ES2285727T3

ES2285727T3 - HUMIDITY SENSOR.

Info

Publication number: ES2285727T3
Application number: ES97902211T
Authority: ES
Inventors: Werner Frey; German Gotz
Original assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Current assignee: Liebherr Mischtecknik GmbH
Priority date: 1996-02-06
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2017-01-23
Also published as: TR199701104T1; DE59712833D1; ATE358819T1; DK0819248T3

Abstract

Sensor (6) de humedad para la medición capacitiva de la humedad contenida en un material, preferiblemente un producto a granel, con un alojamiento (3), que presenta una placa (1) terminal no conductora, cuyo lado externo está orientado hacia el material o el producto a granel o sobre la que se desplaza el material o producto a granel, y con un condensador (27) de campo de dispersión dispuesto en el alojamiento (3) para la generación de un campo de dispersión eléctrico, cuyas líneas de flujo penetran la placa (1) terminal y el material o producto a granel, caracterizado porque al menos un polo (29) del condensador de campo de dispersión está aplicado como capa (2) conductora sobre el lado de la placa terminal opuesto al material o al producto a granel.Moisture sensor (6) for the capacitive measurement of moisture contained in a material, preferably a bulk product, with a housing (3), which has a non-conductive terminal plate (1), whose outer side is oriented towards the material or the product in bulk or on which the material or product moves in bulk, and with a dispersion field capacitor (27) arranged in the housing (3) for the generation of an electric dispersion field, whose flow lines the terminal plate (1) and the bulk material or product penetrate, characterized in that at least one pole (29) of the dispersion field capacitor is applied as a conductive layer (2) on the side of the terminal plate opposite the material or the Bulk product.

Description

Sensor de humedad.Humidity sensor.

La invención se refiere a un sensor de humedad para la medición capacitiva de la humead contenida en un material, preferiblemente un producto a granel, según el preámbulo de la reivindicación 1 de patente.The invention relates to a humidity sensor for the capacitive measurement of moisture contained in a material, preferably a bulk product, according to the preamble of the patent claim 1.

Un sensor de humedad de este tipo se conoce por el documento de patente DE 36 12 282 y sirve para medir la humead de un producto a granel que circula sobre una placa de choque, que anteriormente se ha homogeneizado mediante lanzamiento sobre la placa de choque de una manera invariable y reproducible con respecto a su densidad. El sensor de humedad utilizado en este caso está ubicado en un alojamiento de plástico con una placa terminal y fijado a la placa de choque de tal manera que el plano de la superficie de deslizamiento de la placa de choque está alineado con la placa terminal. En el lado opuesto al producto a granel de la placa terminal se encuentra un condensador de campo de dispersión, cuyos polos de condensador están formados por dos bucles de alambre concéntricos. Al aplicar una tensión eléctrica en ambos bucles de alambre se forma entre los bucles de alambre un campo de dispersión, que penetra la placa terminal y el producto a granel que circula sobre la placa terminal. Con ello el producto a granel actúa como un dieléctrico con respecto al campo de dispersión, cuya constante de dielectricidad depende fundamentalmente de la humedad del producto a granel. Dado que las proporciones geométricas del condensador de campo de dispersión permanecen constantes, puede suponerse, que las modificaciones de la humedad son prácticamente proporcionales a las modificaciones de la capacidad del condensador de campo de dispersión. La evaluación de estas modificaciones de capacidad se produce en el sensor de humedad según el concepto genérico porque el condensador de campo de distribución está conectado con una capacidad fija como divisor de tensión, alimentando el divisor de tensión mediante una tensión alterna de alta frecuencia. Con ello se genera en el condensador de campo de dispersión una tensión de alta frecuencia dependiente de la humedad, que puede procesarse posteriormente de manera electrónica. El procesamiento posterior se produce en este caso mediante una unidad de evaluación central, que está conectada con el sensor de humedad a través de una línea de conexión.A humidity sensor of this type is known as Patent document DE 36 12 282 and serves to measure humidity of a bulk product circulating on a crash plate, which previously it has been homogenized by launch on the shock plate in an invariable and reproducible manner with respect at its density The humidity sensor used in this case is located in a plastic housing with an end plate and fixed to the shock plate in such a way that the plane of the Sliding surface of the shock plate is aligned with the terminal board On the opposite side to the bulk product of the terminal plate is a dispersion field capacitor, whose capacitor poles are formed by two wire loops concentric By applying an electric voltage on both loops of wire is formed between the wire loops a field of dispersion, which penetrates the end plate and the bulk product that circulates on the end plate. With it the bulk product acts as a dielectric with respect to the dispersion field, whose dielectricity constant depends primarily on humidity of the bulk product. Since the geometric proportions of dispersion field capacitor remain constant, can assume, that moisture modifications are practically proportional to the capacitor capacity changes of dispersion field. The evaluation of these modifications of capacity is produced in the humidity sensor according to the concept generic because the distribution field capacitor is connected with a fixed capacity as a voltage divider, feeding the voltage divider by an alternating voltage of high frequency. This is generated in the field capacitor of dispersion a high frequency voltage dependent on the moisture, which can be subsequently processed electronically. Subsequent processing occurs in this case through a central evaluation unit, which is connected to the sensor humidity through a connection line.

