DE3106887A1 - Verfahren und vorrichtung zur anzeige eines taupunktes oder dergleichen - Google Patents

Description

Bnui ms* * Jf mire. ** " Patentanwälte und

Ü H LI N G . -! JVIN N E: - ; ; Vertreter beim EPA

- PpliMÄNÄ '"-*-^:" *"' -■* Dipl.-Ing. H. Tiedtke

■ c ui.mMn η ^. Dipl.-Chem. G. Bül

Dipl.-Ing. R. Kinne

Π C Q Q 7 Dipl.-Ing. R Grupe

UOOO/ Dinl -Ine B Pßllm;

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavarlaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

24. Februar 1981 DE 1063/ case FI-800.623

Vaisala Oy
Helsinki / Finnland

Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige eines Taupunktes

odor dergleichen

130062/0578

Oeulscho Bank (München) KIo 51-'61OiO Drcüdnnr Bank (Mimchenl KIo. 3939844 Postscheck (München) KIo. 670-43-804

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige eines Taupunktes oder dergleichen.
5

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

Bisher sind mehrere verschiedene Verfahren zur Anzeige des Taupunktes bekannt. Zu den wichtigsten davon gehören das optische Verfahren/ bei dem kondensierte Feuchtigkeit die Spiegelungseigenschaften verändert, das radioaktive Verfahren, bei dem kondensierte Feuchtigkeit die Absorption von <X - und /^-Strahlen verändert und das kapazitive /resistente Verfahren, bei dem kondensierte Feuchtigkeit die Kapazität/Resistenz einer Oberflächenfingerkonstruktion verändert.

Die bekannten Verfahren haben jedoch einige Nachteile, die ihrerseits die Veranlassung zur vorliegenden Erfindung gaben. Ein Nachteil bei dem optischen Verfahren besteht darin, daß dessen Spiegel verschmutzungsanfällig ist und unter aggressiven Verhältnissen zur Korrosion neigt. Spiegelndes Eis kann auch verfälschte Ergebnisse verursachen. Beim radioaktiven Verfahren oder dergleichen ist eine¹Strahlenquelle und ein empfindlicher Detektor erforderlich, wodurch die Ausführung des Verfahrens sehr teuer wird.

Zur Beseitigung genannter Nachteile und zur Erreichung der später erläuterten Ziele, ist für das Verfahren der Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß die Anwesenheit von Feuchtigkeit oder ähnlicher Flüssigkeit mit einem piezoelektrischen oder ähnlichen Geber wahrgenommen wird, an dessen Oberfläche akustische Oberflächenwellen hervorgerufen werden und die Oberfläche so gestaltet ist, daß sie empfind-5 lieh gegen Kondensation oder Anwesenheit von festzustellender

130062/0578

Feuchtigkeit oder Flüssigkeit ist, die durch Messung eines mit Oberflächenwellen verbundenen Parameters festgestellt wird.

Für die Vorrichtung der Erfindung ist ihrerseits im wesentlichen charakteristisch, daß die Vorrichtung aus einem Substrat, in dem sich eine Oberflächenwelle fortpflanzen kann und zur Erzeugung und möglicherweise Darstellung von Oberflächenwellen aus an der Oberfläche des genannten Substrates angebrachten Konstruktionen besteht, deren Funktion auf der Piezoelektrizität entweder des Substrates oder eines damit verbundenen anderen Materials beruht und daß genannte Konstruktionen ein oder mehrere aus leitfähigem Material hergestellte Elektrodenprofile (11, 12, 13, 14, 15) enthalten, in die durch daran angebrachte Kontakte Wechselstromleistung eingespeist und möglicherweise vom Geber abgenommen wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verändert die kondensierte Feuchtigkeit die elastischen Eigenschaften des Materials und diese Veränderung wird mit Hilfe einer über die als Geber arbeitende Fläche verlaufenden, akustischen Oberflächenwelle (SAW) dargestellt. Die kondensierte Feuchtigkeit verursacht eine Änderung z. B. in der Dämpfung und/oder Lauf-■ zeit einer akustischen Oberflächenwelle.

