WO2003038394A2

WO2003038394A2 - Vorrichtung und verfahren zur bestimmung der qualität eines fluids, insbesondere eines schmier- und/oder kühlmittels

Info

Publication number: WO2003038394A2
Application number: PCT/EP2002/011517
Authority: WO
Inventors: Stephanus BÜTTGENBACH; Hans-Heinrich Harms
Original assignee: Hydac Electronic Gmbh
Priority date: 2001-10-29
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2003-05-08
Also published as: CN1325912C; KR20040062596A; JP2005507497A; US7104117B2; US20040250606A1; DE10152777A1; CN1578909A; EP1444498A2; KR100658387B1; WO2003038394A3; AU2002363262A1

Abstract

Eine Vorrichtung (1) zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlöls, mit mehreren Sensoren (3, 4, 5, 6, 7), die ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit der jeweiligen sensorspezifischen Eingangsgrösse abgeben, wobei ein Sensor ein Temperatursensor (7) ist, der ein Ausgangssignal abgibt, das im wesentlichen nur eine Abhängigkeit von der Temperatur (T) des Mediums aufweist und insbesondere von der Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist, und mindestens ein weiterer Sensor (3, 4, 5, 6) ein Ausgangssignal abgibt, das eine Abhängigkeit sowohl von der Qualität des Mediums als auch von der Temperatur (T) des Mediums aufweist, und wobei die Sensoren (3, 4, 5, 6, 7) auf einem gemeinsamen und in das Medium eintauchbaren Substrat (2) angeordnet sind sowie ein zugehöriges Verfahren.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlmittels

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlmittels.

Medien im Sinne der vorliegenden Erfindung werden häufig und insbesondere auch in der Antriebstechnik eingesetzt, beispielsweise als Schmier- und/oder Kühlmittel. Dabei werden Eigenschaften des Mediums ausgenützt, welche die Qualität des Mediums bestimmen, beispielsweise die Herabsetzung von Reibungskoeffizienten. Diese Eigenschaften unterliegen inneren und äußeren Einflüssen, beispielsweise einer Alterung durch Licht, Luft, Betriebstemperatur, Temperaturwechsel- Beanspruchungen, Verunreinigungen usw.. Ein ordnungsgemäßer Betrieb erfordert eine Mindestqualität des Mediums, bei deren Unterschreiten das Medium ausgetauscht werden muß. Häufig erfolgt in der Praxis ein Austausch des Mediums nach einer vorgegebenen Zeitdauer oder Betriebsstundendauer.

BESTÄTIGÜSS1GSKOP1E Soweit aus dem Stand der Technik Sensoren zur Ermittlung von die Qualität des Mediums bestimmenden Parametern bekannt sind, ist es von Nachteil, daß das Ausgangssignal dieser Sensoren auch eine große Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums aufweist. Versucht man diese Temperaturabhängigkeit dadurch zu eliminieren, daß man den qualitätsbestimmenden Parameter im kalten Betriebszustand mißt, ist es von Nachteil, daß dieser kalte Zustand in der Regel nicht dem eigentlichen Betriebszustand entspricht, in dem die Qualität des Mediums maßgeblich ist.

Aus der DE 41 31 969 A1 ist eine Schmierölüberwachungseinrichtung bekannt, welche die Parameter Druck, Temperatur und Viskosität des Schmieröls in situ erfaßt. Der Anteil schmierungsrelevanter langkettiger Moleküle im Verhältnis zu dem Anteil bereits „verbrauchter" Moleküle, und mithin die Viskosität des Schmieröls, wird aus einer Messung der

Dielektrizitätskonstante bestimmt, wobei die hierfür benötigten Daten aus dem experimentell ermittelten Zusammenhang zwischen der Dielektrizitätskonstante und der technischen Schmierfähigkeit des Öles in einer Speichereinheit zur Verfügung gestellt werden.

Die DE 197 06 486 A1 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des Alterungszustands flüssiger Medien. Dabei wird mindestens ein Zustandsparameter des flüssigen Mediums während einer ersten Periode, in der das flüssige Medium den Ausgangszustand aufweist, und während mindestens einer zweiten, zeitlich nachfolgenden Periode erfaßt, und die beiden erfaßten Zustände werden miteinander verglichen. Aus dem Ergebnis dieses Vergleichs wird der Zustand des flüssigen Mediums ermittelt. Die DE 198 50 799 A1 zeigt eine Sensoranordnung zur Ermittlung physikalischer Eigenschaften von Flüssigkeiten. Auf der polierten Oberfläche einer Substratplatte homogener Dicke aus einem piezoelektrischen Werkstoff werden mit elektro-akustischen Wandlern Oberflächenwellen angeregt und detektiert. Aus der

Ausbreitungscharakteristik der Oberflächenwellen kann auf die Viskosität des zu untersuchenden Mediums geschlossen werden.