La utilización del sensor anteriormente descrito ha demostrado ser importante especialmente en la producción de hormigón premezclado, dado que la calidad del hormigón también depende del mantenimiento del valor agua-cemento de manera decisiva y este valor sólo puede determinarse de manera fiable, cuando se tiene en cuenta la humedad de los áridos. A este respecto se establecen requisitos especialmente elevados con respecto a la precisión de medición y la sensibilidad de los sensores de humedad utilizados durante la dosificación de varios áridos, dado que entonces se suman las imprecisiones de los sensores de humedad individuales. Se ha demostrado, que en estos casos no es suficiente la precisión y la sensibilidad de los sensores de humedad conocidos, para producir hormigón premezclado de alta calidad. Otro problema en el funcionamiento paralelo de varios sensores de humedad consiste adicionalmente en que a veces la unidad de evaluación central ya no puede evaluar las cantidades de datos que se producen. Además el reemplazo de un único sensor de humedad en una instalación mezcladora que funciona en paralelo es muy complejo, dado que para ello debe interrumpirse la totalidad de la operación de mezclado de la instalación, para volver a calibrar el sensor individual.The use of the sensor described above has proven to be important especially in the production of ready-mixed concrete, since the quality of the concrete also depends on the maintenance of the water-cement value of decisive way and this value can only be determined so reliable, when the moisture of the aggregates is taken into account. To this especially high requirements are established with regarding the measurement accuracy and sensitivity of the humidity sensors used during various dosing aggregates, since then the inaccuracies of the individual humidity sensors. It has been shown that in these cases the accuracy and sensitivity of the known humidity sensors, to produce ready-mixed concrete high quality. Another problem in the parallel operation of several humidity sensors additionally consist in that sometimes the central evaluation unit can no longer evaluate the quantities of data that is produced. In addition the replacement of a single sensor humidity in a mixer installation that runs in parallel is very complex, since for this the totality of the mixing operation of the installation, to recalibrate the individual sensor

Por tanto el objetivo de la presente invención es crear un sensor de humedad del tipo mencionado al principio que cumple los requisitos con respecto a precisión, sensibilidad, posibilidad de reemplazo y procesamiento de datos para una operación de mezclado paralela.Therefore the objective of the present invention is to create a humidity sensor of the type mentioned at the beginning that meets the requirements regarding accuracy, sensitivity, possibility of replacement and data processing for a parallel mixing operation.

Partiendo de un sensor de humedad del tipo según el concepto genérico una solución de la invención consiste en que al menos un polo del condensador de campo de dispersión está aplicado como capa conductora sobre el lado de la placa terminal opuesto al material o producto a granel. La solución según la invención se basa en el conocimiento de que mediante capas aplicadas de manera fina en el lado posterior de la placa terminal pueden generarse campos de dispersión intensos entre estas capas perpendiculares al plano de la placa terminal. En comparación con un condensador de campo de dispersión formado por bucles de alambre pueden generarse con ello señales útiles mucho más grandes, lo que lleva a una sensibilidad superior y una precisión superior de todo el sensor.Starting from a humidity sensor of the type according the generic concept a solution of the invention is that at least one pole of the dispersion field capacitor is applied as a conductive layer on the side of the end plate opposite to the bulk material or product. The solution according to the invention is based on the knowledge that through layers finely applied on the back side of the end plate intense dispersion fields can be generated between these layers perpendicular to the plane of the end plate. In comparison with a dispersion field capacitor formed by wire loops with it, much larger useful signals can be generated, which leads to superior sensitivity and superior accuracy of everything the sensor.

La placa terminal es de manera conveniente una placa de cerámica resistente al desgaste, preferiblemente compuesta por óxidos de aluminio. Esto tiene la ventaja de que con ello puede alargarse considerablemente la vida útil de un sensor de humedad frente a una placa terminal de plástico, dado que en el caso de los áridos se trata habitualmente de materiales muy abrasivos.The terminal board is conveniently a wear-resistant ceramic plate, preferably composed by aluminum oxides. This has the advantage that with this you can considerably extend the life of a humidity sensor in front of a plastic endplate, since in the case of aggregates are usually very abrasive materials.