^-\ . Das Substrat des Gebers braucht nicht aus piezbelektrischenT^M^terial zu sein, es reicht aus, wenn das Substrat aus einem Mate'r-ia^l besteht, in dem sich eine akustische Welle fortbewegen kann, "^ßej^dieser Varianten Konstruktion wird die Oberflächenwelle über ein ""itrtt-.jiem Substrat verbundenes piezoelektrisches Material (z. B. eine piezöeleTcErxsch'e Schicht) erzeugt.

Die Erfindung bietet für die Praxis wichtige Vortei" Ie, von denen die bedeutendsten im folgenden aufgezählt werden:

130062/0578

- der Geber kann aus sehr stabilem Material (ζ. Β Quarz) hergestellt werden, wodurch Korrosionsprobleme vermieden werden,

- der Geber kann bei hohen Temperaturen verwendet werden und - die Oberfläche kann durch zeitliches Erhitzen auf eine hohe Temperatur gereinigt werden.

Letztgenannte Eigenschaften sind z. B. bei der Feuchtigkeitsmessung von Rauchgasen erforderlich.

Zu den Vorteilen der Erfindung gehört, daß mit ihr eine durch Kondensation herbeigeführte Dämpfungsänderung unabhängig von einem durch mögliche Kontamination verursachten Grundniveau dargestellt werden kann. Die Funktion muß dann zyklisch sein oder es muß ein Vergleichselement verwendet werden, in dem die Kondensation verhindert wird. Eine Funktion dieser Art ist z. B. bei der optischen Darstellung des Taupunktes schwer durchführbar.

Erfindungsgemäß kann eine akustische Oberflächenwelle zur Darstellung des Taupunktes durch piezoelektrischen Effekt direkt auf Quarz erzeugt werden. Bekannt sind mehrere Konstruktionen, mit denen Schaltungen vom elektrischen Feld zu akustischen Oberflächenwellen ausführbar sind. Bei einer Viel verwendeten Konstruktion wird das zur Wellenerzeugung erforderliche elektrische Feld mit ineinandergefügten Metallelektroden erzeugt, die mit Hilfe der Folientechnik und der Photolithographie hergestellt sind.

Im folgenden wird der physikalische Hintergrund der Erfindung kurz behandelt.

Eine akustische Oberflächenwelle wird in

Wechselwirkung mit thermischen Schwingungen des Materials, durch Zerstreuung aufgrund von Diskontinuierlichkeiten an 5 der Oberfläche sowie in Mediumschaltung gedämpft.

130062/0578

310688?

1 Das erfindungsgemäße Verfahren beruht bezüglich der Dämpfungsänderung auf den beiden letztgenannten Erscheinungen. Da die Geschwindigkeit einer akustischen Welle in Flüssigkeiten wesentlich kleiner ist als in Feststoffen, sind die

5 beiden letztgenannten Dämpfungsarten im Falle kondensierten Wassers besonders stark.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Figuren der beigefügten Zeichnung dargestellte 10 Ausführungsbeispiele, auf deren Einzelheiten die Erfindung nicht beschränkt ist, ausführlich beschrieben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtungskombination zur Ausführung des erflndungs-15 gemäßen Verfahrens.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein

Oberflächenprofil eines Oberflächenwellen-Umformers .
20

Fig. 3 zeigt den Teilschnitt III-III der Fig. 1

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die .Ausführung

der Steuerelektronik der erfindungsge-25 mäßen Vorrichtung.

Fig. 5 zeigt in vergrößertem Maßstab die Veränderung der Größe von Taupunkttropfen für drei verschiedene Beispielsfälle 30 a, b und c.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

3 5 Fig. 7 zeigt als Blockschema eine andere Aus-

1 30062/0578

führungsart der Elektronik einer erfin

dungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 8 zeigt die Tätigkeit des Gebers als Funktion der Zeit, wobei die durch Dreiecke gekennzeichnete Kurve die Tätigkeit der Vorrichtung ohne Belüftung und die durch Kreise gekennzeichnete Kurve die Tätigkeit der Vorrichtung mit Belüftung darstellt.

