DE3331305C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein dielektrisches Feuchtemeßgerät, insbesondere für Feststoffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten dielektrischen Feuchtemeßgeräten, die eine Streufeld-Meßkondensatoranordnung verwenden, besteht der Meßkondensator aus Elektroden, die entweder bspw. parallel oder konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei jeweils aktive Elektrode und geerdete Elektrode abwechselnd bzw. benachbart angeordnet sind. Mit anderen Worten, es ist jeweils eine aktive Elektrode zwischen zwei geerdeten Elektroden angeordnet. Aus der US-37 81 672 geht ein Streufeldkondensator mit real ausgeführter Elektrode und Gegenelektrode hervor.

Man ist bisher davon ausgegangen, daß, um gute Meßergebnisse erzielen zu können, die Meßgutschicht größer sein muß als der Elektrodenabstand, da dann das Kondensatorfeld nahezu vollständig im Meßgut verläuft. Bei diesen Bauformen ist jedoch die Tiefenwirkung des Kondensatorfeldes im Meßgut äußerst unbefriedigend, da sie bereits bei wenigen Millimetern Materialstärke beträchtlich abnimmt. Dies führt dann zu erheblichen Fehlmessungen, wenn die Feuchteverteilung im Meßgut sehr unter­ schiedlich ist, was bei vielen Feststoffen ge­ geben ist. Bspw. gilt dies für Bauteile aus Kunststoff, die bei Verwendung unter extremen Bedingungen Haarrisse zeigen oder porös werden, in denen Wasser eingeschlossen wird. Mißt man solche Bauteile von der Innenseite her, so kann die Feuchtigkeit, die sich bspw. in den auf der Außenseite ergebenden Haarrissen gesammelt hat, nicht erfaßt werden. Entsprechendes gilt bspw. bei der Feuchtemessung an Holz, wo sich eine unterschiedliche Feuchteverteilung in Richtung der Tiefe während der Trocknung ergibt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein dielektrisches Feuchtemeßgerät, insbesondere für Feststoffe der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem eine größere Tiefenwirkung der Messung in insbesondere Feststoffen erreichbar ist. Diese Aufgabe wird bei einem dielektrischen Feuchtemeß­ gerät der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des dielek­ trischen Feuchtemeßgerätes wird das größtmög­ liche Streufeld mit der größtmöglichen Tiefen­ wirkung erreicht, so daß auch Messungen an einem Meßgut, das mit einer sehr unterschied­ lichen Feuchteverteilung versehen ist, genauer vorgenommen werden können als bisher. Dabei ist es zweckmäßig, wenn die aktive Elektrode hin­ sichtlich ihrer Geometrie klein gegenüber der des Meßgutes ist, da dies ebenfalls zur Verbes­ serung der Tiefenwirkung der Streufeldmessung beiträgt.

Um eine von einer gewissen Neigung unabhängige und leichte Handhabung des Feuchtemeßgerätes zu erreichen, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung die aktive Elektrode an einem vom Gerätegehäuse abstehenden Stab be­ festigt. Dabei ist es gleichzeitig zweckmäßig, die aktive Elektrode kugel- oder kugelkalottenförmig auszubilden.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht ein bekanntes dielektrisches Feuchte­ meßgerät mit einer Kammelek­ trodenanordnung,

Fig. 2 in schematischer perspektivischer Darstellung ein dielektrisches Feuchtemeßgerät gemäß einem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel vor­ liegender Erfindung, und

Fig. 3 schematisch eine Meßschaltung des dielektrischen Feuchtemeßgerätes der Fig. 2.

Die Fig. 1 zeigt ein bekanntes Feuchtemeßgerät 31, innerhalb von dessen Gehäuse 32 in nicht dar­ gestellter Weise eine Meßschaltung angeordnet ist, die mit einem Hochfrequenzspannungserzeuger, mit einem Anzeigeinstrument 33, das an der Vorder­ seite des Gerätes 31 sichtbar ist, und mit einer Streufeld-Meßkondensatoranordnung 34 verbunden ist, die an der Rückseite des Gerätes 31 vorgesehen ist. Die Streufeld-Meßkondensatoranordnung 34 besteht aus zwei aktiven Elektroden 36, die mit dem einen Spannungspotential verbunden sind, und aus drei Elektroden 37, die mit dem anderen Spannungspotential verbunden bzw. geerdet sind. Dabei ist jede aktive Elektrode 36 jeweils zwi­ schen zwei geerdeten Gegenelektroden 37 angeordnet. Die Elektroden 36 und 37 werden bei der Messung auf das zu messende Meßgut gelegt. Der Abstand der Elektroden 36 und 37 voneinander ist bei den be­ kannten Meßgeräten so gewählt, daß er kleiner als die Dicke des Meßgutes ist. Der in Fig. 1 darge­ stellte Tastenknopf 38 dient dem Einschalten des Gerätes.