Una forma de realización preferida de la invención se basa en que la capa conductora está compuesta por un metal metalizado por evaporación sobre la placa terminal. Con ello las placas del condensador se aproximan más al producto a granel, con lo que se obtiene una formación en capas dieléctrica más favorable. En experimentos se ha demostrado, que el grosor de capa se encuentra preferiblemente entre 0,01 y 0,1 mm, debiendo ascender el grosor de la placa terminal en este caso a pocos milímetros.A preferred embodiment of the invention is based on the fact that the conductive layer is composed of a Metalized by evaporation on the end plate. With that the condenser plates are closer to the bulk product, whereby a dielectric layer formation is obtained more favorable. In experiments it has been shown that the layer thickness It is preferably between 0.01 and 0.1 mm, and should rise the thickness of the terminal plate in this case a few millimeters.

En una configuración adicional de la invención está previsto que el segundo polo del condensador de campo de dispersión esté conectado con el potencial del alojamiento o de la placa de choque. Con ello sólo es necesario prever un polo como capa conductora sobre la placa terminal, de modo que se simplifica su producción. Además la capa conductora actúa en este caso como punta de polo con respecto al potencial de la placa de choque o del alojamiento, dado que la placa de choque o el alojamiento actúan como polo de tamaño prácticamente infinito. A partir de experimentos se ha obtenido que con una capa metálica circular, cuyo borde presente una separación de algunos milímetros con respecto a la placa de choque adyacente, pueden formarse campos de dispersión extremadamente grandes.In a further configuration of the invention it is planned that the second field capacitor pole of dispersion is connected to the potential of the housing or the shock plate This only requires providing a pole like conductive layer on the end plate, so that it is simplified their production. In addition, the conductive layer acts in this case as Pole tip with respect to the potential of the shock plate or the housing, since the shock plate or housing act as a pole of practically infinite size. From experiments have been obtained that with a circular metallic layer, whose edge present a separation of a few millimeters with respect to adjacent shock plate, dispersion fields may be formed extremely large

Sin embargo otra disposición ventajosa de los polos del condensador puede consistir también en que ambos polos del condensador están metalizados por evaporación sobre la placa terminal. En este caso los dos polos están dispuestos entre sí en forma de peine o también en forma de banda.However, another advantageous provision of capacitor poles can also consist of both poles of the condenser are metallized by evaporation on the plate terminal. In this case the two poles are arranged with each other in Comb form or also band-shaped.

Según una forma de realización adicional preferida de la invención el alojamiento está compuesto por un acero fino inoxidable, para de este modo proteger el sensor de humedad de manera eficaz frente a influencias ambientales. El alojamiento presenta a este respecto de manera conveniente una prolongación en forma de anillo de cilindro, que en el lado frontal está cerrada mediante la placa terminal y que está soportada mediante una brida. La brida puede estar conectada con la placa de choque mediante tornillos paralelos al eje de la prolongación, que para una colocación alineada de la placa terminal con la superficie de deslizamiento de la placa de choque pueden estar reforzados con piezas de separación. Un ajuste especialmente sencillo y bueno del alojamiento con respecto a la placa de choque también puede conseguirse porque en lugar de la brida está previsto un anillo tensor. El anillo tensor está dotado a este respecto de manera conveniente de una ranura radial y con un tornillo tensor puede tensarse en perpendicular a la ranura con el alojamiento.According to a further embodiment preferred of the invention the housing is composed of a steel stainless fine, to thereby protect the moisture sensor from Effective way against environmental influences. Accommodation in this regard it conveniently presents an extension in cylinder ring shape, which on the front side is closed through the terminal plate and which is supported by a flange. The flange can be connected to the shock plate by screws parallel to the extension shaft, which stops a aligned placement of the end plate with the surface of Shock plate slip may be reinforced with pieces of separation. An especially simple and good adjustment of the housing with respect to the crash plate can also achieved because a ring is provided instead of the flange tensor. The tension ring is provided in this way so Convenient of a radial groove and with a tension screw can tighten perpendicular to the groove with the housing.