Nach Fig. 1 sind an dem piezoelektrischen Substrat 10 auf der Senderseite z. B. durch Metallisierung Elektrodenprofile 12 und 13 aufgebracht, zwischen denen sich eine Fingerprofilkonstruktion 11 befindet. Auf der Empfängerseite befinden sich z. B. durch Metallisierung aufgebrachte Elektrodenprofile 15 und 16, zwischen denen sich ein der Konstruktion 11 entsprechendes Fingerprofil 14 befindet. Die genauere Ausführung der Fingerprofile 11, 14 ist aus Fig. 2 ersichtlich, nach der zu den Elektroden 12 und 13 paarweise ineinandergefügte Streifen 12' und 13' gehören. Der gemeinsame Abstand der Streifen 12', 13' in der Fortpflanzungsrichtung A der akustischen Oberflächenwelle ist mit a gekennzeichnet. Nach Fig. 3 sind die Fingerprofile 11, 14 ζ. Β mit einer Schutzschicht 17 aus SiO„ geschützt, deren Dicke in der Größenordnung 1000...3000 Ä liegt. Das Substrat 10 besteht z. B. aus 0,5 mm dickem LiNbO.,.

In Fig. 1 ist der Abstand zwischen dem Fingerprofil 11 der Senderseite und dem Fingerprofil der Empfängerseite mit b gekennzeichnet. In diesem Bereich sowie im Bereich der Fingerprofile 11 und 14 erfolgt die Dämpfung der sich vom Sender (Impedanz Z. ) zum Empfänger (Impedanz Z .) fortpflanzenden akustischen Oberflächenwelle (SAW). 35

130062/0 578

Nach Fig. 1 wird vom RF-Generator 20 z. B. mit einer Frequenz von ca. 100...200 MHz elektrische Leistung in das Fingerprofil zwischen den Elektroden 12 und 13 eingespeist. Auf diese Weise werden in dem piezoelektrischen Substrat 10 akustische Schwingungen hervorgerufen, die bis zum Empfänger vordringen, wo aufgrund piezoelektrischer Effekte zwischen den Elektroden 15 und 16 eine elektrische Schwingung entsprechender Frequenz entsteht, die mit den Vorrichtungen 30 festgestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht

z. B. auf der Dämpfung einer akustischen Oberflächenwelle (SAW) zwischen der Senderseite 11 und der Empfängerseite Die Größe dieser Dämpfung ist besonders stark davon abhängig, ob sich auf der Oberfläche 18 der Schicht 17 kondensiertes Wasser oder andere Flüssigkeit befindet. Das Substrat 10 besteht, wie erwähnt, aus piezoelektrischem Material, z. B, Quarz, Litiumniobat o. dgl. Der gemeinsame Abstand a der Fingerprofile 12', 13' ist von der Wellenlänge der durch die elektrische Frequenz f erregten akustischen Oberflächenwelle z. B. wie folgt abhängig:

a =λ/4; 3/1/4; 52/4; 7/}/4 usw.

Bei Kühlung der Oberfläche 18 in weiter unten zu erläuternder Weise beginnt sich auf ihr Feuchtigkeit zu bilden, wenn die relative Feuchtigkeit RH(T)

RH(T) = exp J B

B= 6704,48
C = -4,71784

T = Temperatur K der Umgebungsluft T = Taupunkttemperatur

den Wert 1 erreicht. Dabei ist die Oberflächentemperatur T₀.

B + w + C log

130 062/0578

Wenn T und T bekannt sind, errechnet sich RH(T) aus der obigen Gleichung.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann quantitativ so beschrieben werden, daß bei Annäherung der Temperatur des Substrats 10 an die Taupunkttemperatur T an der Oberfläche 18 des Substrats 10 Wasser oder andere Flüssigkeit zu kondensieren beginnt, was mit Hilfe der elektronischen Einheit 30 als Anstieg der Dämpfung der akustischen Oberflächenwelle zwischen der Senderseite 11 und der Empfängerseite 14 festgestellt wird. Dabei kann durch Messung der Temperatur T sowie der Umgebungstemperatur T die relative Feuchtigkeit (RH) bestimmt werden und bei Bedarf direkt mit einer Anzeigevorrichtung 40 angezeigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, daß die Empfängerseite 14, 15, 16 völlig fehlt und die Messung auf der Änderung der Impedanz Z. der Senderseite 11, 12, 13 bei der Kondensation von Flüssigkeit beruht.

