DE3203990A1

DE3203990A1 - Verfahren zum einstellen der kapazitaet von feuchtesensoren

Info

Publication number: DE3203990A1
Application number: DE19823203990
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.Phys. Mayer; Joachim Dipl.-Ing. 8000 München Rauhut; Hans Dipl.Phys.Dr. Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-02-05
Filing date: 1982-02-05
Publication date: 1983-08-18

Description

Verfahren zum Einstellen der Kapazität von
Feuchtesensoren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Kapazität von Feuchtesensoren auf einen bestimmten vorgegebenen Wert, wobei die Feuchtesensoren aus einem Kondensator mit einer Grundelektrode, einem Dielektrikum und einer Deckelektrode bestehen und die Deckelektrode durch Laserbeschuß abgetragen wird, so daß der Kondensator den bestimmten vorgegebenen Wert annimmt.
Die Kapazität von Feuchtesensoren kann durch Laserbeschuß auf einen bestimmten, vorgegebenen Wert eingestellt werden: Ein Feuchtesensor mit dem oben beschriebenen Aufbau bildet nämlich einen Kondensator, der aus der Grundelektrode, dem Dielektrikum und der Deckelektrode besteht. Fur die Grundelektrode kann beispielsweise korrosionsfreies Edelstahlblech verwendet werden, während das Dielektrikum aus einer Polyirnidfolie besteht und die Deckelektrode aus einem aufgesputterten Goldfilm hergestellt ist. Die das Dielektrikum bildende Polyimidfolie weist nun eine von der relativen Feuchtigkeit abhängige Kapazität auf, so daß über die Messung der Kapazität dieses Kondensators die Feuchtigkeit ermittelt werden kann. Die Deckelektrode, also der aufgesputterte Goldfilm, wird mittels Laserbeschuß abgetragen, wodurch der Abgleich des Feuchtesensors durchgeführt wird. Problematisch an diesem Abgleich ist nun, daß wegen der angestrebten engen Toleranzen (+ 0,3 %) für die Werte der Kapazität deren Einstellung bei sehr genau festgelegten Feuchtigkeitsbedingungen erfolgen muß, die aber wiederum durch die Erhitzung des Feuchtesensors beim Laserbeschuß verändert werden kann. Das heißt, es ist bisher nur mit großem Aufwand möglich, die Kapazität von Feuchtesensoren auf die genauen gewünschten Werte einzustellen. So wird beispielsweise eine komplizierte Auswerteelektronik benötigt, die zudem zu ihrer Bedienung ein erfahrenes Fachpersonal voraussetzt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, das Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ohne aufwendige Auswerteelektronik dennoch ein genaues Einstellen der Kapazität möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Einstellen bei derart erhöhter Temperatur vorgenommen wird, daß die im Dielektrikum zurUckbleibende Restfeuchtigkeit vernachlässigbar ist, so daß konstante Abgleichbedingun gen erhalten werden.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es also nicht erforderlich, den Abgleich in einem kostenaufwendigen klimatisierten Raum bei schwierig einzuhaltenden Feuchtigkeitsbedingungen und bei Raumtemperatur.durchzufUhren.
Vielmehr wird durch die erhöhte Temperatur beim Abgleich gesorgt, daß die verbleibende Restfeuchtigkeit vernachlässigbar ist, wodurch auf einfache Weise immer konstante Abgleichbedingungen erhalten werden.
Die Temperatur wird in bevorzugter Weise so hoch gewählt, daß einerseits tatsächlich die zurückbleibende Restfeuchtigkelt vernachlässigbar ist und daß andererseits der Feuchtesensor unter der Temperatureinwirkung nicht leidet. Die zweckmäßigste Temperatur hängt also vom verwendeten Dielektrikum und vom Aufbau der Sensoren ab, beispielsweise von der Temperaturbeständigkeit möglicherweise eingesetzter Klebstoffe. Wenn eine Polyimidfolie als Dielektrikum auf ein Stahlblech als Grundelektrode mittels eines Klebers aufkaschiert wird, dann hat sich als optimale Temperatur ein Wert von 120°C ergeben. In diesem Fall können nämlich die Feuchtesensoren bereits vor dem eigentlichen Abgleich in einem Ofen auf 120 0C vorgetrocknet und anschließend ohne wesentliche ZwischenabkUhlung in eine heizbare Meßaufnahme aufgenommen werden, die mit Hilfe einer sehr präzise funktionierenden Regelung auf konstanter Temperatur mit Schwankungen unter + 1 0K gehalten wird. Der Abgleich erfolgt dann bei 120 0C auf einen Wert, der dem gewUnschten Sollwert für Feuchtigkeit Null bei Raumtemperatur entspricht und der in Vorversuchen ermittelt wird. Die auf diese Weise zu erzielende Toleranz des Abgleichs liegt bei + 0,1 96.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch ein Feuchtesensor während des Laserabgleichs dargestellt ist: Ein Feuchtesensor 1 besteht aus einer Grundelektrode 2 aus korrosionsfreiem Edelstahlblech, einem Dielektrikum 3 aus einer Polyimidfolie und einer Deckelektrode 4 aus einem aufgesputterten Goldfilm. Der Feuchtesensor 1 liegt auf einer temperaturgeregelten Heizplatte 5 in einem (nicht dargestellten) abgeschlossenen Behälter auf, so daß. die Temperatur des Dielektrikums 3 konstant auf 120 OC + 10 gehalten wird. Dabei wurde der Feuchtesensor 1 vor seinem Auflegen auf die Heizplatte 5 bereits bei dieser Temperatur vorgetrocknet.
Eine Laserstrahlquelle 6 richtet einen Laserstrahl 7 auf die Deckelektrode 4, um diese an ihrem Rand abzutragen.
Die Kapazität des Kondensators aus der Deckelektrode 4, dem Dielektrikum 3 und der Grundelektrode 2 wird mittels eines mit einem Teil 8 der Deckelektrode 4 verbundenen Kontaktstiftes 9 gemessen, der über einen Draht 10 an einen Kapazitätsftihler 11 angeschlossen ist, welcher über einen Draht 12 auch in elektrischer Verbindung mit der Grundelektrode 2 steht. Sobald die Kapazität des Kondensators den vorgegebenen Sollwert erreicht, schaltet der Kapazitätsfühler 11 über eine Leitung 13 die Laserstrahlquelle 6 ab.
1 Figur 3 Patentansprüche Leerseite

Claims

Patentansprüche (t9. Verfahren zum Einstellen der Kapazität von Feuchtesensoren auf einen bestimmten vorgegebenen Wert, wobei die Feuchtesensoren aus einem Kondensator mit einer Grundelektrode, einem Dielektrikum und einer Deckelektrode bestehen und die Deckelektrode durch Laserbeschuß abgetragen wird, so daß der Kondensator den bestimmten vorgegebenen Wert annimmt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Einstellen bei derart erhöhter Temperatur vorgenommen wird, daß die im Dielektrikum (3) zurückbleibende Restfeuchtigkeit vernachlässigbar ist, so daß konstante Abgleichbedingungen erhalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Temperatur möglichst hoch gewählt wird, aber nur so hoch, daß der Feuchtesensor noch nicht leidet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung einer Polyimidfolie für das Dielektrikum (3) und eines Stahlblechs für die Grundelektrode (2) eine Temperatur von 120 0C gewählt wird.