Detalles y ventajas adicionales de la invención se explican con más detalle mediante un ejemplo de realización representado en el dibujo. En éste muestran:Additional details and advantages of the invention they are explained in more detail by an embodiment represented in the drawing. In this one they show:

la figura 1: una vista desde arriba de una placa terminal con una capa metálica metalizada por evaporación de un sensor de humedad,Figure 1: a top view of a plate terminal with a metallic layer metallic by evaporation of a humidity sensor,

la figura 2: una vista en perspectiva de un sensor de humedad con brida,Figure 2: A perspective view of a humidity sensor with flange,

la figura 3: una representación esquemática de una placa de choque dispuesta bajo un silo para áridos con sensor de humedad,Figure 3: a schematic representation of a shock plate arranged under a silo for aggregates with sensor moisture,

la figura 4: una representación esquemática de varios sensores de humedad dispuestos en placas de choque, que están conectados mediante una línea de bus común con un aparato de evaluación central,Figure 4: a schematic representation of several humidity sensors arranged in shock plates, which are connected by a common bus line with a device central evaluation,

la figura 5: un diagrama de bloques de la unidad de cálculo de un sensor de humedad yFigure 5: a block diagram of the unit of calculation of a humidity sensor and

la figura 6: un corte a través de un dispositivo de calibrado para un sensor de humedad.Figure 6: A cut through a device of calibration for a humidity sensor.

La figura 1 muestra la vista desde arriba de una placa 1 terminal de un sensor de humedad. La placa 1 terminal está compuesta por una cerámica de óxido de aluminio y está configurada de manera circular. Concéntrica a ella en el lado opuesto al material o al producto a granel está metalizada una placa 2 metálica por evaporación. La capa 2 metálica forma en este caso un polo del condensador, mientras que el otro polo está formado por el alojamiento circundante o una placa de choque situada en el plano de la placa terminal. Mediante experimentos se encontró, que el grosor de la placa 1 terminal deber ser mucho más pequeño que la separación d entre el borde externo de la capa 2 metálica y el borde externo de la placa 1 terminal.Figure 1 shows the top view of a 1 terminal plate of a humidity sensor. The 1 terminal board is composed of an aluminum oxide ceramic and is configured in a circular way. Concentric to it on the opposite side of the material or to the bulk product a metallic plate 2 is metallized by evaporation The metallic layer 2 forms in this case a pole of the capacitor, while the other pole is formed by the surrounding housing or a crash plate located in the plane of the terminal board Through experiments it was found that the thickness of the 1 terminal board should be much smaller than the separation d between the outer edge of the metallic layer 2 and the outer edge of the 1 terminal board.

La figura 2 muestra una representación en perspectiva de un sensor 6 de humedad. El alojamiento 3 del sensor 6 de humedad está soportado mediante una brida 4, que por ejemplo puede atornillarse frente a una placa de choque. Por encima de la brida 4 se encuentra una prolongación 7 en forma de anillo de cilindro, que está cerrado en el lado frontal mediante la placa 1 terminal mostrada en la figura 1. El lado dotado de la capa 2 metálica de la placa 1 terminal se dirige en este caso hacia el interior del alojamiento 3. Por debajo de la brida está prevista una entrada 5 de cable. El alojamiento 3, la brida 4 y la prolongación 7 en forma de cilindro están compuestos por acero fino inoxidable.Figure 2 shows a representation in perspective of a humidity sensor 6. The sensor housing 3 6 of moisture is supported by a flange 4, which for example It can be screwed in front of a crash plate. Above the flange 4 is an extension 7 in the form of a ring cylinder, which is closed on the front side by plate 1 terminal shown in figure 1. The endowed side of layer 2 Metal plate 1 terminal is directed in this case towards the inside the housing 3. Below the flange is provided a cable entry 5. The housing 3, the flange 4 and the 7 cylinder-shaped extension are made of stainless steel stainless.

La figura 3 muestra el montaje de un sensor 6 de humedad en una placa 10 de choque. La placa 10 de choque se encuentra bajo la abertura de salida de un silo 12 para áridos. La abertura de salida del silo 12 para áridos puede abrirse y cerrarse mediante una compuerta 13 giratoria, que puede accionarse de manera automática a través de un cilindro 14 hidráulico de posicionamiento. El producto 15 a granel que sale por la abertura del silo choca contra la placa 10 de choque y se desvía por la misma en la dirección del sensor 6 de humedad. Por la desviación se forma sobre la placa 10 de choque un flujo 16 deslizante de producto con una velocidad y densidad que puede reproducirse. El sensor 6 de humedad está montado de tal forma que la placa 1 terminal está montada en un plano de la placa 10 de choque, de modo que el campo 11 de dispersión eléctrico generado por el sensor 6 de humedad puede penetrar el flujo 16 de producto deslizante. Mediante esta disposición puede determinarse la humedad en volumen del producto a granel. Dado que en el flujo 16 de producto deslizante la densidad del material es además casi constante, la humedad en volumen medida es proporcional a la humedad en peso del producto a granel. Ahora puede recurrirse a la humedad en peso así determinada para el cálculo de una corrección de la humedad entre el árido y el agua. Esta corrección tiene lugar en un contenedor de pesaje no representado con más detalle, al que se envía el producto 15 a granel en la dirección de la flecha 17.Figure 3 shows the assembly of a sensor 6 of moisture in a shock plate 10. The shock plate 10 is is under the exit opening of a silo 12 for aggregates. The silo 12 outlet opening for aggregates can be opened and closed by means of a rotating gate 13, which can be operated so automatic through a hydraulic cylinder 14 of positioning Bulk product 15 coming out of the opening of the silo hits the crash plate 10 and deflects through it in the direction of the humidity sensor 6. By deviation is formed on the shock plate 10 a sliding flow 16 of product with a speed and density that can be reproduced. The sensor 6 of humidity is mounted such that the terminal plate 1 is mounted on a plane of the shock plate 10, so that the field 11 electrical dispersion generated by humidity sensor 6 the flow 16 of sliding product can penetrate. Through this arrangement the volume moisture of the product can be determined at bulk. Since in the flow 16 of the sliding product the density of the material is also almost constant, the humidity in measured volume It is proportional to the moisture by weight of the bulk product. Now the moisture in weight thus determined for the calculation of a moisture correction between the aggregate and the water. This correction takes place in a weighing container not represented in more detail, to which the product 15 is sent to bulk in the direction of the arrow 17.