In der Taupunktgeber-Ausführung nach Fig. 6 ist das Substrat 10" nicht piezoelektrisch, sondern ist z. B. ein Glassubstrat, an dessen Oberfläche auf den Elektroden 11, 14 piezoelektrische Folien 22 und 23 aufgebracht sind, die

z. B. aus ZnO bestehen. Die Elektroden 11, 14 können denen der Fig. 1 und 2 entsprechen. Auf den piezoelektrischen Folien 22, 23 sind Metallfolien 26, 27 aufgebracht. Die piezoelektrischen Folien 22 und 23 sind mit Schutzfolien 24, 25 überzogen, die z. B. aus SiO₂ bestehen. Nach Fig. 6 pflanzt sich die akustische Oberflächenwelle (SAW) zwischen den Elektroden 11, 14 der Sender- und Empfängerseite entlang einem Glassubstrat 10' fort. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist, befindet sich zwischen den piezoelektrischen Folien 22, 23 ein Bereich c, der nicht mit piezoelektrischer Folie versehen ist. Auch im Bereich c kann Wasser kondensieren und

1 30062/0578

auf in erfindungsgemäßer Weise die Fortpflanzungseigenschaften einer akustischen Oberflächenwelle beeinflussen.

Die Feuchtigkeitsbildung auf einer Oberfläche aus LiNbO₃ kann wie folgt beschrieben werden. Auf einer gleichmäßig gekühlten Oberfläche verteilen sich die Tropfen gleichmäßig, bis sie eine Größe von etwa 5 /im erreicht haben, wobei sich mehrere Tropfen vereinigen und größere Tropfen bilden. In dem dadurch entstandenen freien Raum bilden sich sofort neue kleine Tropfen. Bei langsamer Abkühlung bilden sich jedoch keine neuen Tropfen. Die Vereinigung von Tropfen setzt fort, bis die ganze Oberfläche von Wasser bedeckt ist. "

Auf einer unsauberen Oberfläche verläuft der Prozeß anders. Die auf der Oberfläche befindlichen Verunreinigungen bilden Kondensationszentren, in denen die Tropfen beträchtliche Größen von ^S Aim erreichen, bevor auf der übrigen Oberfläche feststellbare Tropfen vorkommen, also vor dem Taupunkt. Bei der Vereinigung zu größeren Tropfen wird deren Kontaktwinkel zur Oberfläche sehr groß und die Wasserschicht ist sehr dick, bevor die Schicht gleichmäßig wird.

Im folgenden wird unter Hinweis auf Fig. 4 die Steuerelektronik der Heizung und Abkühlung des erfindungsgemäßen Feuchtegebers beschrieben.

Die Temperatur des Gebers 10 wird mit einem Thermoelement 19 gemessen, das in Fig. 1 dargestellt ist. Am Geber 10 befindet sich als dessen Heizungselement ein Peltier-Element 21 .

Aufgrund der großen Zeitkonstante des durch Peltier-Element 21 und Geber 10 gebildeten Wärmekreises ist eine verhältnismäßig einfache Elektronik dazu imstande, die Tem-