Aus der DE 101 08 576 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperaturkompensation einer piezoelektrischen Vorrichtung bekannt, die als Aktuator eingesetzt wird, beispielsweise als Positionierungs- oder Antriebseinrichtung eines Ventilsteuersystems.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Mediums bereitzustellen, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlöls, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll die Qualität des Mediums zuverlässig bestimmbar sein, auch bei einer gegenüber der Umgebung erhöhten Temperatur des Mediums.

Die Erfindung ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung sowie durch das im nebengeordneten Anspruch bestimmte Verfahren gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Die Erfindung ist gelöst durch eine Vorrichtung zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlmittels, beispielsweise eines Schmier- und/oder Kühlöls, mit mehreren in das Medium eintauchbaren Sensoren, die ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit der jeweiligen sensorspezifischen Eingangsgröße abgeben, wobei ein Sensor ein Temperatursensor ist, der ein Ausgangssignal abgibt, das in wesentlichen nur eine Abhängigkeit von der Temperatur des Mediums aufweist und insbesondere von der Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist, und mindestens ein weiterer Sensor ein Ausgangssignal abgibt, das eine Abhängigkeit sowohl von der Qualität des Mediums als auch von der Temperatur des Mediums aufweist, und wobei die mehreren Sensoren auf einem gemeinsamen Substrat angeordnet sind und dadurch thermisch miteinander gekoppelt sind.

Bei dem Medium kann es sich dabei insbesondere um ein Gas oder ein Fluid handeln, beispielsweise um ein Fluid, das aus einem nachwachsenden Rohstoff hergestellt ist.

Dadurch, daß das Ausgangssignal des Temperatursensors von der Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist, wird der Temperatureinfluß isoliert als Meßgröße erfaßt und bereitgestellt. Dieser Temperaturmeßwert kann bei der Auswertung des Ausgangssignals des weiteren Sensors entsprechend berücksichtigt werden, bei dem die Temperatur als Störgröße auftritt. Durch die Anordnung der Sensoren auf einem gemeinsamen Substrat, das eine gute thermische Kopplung der beiden Sensoren gewährleistet, ist sichergestellt, daß die von dem Temperatursensor gemessene Temperatur mit der Temperatur des weiteren Sensors im wesentlichen identisch ist. Dies ist insbesondere ein Vorteil gegenüber einer entsprechenden Vorrichtung, bei welcher der Temperatursensor und der weitere Sensor als diskrete Bauelemente ausgebildet sind, die darüber hinaus auch einen signifikanten räumlichen Abstand voneinander haben. Vorzugsweise sind die Sensoren miniaturisiert in Dickschicht-, Hybrid- oder vorzugsweise in Dünnschichttechnik ausgebildet, so daß der räumliche Abstand des Temperatursensors von dem weiteren Sensor wenige Millimeter, beispielsweise weniger als 5 mm beträgt. Dadurch ist auch bei Strömungen im Medium gewährleistet, daß der Temperatursensor und der weitere Sensor stets die im wesentlichen gleiche Temperatur aufweisen, nämlich die Temperatur des Mediums.

Der Temperatursensor ist vorzugsweise ein Widerstandsthermometer, dessen Widerstandsbahn auf das Substrat aufgebracht ist und gegenüber dem Medium elektrisch isoliert ist, aber eine gute thermische Kopplung an das Medium aufweist. Beispielsweise ist die Widerstandsbahn durch eine sehr dünne Schicht eines elektrisch isolierenden Werkstoffes abgedeckt. Je dünner diese Schicht ist, desto geringer ist ihre Wärmekapazität und desto schneller reagiert der Temperatursensor auf Temperaturänderungen des Mediums. Die Verwendung eines Widerstandsthermometers ist vorteilhaft, weil dadurch verhältnismäßig niederohmige Ausgangssignale mit hoher Störsicherheit insbesondere gegenüber elektromagnetischen Störimpulsen bereitstellbar sind. In das Widerstandsthermometer ist beispielsweise ein Strom einprägbar und die am Temperatursensor abfallende Spannung ist ein Maß für die Temperatur. Um auch bei kleinen Strömen und damit geringer Eigenerwärmung ausreichend hohe Signalspannungen zu erhalten, ist die vorzugsweise metallische Widerstandsbahn als strukturierte Dünnschicht in Form eines Mäanders auf das Substrat aufgebracht.

Der weitere Sensor kann beispielsweise ein elektrisch anregbarer mechanischer Schwingkörper sein, dessen Resonanzfrequenz unter anderem von der Dämpfung durch das Medium abhängig ist, die ihrerseits wiederum ein Parameter für die Qualität eines Mediums ist. Die Dämpfung ist abhängig von der Viskosität und Dichte des Mediums und der Schwingkörper mißt somit eine von der Viskosität bzw. Dichte abhängige, insbesondere hierzu proportionale Größe. Die Anregung zum Schwingen kann alternativ oder ergänzend auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise akustisch, optisch oder dergleichen. Eine unterschiedlich starke Dämpfung verändert die Resonanzfrequenz, die typischerweise im Bereich einiger bis einiger 10 MHz liegt. Der mechanische Schwingkörper kann unterschiedliche geeignete Geometrien aufweisen, beispielsweise auch die Form einer Gabel (Schwinggabel). Besonders einfach und robust sind jedoch platten- oder scheibenförmige Substrate, die auf den einander gegenüberliegenden Flächen Elektroden zur Schwingungsanregung aufweisen.