La figura 4 muestra una representación esquemática de varios sensores 6 de humedad dispuestos en placas 10 de choque, que funcionan en paralelo. Los sensores de humedad están conectados mediante una línea 20 de bus común con una unidad 21 de evaluación central. Desde cada sensor 6 de humedad hacia la línea 20 de bus conduce un cable 22 de conexión, que está conectado al conector 5 hembra del sensor 6 de humedad. Para mantener un gasto de conducción reducido, tiene lugar una transmisión de datos en serie en la línea de bus. Para ello se requieren en la línea 20 de bus o en el cable 22 de conexión dos líneas de datos, además se alimenta tensión al sensor 6 de humedad a través de dos líneas adicionales.Figure 4 shows a representation schematic of several humidity sensors 6 arranged in plates 10 of shock, which work in parallel. Humidity sensors are connected via a common bus line 20 with a unit 21 of central evaluation From each humidity sensor 6 towards line 20 bus conducts a connection cable 22, which is connected to the connector 5 female of humidity sensor 6. To maintain an expense reduced driving, data transmission takes place in series on the bus line. This is required on line 20 of bus or on the connection cable 22 two data lines, in addition supply voltage to the humidity sensor 6 through two lines additional.

Para la realización de una medición la unidad 21 de evaluación transmite una tarea de inicio al sensor 6 de humedad correspondiente, al que se ha asignado una dirección correspondiente. A continuación la unidad de cálculo dispuesta en el sensor de humedad inicia una medición, sacando la media de varios valores de medición a lo largo del tiempo. Una vez completada la medición, se transfiere el valor de humedad calculado a la unidad 21 de evaluación central como resultado. Evidentemente, adicionalmente al valor de humedad pueden transmitirse también otros datos ya editados en el sensor, como por ejemplo temperaturas, valores medios, mensajes de error o estado de medición. Además la tarea de inicio de la unidad de evaluación central también puede contener información adicional, de modo que la medición puede realizarse dado el caso de manera orientada a parámetros.To carry out a measurement, unit 21 of evaluation transmits a start task to the humidity sensor 6 corresponding, to which an address has been assigned correspondent. Next the unit of calculation arranged in the humidity sensor starts a measurement, taking the average of several measurement values over time. Once the measurement, the calculated moisture value is transferred to the unit 21 central evaluation as a result. Evidently, in addition to the humidity value they can also be transmitted other data already edited on the sensor, such as temperatures, average values, error messages or measurement status. Besides, the start task of the central evaluation unit can also contain additional information, so that the measurement can be carried out if necessary in a parameter-oriented manner.

