster dünner Goldfiim als erste Elektrode aufgebracht und dann eine homogene SiO^-Schicht als Dielektrikum aufgetragen, die ihrerseits mit einen weiteren Goldfilm als zweite Elektrode beschichtet wird. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß ein dünner Film aus schnellverdampfiem Quarz eines variable Impedanz bildet, die stark feuchtigkeitsabhängig ist. Zum Aufdampfen der SiO2-Schicht wird eine elektrostatische fokussierte Elektronenkanone verwendet, die sicherstellt, daß die Schicht homogen und die Aufdampfbedingungen reproduzierbar sind.

Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin daß der Aufwand beim Aufdampfen des anorganischen S1O2 erheblich ist und hohe nihlerkosten bedingt. Darüber hinaus setzt das bekannte Verfahren aufdampfbare Substanzen als Dielektrikum voraus.

Ferner zeigt die US-PS 31 68 829 einen kapazitiven Feuchtigkeitsfühler, der aus einer Polymerhaut besteht, die beiderseits auf sie aufgebrachte Elektroden trägt. Die Polymerhaut übt also zugleich eine Stützfunktion aus, so daß sie nicht sehr dünn gehalten werden kann. Hieraus folgt einerseits eine gringe mechanische Festigkeit des Fühlers und andererseits eine gewisse Trägheit, mit der die Kapazität des Fühlers Feuchtigkeitsänderungen folgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, das eine preiswerte Fühlerherstellung sowie eine genaue Steuerung der Dicke des hygrophilen Materials erlaubt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mitteln gelöst.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Eintauchen der mit der Elektrodenanordnung versehenen hygropho- ⁶S ben Stützunterlage in eine Lösung eines Polymeren stellt einen wenig aufwendigen Schritt dar, der zu einer außerordentlich homogenen Polymerschicht der gewünschten Dicke führt wenn das Herausheben der Anordnung aus der Lösung und/oder die Lösungskonzentration gesteuert wird. Insbesondere kann die Polymerschicht trotz ihrer einfachen Herstellung außerordentlich dünn gehalten werden, was einen sehr empfindlichen und trägheitslosen Feuchtigkeitsfühler erzielen läßt dessen Eigenschaften gut reproduzierbar sind, so daß'sich das erfindungsgemäße Verfahren sowohl für kleine als auch für große Fertigungsreihen gut eignet

Wenn die Polymerschicht beidseitig von Elektrodenmaterial umgeben sein soll, wird anschließend vorteilhaft eine Oberflächenschicht aus leitendem Material auf die Polymerschicht aufgebracht

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigen:

F i g. 1 einen mit einem Oberflächenkontakt versehenen Fühler in Draufsicht

F i g. 2 den Schnitt längs der Linie II-II in Fi g. 1,

F i g. 3 den Schnitt längs der Linie II1-1 Il in F i g. 1,

F i g. 4 einen Fühler, bei dem sich die Kapazität lediglich zwischen den Bodenelektroden bildet, in Draufsicht,

F i g. 5 den Schnitt längs der Linie V-V und

F i g. 6 den Schnitt längs der Linie Vl-Vl in F i g. 4.

F i g. 7 einen Fühler, bei dem die Fühlerkapazität aus der Re^:henschaltung der Kapazitäten zwischen den Bodenelektroden und einer leitenden Oberflächenelektrode entsteht und

Fig.8 den Schnitt längs der Linie VlIl-VlIl in

F i g. 7.

Die Basis der Fühlerkonstruktion bildet eine bezüglich der Wasserabsorption passive, d. h. also hygrophobe Stützunterlage 1, wie z. B. eine Glasplatte oder dergleichen. Auf die Stützunterlage 1 werden in von der Dünnschichtelektronik her bekannter Weise, z. B. durch Überziehen mit Gold. Bodenelektroden 2 aufgebracht, an denen nvttels Schweißverbindung oder Lötungen 6 Konuikileitungen 5 befestigt werden. An diesen wird, die Kapazität C gemessen und auf irgendeine an sich bekannte Weise angezeigt. Das aktive d. h. hygrophile Material im Fühler ist eine dünne weniger als ΙΟμιτι starke Polymerschicht 3.