Demgegenüber zeigt Fig. 2 ein Feuchtemeßgerät 11 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vor­ liegender Erfindung, in dessen Gehäuse 12 eine in Fig. 3 nur schematisch dargestellte, mit einer Hochfrequenzspannungsquelle 26 verbundene Meßschal­ tung 25 zum Erfassen kleiner Kapazitätsänderungen in der Streufeld-Meßkondensatoranordnung 14 ange­ ordnet ist. Durch ein Anzeigeinstrument 13, das durch eine Ausnehmung 15 in der Vorderwand 19 des Gehäuses 12 hindurch sichtbar ist, können die Kapazitätsänderungen angezeigt werden.

Die Streufeld-Meßkondensatoranordnung 14 besteht aus einem Kondensator, dessen aktive Elektrode 16 durch eine an einem vom Gehäuse senkrecht ab­ stehenden elektrisch leitenden Stab 20 angebrachte metallische Kugelkalotte oder Kugel 21 gebildet ist. Die aktive Elektrode 16 ist elektrisch mit einer Potentialklemme der Spannungsquelle 26 mittelbar verbunden. Der Stab 20 mit der Kugel 21 ist an einer hinteren Wand 22 des Gehäuses 12 mechanisch befestigt. Die Länge des Stabes 20 ist derart bestimmt, daß eine geringe Neigung des Ge­ rätes für das Aufsetzen auf ein Meßgut ausreichend ist. Die Kugel 21 ist hinsichtlich ihrer Geometrie klein gegenüber der des Meßgutes.

Die Gegenelektrode des Kondensators der Streufeld- Meßkondensatoranordnung 14 ist körperlich, d. h. konstruktiv nicht ausgebildet, sondern durch die elektrisch leitende, d. h. allgemeine Erde gebildet. Die schematisch dargestellte Meßschaltung 25 ist mit einer metallischen Abdeckplatte 23 elektrisch verbunden, die die Gehäuseerde darstellt und die als ein Teil der Vorderwand 19 unterhalb der Aus­ nehmung 15 bzw. des Fensters angeordnet ist. Die metallische Abdeckplatte 23 ist von einem Tastenknopf 18 durchdrungen, der der Einschal­ tung des Feuchtemeßgerätes 11 dient.

Fig. 3 zeigt zusätzlich zu der konkret vor­ handenen Meßschaltung gestrichelt die bei einer Messung zusätzlich auftretenden Kapazitäten, die in Form eines Ersatzschaltbildes miteingezeichnet sind. Dabei ist C_M die Meßkapazität des zu mes­ senden Gutes, C_E die Kapazität zwischen Meßgerät 11 bzw. der die Geräteerde (Abdeckplatte 23) be­ rührenden Bedienungsperson und der allgemeinen Erde und C_G die Kapazität zwischen dem Meßgut und der allgemeinen Erde, wobei C_E und C_G jeweils als wesentlich größer als C_M anzunehmen sind. Der in der Meßschaltung 25 angeordnete Vergleichskonden­ sator besitzt eine Vergleichskapazität C_V, deren Wert gleich der in Luft gemessenen Kapazität C_M ist, in welchem Falle (Dielektrizitätskonstante gleich 1) das Meßgerät 11 abgeglichen ist.

Das Feuchtemeßgerät 11 besitzt also im Betrieb dann die Anzeige Null, wenn die Bedienungsperson mit dem Druck auf den Tastenknopf 18 gleich­ zeitig die metallische Deckplatte 23 berührt und das Feuchtemeßgerät 11 frei in die Luft hält. Wird in die von der aktiven Elektrode 16 zur allgemeinen Erde ausgehenden Streufelder des be­ treffenden Kondensators ein Meßgut dadurch einge­ bracht, daß es mit der aktiven Elektrode 16 in Berührung kommt, so zeigt das Feuchtemeßgerät 11 die Differenz der Dielektrizitätskonstanten von Luft und dem Meßgut an und damit den Feuchtigkeits­ gehalt des Meßgutes, da die Dielektrizitätskon­ stante des Meßgutes sich in Abhängigkeit vom Feuch­ tigkeitsgehalt ändert.

Statt einer Kugel 21 kann die aktive Elektrode 16 des Meßkondensators auch zwei oder mehr vom Gehäuse abstehende Kugeln 21 besitzen, die so angeordnet sind, daß sie das Meßgut gleichzeitig berühren können.

Claims (5)

1. Dielektrisches Feuchtemeßgerät, insbesondere für Feststoffe, mit einer aus dem Gerätegehäuse herausgeführten Streufeld-Meßkondensatoranordnung und mit einer Meßschaltung zum Erfassen kleiner Kapazitätsänderungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Streufeld-Meßkondensatoranordnung (14) einen Meßkondensator aufweist, von dem ausschließlich die aktive Elektrode (16) konstruktiv ausgebildet und bei dem als Gegenelektrode die elektrisch leitende Erde verwendet ist.

2. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode (16) hinsichtlich ihrer Geometrie klein gegenüber der des Meßgutes ist.

3. Feuchtemeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode (16) an einem vom Gerätegehäuse (12) abstehenden metallischen Stab (20) befestigt ist.

4. Feuchtemeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Elektrode (16) kugel- oder kugelkalottenförmig ausgebildet ist.

5. Feuchtemeßgerät nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Geräte­ gehäuse (12) mit einer metallischen Abdeckplatte (23) versehen ist, die die geräteseitige Erde darstellt.