La figura 5 muestra un diagrama de bloques de la unidad de cálculo y los componentes unidos a la misma de un sensor de humedad. El condensador 27 de campo de distribución está formado por un polo 28 en el lado del alojamiento y un polo 29 en el lado del sensor. El polo 28 en el lado del alojamiento está formado por el alojamiento 3 o la placa 10 de choque unida al mismo y está conectado a masa de manera eléctrica. El polo 29 en el lado del sensor está conectado con la capa 2 metálica metalizada por evaporación. Al aplicar una tensión entre los polos 28 y 29 se forma un campo de dispersión del condensador 27 de campo de dispersión, evaluándose las modificaciones de la capacidad del condensador 27 de campo de dispersión debido a modificaciones de humedad del flujo 16 de producto deslizante mediante el circuito 30 de medición de capacidad. Paralelo al condensador 27 de campo de dispersión está conectado un circuito 32 oscilante compuesto por una bobina y un condensador adicional. El circuito 32 oscilante se atenúa mediante el amplificador 33 y oscila en su frecuencia de resonancia en el intervalo de los megahercios. En este caso la estabilización 31 de la amplitud mantiene la tensión en el condensador 27 de campo de dispersión constante. Con ello se garantiza por un lado, que el amplificador 33 no sobreexcite, por otro lado puede evitarse sin embargo con ello la influencia de diferentes conductividades del producto a granel de manera eficaz. Esto se explica porque la conductividad del producto a granel representa desde un punto de vista eléctrico una resistencia efectiva paralela al condensador 27 de campo de dispersión, cuya modificación de la resistencia ha de despreciarse cuando la tensión en el condensador de campo de dispersión se mantiene constante mediante la estabilización 31 de la amplitud. La señal de salida del amplificador se alimenta a un contador 34 sincrónico. Para el control de toda la operación de evaluación está previsto un microcontrolador 36, al que pueden alimentarse varias señales de medición a través de un multiplexor 40 y un conversor 43 AD. El microcontrolador 36 presenta además una interfaz para un módulo 44 de interfaz, al que puede conectarse el cable 22 de conexión. Al bus 35 del microcontrolador está conectado el contador 34 sincrónico así como una memoria 37 Eprom.Figure 5 shows a block diagram of the calculation unit and the components attached to it from a sensor moisture. The field capacitor 27 is formed by a pole 28 on the side of the housing and a pole 29 on the side of the sensor. The pole 28 on the side of the housing is formed by the housing 3 or the shock plate 10 attached thereto and is grounded electrically. The pole 29 on the side of the sensor is connected to metallic layer 2 metallic by evaporation. When applying a voltage between poles 28 and 29, forms a dispersion field of field capacitor 27 of dispersion, evaluating the changes in the capacity of the dispersion field capacitor 27 due to modifications of moisture flow 16 of sliding product through circuit 30 of capacity measurement. Parallel to field capacitor 27 dispersion is connected an oscillating circuit 32 composed of a coil and an additional capacitor. The oscillating circuit 32 is attenuates by amplifier 33 and oscillates in its frequency of resonance in the megahertz interval. In this case the amplitude stabilization 31 maintains tension in the constant dispersion field capacitor 27. With it guarantees on the one hand that the amplifier 33 does not overexcite, by on the other hand, however, the influence of different conductivities of the bulk product effectively. This is explained because the conductivity of the bulk product from an electrical point of view it represents a resistance effective parallel to the dispersion field capacitor 27, whose resistance modification has to be neglected when the voltage in the dispersion field condenser it remains constant by stabilization 31 of the amplitude. Output signal The amplifier is fed to a synchronous counter 34. For him control of the entire evaluation operation is planned a microcontroller 36, to which several signals can be fed measurement through a multiplexer 40 and a 43 AD converter. He microcontroller 36 also has an interface for a module 44 interface, to which the connection cable 22 can be connected. To the bus 35 of the microcontroller is connected synchronous counter 34 as well as a memory 37 Eprom.

Como señal de entrada del multiplexor 40 sirven las señales de medición de un primer sensor 38 de temperatura, de un segundo sensor 39 de temperatura, una fuente 41 de tensión de referencia y señales 42 de medición adicionales. El primer sensor 38 de temperatura mide la temperatura en el circuito 30 de medición de capacidad, estando realizado el circuito de medición de capacidad como circuito híbrido. Como sustrato para el circuito híbrido se utiliza un óxido de aluminio, a través de cuya buena conductividad térmica se garantiza una medición fiable de la temperatura del primer sensor 38 de temperatura. El segundo sensor de temperatura está colocado en la placa 1 terminal y mide la temperatura de la placa terminal o del producto a granel que se desliza sobre la placa terminal. Mediante la unión 42 el multiplexor 40 puede leer señales de medición adicionales, como por ejemplo la densidad específica de la humedad de un producto a granel. El multiplexor 40 se sincroniza mediante el microcontrolador 36 y alimenta la señal de multiplexación correspondiente a un conversor 43 AD, cuyo valor de salida digital lee el microcontrolador 36.As input signal of multiplexer 40 they serve the measurement signals of a first temperature sensor 38, of a second temperature sensor 39, a voltage source 41 of reference and additional measurement signals 42. The first sensor Temperature 38 measures the temperature in the measuring circuit 30 capacity, with the measuring circuit of capacity as a hybrid circuit. As a substrate for the circuit an aluminum oxide is used, through whose good thermal conductivity ensures a reliable measurement of the temperature of the first temperature sensor 38. The second sensor of temperature is placed on the 1 terminal board and measures the temperature of the end plate or bulk product to be slide over the end plate. Through union 42 the multiplexer 40 can read additional measurement signals, as per example the specific moisture density of a product a bulk. The multiplexer 40 is synchronized by the microcontroller 36 and feeds the multiplexing signal corresponding to a 43 AD converter, whose digital output value read the microcontroller 36.