Die Fühlerkonstruktion nach den Fig. 1, 2 und 3 weist eine dünne, für Wasserdampf durchlässige leitende Oberflächenschicht 4 auf, die durch Vakuumverdampfung, Sprühen oder chemisch aufgebracht wird, und zwar so, daß die zu messende Fühlerkapazität zwischen der Oberflächenschicht 4 und der einen Bodenelektrode 2 im Bereich a entsteht. Die zweite Bodenelektrode 2 steht im Bereich b in galvanischer Berührung mit der Oberflächenschicht 4. wo die Polymerschicht 3 vor dem Aufbringen der Oberflächenschicht 4 entfernt worden ist (Fig. 3).

Gemäß F i g. 4,5 und 6 wird überhaupt keine wasserdurchlässige Oberflächenschicht 4 benötigt, sondern die zu messende Kapazität C wird zwischen den ineinandergreifenden Bodenelektroden 2a gebildet, die beide kein Wasser absorbieren.

Gemäß F i g. 7 und 8 steht die Oberflächenschicht 4 mit keiner der beiden Bodenelektroden 2 in galvanischer Berührung. Bei dieser Konstruktion entsteht die zu messende Kapazität Cdurch Reihenschaltung der in den Bereichen d und e zwischen den Bodenelektroden 2 und der leitenden Oberflächenschicht gebildeten Kapazitäten.

Zum Anschließen der Kontaktleitung 5 an die Bodenelektroden 2 mufi die Polymerschicht 3 nicht not-

wendigerweise entfernt werden, denn die Polymerschicht 3 schmilzt unter Einwirkung der beim Schweißen bzw. Löten zugeführten Wärme.

Sämtliche vorstehend beschriebenen Fühlerkonstruktionen können auch so ausgeführt werden, daß die Bodenelektroden 2 mit einer dünnen Isolierschicht (nicht gezeigt) bedeckt sind, wobei die als Fühler arbeitende Kapazität mit der von dieser Isolation gebildeten Kapazität in Reihe liegt. Hierbei kann man die aktive Polymerschicht 3 auch derart dünn gestalten, daß sie nicht mehr elektrisch zusammenhängend ist Durch solche Verringerung der Stärke der Polymerschicht läßt sich die Anspredigeschwindigkeit des Fühlers noch weiter erhöhen.

Die obenstehend beschriebenen Fühler werden wie foigt hergestellt Auf ein Glassubstrat mit verhältnismäßig großen Ausmaßen wird eine Mehrzahl von Bodenelektrodenanordnungen aufmetallisiert Anschließend wird die Glasplatte in eine Lösung des Polymeren mit geeignetem Gehalt getaucht Durch Variieren der Geschwindigkeit, mit der die Glasplatte aus der Lösung gehoben wird, und/oder durch Steuern der Lösungskonzentration erzielt man auf der Stützunterlage eine Polymerschicht der gewünschten Stärke. Fernerhin erreicht man eine gute Adhäsion zwischen der Polymerschicht und der Stützunterlage. Nach erfolgtem Abdunsten des Lösungsmittels werden auf der Polymerschicht in oben beschriebener Weise die für Wasserdampf durchlässigen und elektrisch leitenden Oberflächenschichten aufgebracht. Die Glasplatte wird alsdann in geeignete Stücke zerschnitten, von denen jedes eine fertige Fühlerkonstruktion enthält Weiterhin wird das Anschließen der Kontaktleitungen in einer geeigneten Phase ausgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. ■:.' Patentansprüche:

   Λ I- Verfahren zum Herstellen eines kapazitiven 'Feuchtigkeitsfühlers, bei dem auf eine hygrophobe Stützunterlage zunächst eine Elektrodenanordnung und anschließend eine Schicht aus hygrophilem Material aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus hygrophilem Material durch Eintauchen der mit der Elektrodenan-Ordnung versehenen Stützunterlage in eine Lösung eines Polymeren erzeugt wird und die Dicke der entstehenden Polymerschicht durch Steuern der Geschwindigkeit mit der die Stützunterlage aus der ' Lösung entfernt wird, und/oder durch Steuern der Lösungskonzentration festgelegt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß auf die Polymerschicht eine Oberflächenschicht aus leitendem Material aufgebracht wird.