1300 6 2/0578

peratur des Gebers .10 zu steuern. Nach Fig. 4 ist das den Differentialverstärker A1 erreichende Signal proportional zur Differenz der Eingangs- und Ausgangssignale der Verzögerungslinie. Die Dämpfung der Geber D1 und D2 und die Ver-Stärkung des Verstärkers A2 werden so geregelt, daß der Eingang von A1 im Gleichgewicht ist, wenn die Differenz von Eingang und Ausgang des Gebers 10 (SAW) ζ. Β. 30 dB beträgt. Dabei bekommt das Peltier-Element 21 keinen Strom. Damit erwärmt sich der Geber 10 und die Feuchtigkeit auf seiner Oberfläche 18 beginnt zu verdampfen. Dies verursacht den Anstieg des Signals im Eingang von A1 und der Strom des Peltier-Elements 21 nimmt zu. Der Geber 10 kühlt ab, bis sich ausreichend Feuchtigkeit gebildet hat, damit die Dämpfung 30 dB beträgt. Bei Versuchen mit der im vorangehenden beschriebenen Vorrichtung wurde festgestellt, daß sie zyklisch arbeitet. Der zyklische Betrieb war durch die Ansammlung feuchter Luft über der Oberfläche des Gebers bedingt, wobei die gemessene Taupunkttemperatur bedeutend von der tatsächlichen abwich. Die Vorrichtung wurde so geändert, daß ein Ventilator die gekühlte Luft vom Geber blies, wobei die Funktion kontinuierlich und die Kontrolle des Taupunktes sehr genau war. Aus Fig. 8 wird die Funktion der Vorrichtung mit Belüftung und ohne Belüftung deutlich. Die in Fig. 8 durch Dreiecke gekennzeichnete Kurve stellt den Betrieb der Vorrichtung ohne Belüftung dar und dabei ist ein deutlicher Zyklus in der Temperatur des Gebers als Funktion der Zeit festzustellen. Die durch Kreise gekennzeichnete Kurve stellt den Betrieb mit Belüftung dar. Es wird festgestellt, daß die Temperaturschwankungen relativ gering sind.

Das Peltier-Element 21 benötigt einen hohen Strom, r*>5 A, bei kleiner Spannung, ^2 V. Für die S tr umsteuerung reicht ein Leistungstransistor Tr aus, dessen erforderlicher Basisstrom vom Booster des Verstärkers A1 erhältlich ist.

Die Verstärker A1 und A2 können aus Operationsverstärkern

1 30062/0578

gebaut werden und D1 und D2 sind übliche DLodendetektoren. Als Oszillator RF kann ein gewöhnlicher LC-Oszillator verwendet werden. An die erforderliche Spannungsquelle (POWER) werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Der Oszillator RF, die Verstärker A1 und A2 und das Peltier-Element 21 benötigen alle verschiedene Spannungsniveaus.

In Fig. 7 ist eine Alternative für die Ausführung der Elektronik einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Nach Fig. 7 wird das oben bei Fig. 4 beschriebene Vergleichssignal direkt durch Verwendung von Potentiometern mit auf den Eingang des Verstärkers A ausgerichteter konstanter Spannung gebildet. Im übrigen entspricht die Ausführung nach Fig. 7 in den Hauptzügen der Ausführung nach Fig. 4.

Die Empfindlichkeit des Anzeigers läßt sich durch Verwendung eines impulsmodulierten RF-Signals verbessern, wobei im Diodendetektor DC-Vorstrom verwendet werden kann. 20

In durchgeführten Impedanzmessungen wurde angestrebt, die Wirkung von Feuchtigkeit auf das Impedanzniveau und dadurch auf die Nichtanpassungsdämpfung zu klären. Entgegen • den Erwartungen war die Impedanz stark von der Feuchtigkeitsmenge abhängig. Der Strahlungswiderstand, der ein direktes Maß für die Generation der Oberflächenwelle ist, sank bei Feuchtigkeitsbildung erheblich. Dies weist darauf hin, daß die Feuchtigkeit bei Änderung der mechanischen Randbedingungen direkten Einfluß auf die Entstehung der Oberflächenwelle hat.

Es ist möglich, die erwähnte Änderung der Impedanz Z. direkt zur Anzeige des Taupunktes zu verwenden. Das Zustandebringen einer großen und stark reagierenden Impedanz in breitem Frequenzbereich kann jedoch schwierig sein.

130062/0578

— Ιοί Gegen Korrosion kann das Elektrodenprofil z. B.

durch Überziehung der ganzen Verzögerungslinie ζ. Β mit einer Schicht 17 aus SiO₂ geschützt werden. Durch Materialauswahl kann auch auf die Feuchtigkeitsbildung Einfluß ge-

5. nommen werden.