Si el microcontrolador 36 recibe a través del cable 22 de conexión de la unidad 21 de evaluación central la orden de inicio para una tarea de medición, entonces el estado de contador del contador 34 sincrónico se pone a cero mediante el bus 35. La señal de reloj del amplificador 22 produce a continuación que el contador 34 sincrónico cuente hacia arriba, representando el estado del contador del contador 34 sincrónico el número de las oscilaciones de resonancia del circuito 32 oscilante durante un tiempo determinado. Tras un tiempo predeterminado, que se halla mediante un temporizador integrado en el microcontrolador 36, se lee el contador 34 sincrónico a través del microcontrolador 36 mediante el bus 35. A partir del estado del contador y el tiempo transcurrido puede hallarse la frecuencia del circuito 32 de oscilación, que es una medida para la modificación de la capacidad del condensador 27 de campo de dispersión. Junto con las señales de medición leídas mediante el multiplexor 40 la frecuencia calculada sirve ahora como parámetro de entrada para una tabla de calibrado, que se cargó anteriormente por el microcontrolador a partir de la memoria 37 Eprom en su memoria interna. El valor de salida de la tabla de calibrado es un valor de humedad determinado, que se transmite como resultado desde el microcontrolador 36 a través del módulo 44 de interfaz y el cable 22 de conexión a la unidad 21 de análisis central. Dado el caso puede realizarse también un cálculo de la media de varios valores de medición, antes de que tenga lugar una transmisión de los valores de medición a la unidad 21 de evaluación central.If the microcontroller 36 receives through the connection cable 22 of the central evaluation unit 21 the order start for a measurement task, then the counter status of the synchronous counter 34 is set to zero via bus 35. The amplifier clock signal 22 then produces that the synchronous counter 34 count up, representing the state of the counter of the synchronous counter 34 the number of resonance oscillations of oscillating circuit 32 during a set time After a predetermined time, which is by means of a timer integrated in the microcontroller 36, it reads the synchronous counter 34 through the microcontroller 36 by bus 35. From the state of the counter and the time after the frequency of circuit 32 of swing, which is a measure for capacity modification of the dispersion field condenser 27. Along with the signs of measurement read by multiplexer 40 the calculated frequency now serves as an input parameter for a calibration table, which was previously loaded by the microcontroller from the 37 Eprom memory in its internal memory. The output value of the Calibration table is a certain moisture value, which is transmits as a result from the microcontroller 36 through the interface module 44 and connection cable 22 to unit 21 of central analysis If necessary, a calculation can also be made of the average of several measurement values, before it takes place a transmission of the measured values to unit 21 of central evaluation

La figura 6 muestra un corte a través de un dispositivo de calibrado para un sensor de humedad para la creación de una tabla de calibrado que ha de almacenarse en la memoria 37 Eprom. Para ello el sensor 6 de humedad se fija antes de su puesta en funcionamiento en un alojamiento 61 metálico por medio de un elemento 60 de sujeción rápida. La placa 1 terminal del sensor de humedad está colocada en este caso sobre una muestra de material con propiedades dieléctricas conocidas. Debido a las propiedades dieléctricas conocidas de la muestra de material puede crearse la tabla de calibrado en función de las señales de medición que entran en el multiplexor 40. Para ello se enfría en primer lugar el sensor de humedad sujeto de manera fija sobre el alojamiento 21 metálico hasta la temperatura de funcionamiento admitida más baja, es decir por ejemplo hasta -10ºC. A continuación se produce un calentamiento del sensor de humedad hasta la temperatura de funcionamiento admitida más alta, por medio de una placa 63 calentadora, que está situada bajo la muestra 62 de material. Al pasar por este intervalo de temperatura se almacenan ahora en función de las señales de medición del primer sensor 38 de temperatura, del segundo sensor 39 de temperatura así como de otras señales de medición valores de calibrado para una humedad determinada con una frecuencia dada del circuito 32 de oscilación. La tabla de calibrado creada de este modo se archiva junto con el programa de control del microcontrolador en la memoria 37 Eprom, cuyo contenido se carga durante el inicio del microcontrolador en su memoria interna.Figure 6 shows a section through a calibration device for a moisture sensor for creation of a calibration table to be stored in memory 37 Eprom. For this, the humidity sensor 6 is fixed before putting it on. in operation in a metal housing 61 by means of a Quick clamping element 60. The 1 terminal plate of the sensor moisture is placed in this case on a sample of material with known dielectric properties. Due to the properties known dielectrics of the material sample can be created the calibration table based on the incoming measurement signals in multiplexer 40. To do this, the sensor is cooled first of humidity fixedly held on the metal housing 21 up to the lowest allowed operating temperature, i.e. for example up to -10 ° C. Then a heating occurs from humidity sensor to operating temperature admitted higher, by means of a heating plate 63, which is located under sample 62 of material. When going through this interval of temperature are now stored depending on the signals of measurement of the first temperature sensor 38, of the second sensor 39 of temperature as well as other measurement signals values of calibrated for a given humidity with a given frequency of oscillation circuit 32. The calibration table created from this mode is archived together with the control program of the microcontroller in memory 37 Eprom, whose content is loaded during the start of the microcontroller in its internal memory.