Damit die Zwischenkopplungsdämpfung ohne Feuchtigkeit möglichst klein ist, können Ausgang und Eingang mit einem LC-Kreis getrimmt werden.
10

Im folgenden wird unter Hinweis auf Fig. 5 die Wirkung der Größe dor Taupunkte auf die Streuung bei den Frequenzen f₁ = 37 MHz und f-, - 109 MHz dargestellt.

a b c

A₁ = 5 bB 1 dB 0,6 dB

A₂ = 20 dB 6 dB 4 dB

In Fig. 5a, 5b und 5c ist die große Streuung der Tropfengröße auf Unsauberkeiten an der Oberfläche 18 zurückzuführen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so angewendet werden, daß der Geber kein kühlendes Element hat. Dabei • arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung nur zum Anzeigen von Kondensation, z. B. gibt die Vorrichtung in einem bestimmten Prozeß Alarm.

Das im vorstehenden beschriebene Verfahren an sich und die Vorrichtung mit geringen Modifikationen können im Rahmen der Erfindung auch für die zeitliche Kontrolle von kondensierten Flüssigkeitsmengen eingesetzt werden. Damit kann die im vorstehenden beschriebene Vorrichtung auch als Meßgerät für die Verdampfungs- und Kondensationsgeschwindigkeit eingerichtet werden. Die Elektronik der Vorrichtung muß in diesem Fall etwas anders sein als die oben beschrie-

1 30062/0578

— ι / —

bene. Unter Verdampfung wird in diesem Zusammenhang die Wassermenge verstanden, die in einer Zeiteinheit von der Oberfläche einer Größeneinheit entweicht. Das ist eine komplizierte Funktion von der Temperatur der Umgebungsluft, der relativen Feuchtigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit. Eine Messung der Verdampfungswirkung der Umgebungsbedingungen wird z. B. oft in der Landwirtschaft und Meteorologie gewünscht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verdampfungsmessung arbeitet wie folgt:

- Die Vorrichtung (Oberfläche 18) wird unter den Taupunkt gekühlt. Auf dem Fortpflanzungsweg der akustischen Oberflächenwelle (SAW) kondensiert Wasser.

- Die Vorrichtung wird auf Umgebungstemperatur aufgeheizt. Von der Oberfläche 18 beginnt Wasser zu verdampfen und die Dämpfung der Oberflächenwelle nimmt ab.

- Es wird die Zeit gemessen, die abläuft, wenn die Wellendämpfung von einem bestimmten gegebenen Wert A₁ auf einen anderen gegebenen Wert A- abnimmt. Zwischen gemessener Zeit und Verdampfung besteht eine eindeutige Abhängigkeit, die sich am zweckmäßigsten durch Versuche bestimmen läßt.

- Die Vorteile der Vorrichtung sind: kleine Dimensionen und daß sich der Taupunkt gleichzeitig messen läßt sowie daß die Vorrichtung von äußeren Flüssigkeitsvorräten unabhängig ist.

130062/0578

Claims (13)

Patentansprüche

1.· Verfahren zur Anzeige eines Taupunktes oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anwesenheit von Feuchtigkeit oder ähnlicher Flüssigkeit mit einem piezoelektrischen oder ähnlichen Geber wahrgenommen wird, an dessen Oberfläche (18) akustische Oberflächenwellen (SAW) hervorgerufen werden und die Oberfläche so gestaltet ist, daß sie empfindlich gegen Kondensation oder Anwesenheit von festzustellender Feuchtigkeit oder Flüssigkeit ist, die durch Messung eines mit Oberflächenwellen (SAW), verbundenen Parameters festgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahren an einem Geber aus einem Material, das elastische Wellen überträgt, unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effekts mit Sendegeräten (11, 12, 13) eine akustische Oberflächenwelle (SAW) erzeugt wird, daß die in genannter Weise erzeugte akustische Oberflächenwelle mit Empfängergeräten (14, 15, 16) dargestellt wird und daß die zwischen genannten Sende- (11, 12, 13) und Empfängergeräten (14, 15, 16) erfolgende Dämpfung der akustischen Oberflächenwelle, die sich ändert, wenn an der Geberfläche (18) Feuchtigkeit oder Flüssigkeit vorhanden ist, festgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Verfahren der in vorher beschriebener Weise aufgrund der Kondensation von Feuchtigkeit oder dergleichen hervorgerufene Dämpfungsanstieg festgestellt, und bei dessen Erscheinung die Gebertemperatur (T ) erfaßt wird, die der Taupunkttemperatur entspricht und aufgrund derer sich die relative Feuchtigkeit (RH) bei Bedarf in an sich bekannter Weise ermitteln läßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