En caso de que durante la operación de calentamiento la calefacción 63 siempre funcione a potencia máxima, entonces aumenta la temperatura en el interior del sensor 6 de humedad de forma exponencial y se acerca de una forma cada vez más lenta al valor final. Un incremento de la temperatura de este tipo tiene la desventaja de que al inicio del incremento de la temperatura debe tener lugar un muestreo rápido de los valores de medición debido a las modificaciones intensas, mientras que hacia el final de la operación de medición los valores de medición sólo se modifican lentamente y con ello con una misma velocidad de muestreo se registran muchos puntos de medición innecesarios. Por ello puede ser especialmente ventajoso dotar la calefacción de una regulación adicional que garantice que la diferencia de temperatura entre el primer y el segundo sensor de temperatura permanezca constante. Dado que el primer sensor de temperatura se encuentra en el interior del alojamiento 3 del sensor 6 de humedad, mientras que el segundo sensor de temperatura está fijado al propio alojamiento, se garantiza mediante la diferencia de temperatura constante entre ambos sensores de temperatura una corriente de calor constante desde el exterior del alojamiento hacia el interior. Con ello se produce también un incremento constante de la temperatura en el interior del alojamiento, que permite un registro fundamentalmente mejor de los valores de calibrado.In case during the operation of heating heating 63 always run at full power, then the temperature inside the sensor 6 of humidity exponentially and is approaching in an increasingly Slow to final value. An increase in temperature of this type has the disadvantage that at the beginning of the increase in temperature should take a quick sampling of the values of measurement due to intense modifications while doing the end of the measurement operation the measurement values only they change slowly and with that with the same speed of Sampling many unnecessary measurement points are recorded. By this can be especially advantageous to provide the heating of a additional regulation that guarantees that the temperature difference between the first and the second temperature sensor remain constant. Since the first temperature sensor is in the inside of the housing 3 of the humidity sensor 6 while the second temperature sensor is fixed to the housing itself, is guaranteed by the constant temperature difference between both temperature sensors a constant heat current from the outside of the housing to the inside. With it also produces a constant increase in temperature in the inside the accommodation, which allows a fundamentally registration Best of calibration values.

Claims

1. Humidity sensor (6) for the capacitive measurement of moisture contained in a material, preferably a bulk product, with a housing (3), which has a non-conductive terminal plate (1), whose external side is oriented towards the material or product in bulk or on which the material or product moves in bulk, and with a dispersion field capacitor (27) arranged in the housing (3) for the generation of an electric dispersion field, whose lines of flow penetrate the terminal plate (1) and the bulk material or product, characterized in that at least one pole (29) of the dispersion field condenser is applied as a conductive layer (2) on the side of the terminal plate opposite the material or to the bulk product.

2. Moisture sensor according to claim 1, characterized in that the terminal plate (1) is a wear-resistant ceramic plate, preferably composed of aluminum oxides.

3. Humidity sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the conductive layer (2) is composed of a metal metallized by evaporation on the terminal plate (1).

4. Humidity sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second pole (28) of the dispersion field condenser (27) is connected to the housing potential (3) and / or to the potential of a support of the housing (3), the housing (3) and / or the housing support (3) being sized such that the pole formed by the conductive layer acts as a pole tip.

5. Humidity sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that both poles (28, 29) of the dispersion field condenser are composed of the conductive layer, both poles (28, 29) being arranged with each other in the form of Comb and / or band-shaped.

6. Moisture sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the housing (3) is made of stainless steel.

7. Moisture sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the housing (3) has an extension in the form of a cylinder ring, which on the front side is closed by the end plate and is supported by a flange ( 4).

8. Moisture sensor according to claim 7, characterized in that the flange (4) is configured as a tension ring.

9. Moisture sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the terminal plate (1) is mounted on a plane of a shock plate, on which bulk product circulates.