130062/0578

daß der Taupunkt oder das Vorhandensein einer anderen entsprechenden Flüssigkeit an der Oberfläche (18) des Gebers (10) aufgrund der Änderung der Eingangsimpedanz (Z. ) der Sendegeräte (11, 12, 13) des Gebers festgestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber (10) zyklisch nach beiden Seiten der Taupunkttemperatur (T ) geheizt und gekühlt wird oder daß der Geber (10) für den Dauerbetrieb eingerichtet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Geber (10) eine akustische Oberflächenwelle durch elektrische Schwingung erzeugt wird, deren Frequenz zwischen einem Zehntel und mehreren Hundert MHz, am zweckmäßigsten bei ca. 100...200 MHz liegt.

7. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Substrat (10; 1O')_f in dem sich eine Oberflächenwelle (SAW) fortpflanzen kann und zur Erzeugung und möglicherweise Darstellung von Oberflächenwellen aus an der Oberfläche des genannten Substrates (10; 10¹) angebrachten Konstruktionen besteht, deren Funktion auf der Piezoelektrizität entweder des Substrates (10) oder eines damit verbundenen anderen Materials beruht und daß genannte Konstruktionen ein oder mehrere aus leitfähigem Material hergestellte Elektrodenprofile (11, 12, 13, 14, 15) enthalten, in die durch daran angebrachte Kontakte Wechselstromleistung eingespeist und möglicherweise vom Geber abgenommen wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche (18) eines aus piezoelektrischem Material bestehenden Gebers (10) oder eines an einem Geber (10) aus piezoelektrischem Material angebrachten Stückes als Oberflächenprofile primäre Elektroden (12, 13) angebracht sind,

130062/0578

zwischen denen sich ein als Sender arbeitendes Fingerprofil (11) befindet und in bestimmter Entfernung (b) zum Fingerprofil (11) der Senderseite ein als Empfänger arbeitendes Fingerprofil (14) zwischen sekundären Elektroden (15, 16) angebracht ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Oberfläche des Substrates (10) angebrachten Oberflächenprofile (11, 12, 13, 14, 15, 16) mit einer dünnen Schutzschicht (17) bedeckt sind, die z. B. aus SiO₂ besteht, dessen Dicke in der Größenordnung 1000...3000 A liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Abstand a genannter Fingerprofile λ./4; 3 λ/4; 5/1/4; !?[/4 usw. beträgt, wobeiA = Wellenlänge der akustischen Oberflächenwelle (SAW) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Substrat (10) ein Peltier-Element

(21) oder eine entsprechende Kühlvorrichtung befindet, mit der der Geber (10) zyklisch gekühlt wird und daß sich am Geber (10) ein Thermoelement (19) oder eine entsprechen.de Vorrichtung befindet, mit der die Temperatur der Fühlerfläche (18) des Gebers (10) wahrgenommen wird.

12. Verwendung eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis

6 oder einer Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11 bei der Verdampfungsmessung .
30

13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Fläche (18) so unter den Taupunkt gekühlt wird, daß sich auf dem Fortpflanzungsweg der akustischen Oberflächenwelle (SAW) durch Kondensation Wasser bildet,

130062/0578

daß genannte Fläche so auf die Umgebungstemperatur aufgeheizt wird, daß sich das Wasser von ihr zu verdampfen beginnt und die Dämpfung der Oberflächenwelle abzunehmen beginnt,

daß die Zeit gemessen wird, die abläuft, wenn die Wellendämpfung von einem bestimmten gegebenen Wert auf einen
anderen gegebenen Wert abnimmt und

daß aufgrund der eindeutigen Abhängikeit zwischen der gemessenen Zeit und der zu messenden Verdampfung die Verdampfung bestimmt wird.

130062/0578