Das Substrat ist hierzu vorzugsweise piezoelektrisch, d. h. durch Anlegen eines elektrischen Feldes kommt es zu Verschiebungen im Kristall und dadurch zu Änderungen der Form des Substrates. Besonders geeignet sind Quarzkristalle (Si0₂) aus denen in einem sogenannten AT-Schnitt Substrate herausgeschnitten sind. Bei einer Anordnung der Elektroden auf einander gegenüberliegenden Flächen des Substrates kommt es zu

Dickenscherschwingungen, deren Resonanzfrequenz um so höher ist, je dünner das Substrat ist. Typische Dicken des Substrats liegen im Bereich zwischen 10 und 500 μm, beispielsweise etwa 100 μm. Durch vorzugsweise lokales Dünnätzen kann die Resonanzfrequenz erhöht werden; dadurch wird in der Regel die Güte des Schwingkörpers reduziert.

Der Zusammenhang zwischen dem Meßsignal, d.h. der Verschiebung Δf der Resonanzfrequenz f, der Dicke d und der Güte Q des Dickenscherschwingers, ist in der Regel derart, daß die Verschiebung Δf mit der Resonanzfrequenz f zunimmt, d.h. die Sensitivität ist mit steigender Resonanzfrequenz f erhöht. Die Resonanzfrequenz f steigt mit abnehmender Dicke d, beispielsweise f ~ 1/d. Die Güte Q sinkt mit steigender Resonanzfrequenz f, beispielsweise Q ~ 1/f. Je geringer die Güte Q ist, desto stärker ist das die Meßauflösung begrenzende Rauschen. Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich folgendes Optimierungsverfahren bei der Auslegung der Vorrichtung: Zunächst wird die Dicke d des Schwingkörpers reduziert und damit die Resonanzfrequenz f erhöht. Damit wird der Unterschied in den Meßsignalen für neues und verbrauchtes Medium größer. Da aber die Güte Q des Schwingkörpers abnimmt, wird das Rauschen stärker und der Meßfehler bei der Bestimmung der Resonanzfrequenz f steigt. Aus diesen Parametern ist für jeden Anwendungsfall die optimale Dicke d zu ermitteln.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung einen zweiten weiteren Sensor aufweisen, durch den die Dielektrizitätskonstante des Mediums bestimmbar ist, die beispielsweise infolge der Anreicherung von Feuchtigkeit und/oder Abriebpartikeln als Maß für die Qualität des Mediums auswertbar ist. Auch dieser zweite weitere Sensor ist vorzugsweise in Dünnschichttechnik auf das Substrat aufgebracht. Eine elektrische Isolation der kammartig ineinandergreifenden bzw. zinkenförmigen Elektroden des Kondensators ist zwar nicht unbedingt erforderlich, doch für viele Anwendungsfälle vorteilhaft. Die Isolation kann ebenso wie beim Widerstandsthermometer durch eine elektrische isolierende dünne Abdeckschicht erfolgen.

Alternativ oder ergänzend ist als dritter weiterer Sensor ein Leitwertsensor auf dem Substrat angeordnet, mit dem der elektrische Leitwert des Mediums bestimmbar ist, der beispielsweise durch die Anreicherung mit metallischen Abriebpartikeln oder durch Veränderung in den Säurebestandteilen eines Fluids verändert sein kann, beispielsweise erhöht sein kann. Die Elektroden des Leitwertsensors sind ebenfalls in Dünnschichttechnik auf dem Substrat aufgebracht und kontaktieren das Medium beispielsweise über kammartig lateral ineinandergreifende und zinkenförmige Elektroden.

Alternativ oder ergänzend ist als vierter weiterer Sensor ein Feuchtesensor auf dem Substrat angeordnet, dessen Elektroden ebenfalls in Dünnschichttechnik aufgebracht sind und von einer Feuchtigkeit absorbierenden Schicht abgedeckt sind. In diese Schicht lagert sich gegebenenfalls Feuchtigkeit aus dem Medium an und verändert dadurch die dielektrischen Eigenschaften der Schicht, bei der es sich beispielsweise um einen Polymer-Kunststoff handelt.

Die Erfindung ist auch gelöst durch ein Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Mediums unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei die Ausgangssignale der Sensoren einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden, die das Ausgangssignal des weiteren Sensors mit einem von der Temperatur des Mediums abhängigen Erwartungswert vergleicht, und ein das Ergebnis des Vergleiches anzeigendes Ausgangssignal abgibt.

Die jeweilige Temperatur, bei der das Ausgangssignal des weiteren Sensors mit dem zugehörigen Erwartungswert verglichen wird, kann dabei fest vorgegeben sein, insbesondere eine Temperatur, die bei jedem

Betriebszyklus erreicht wird, beispielsweise 40°C. So kann beispielsweise bei einem Verbrennungsmotor, bei dessen Betriebszyklus die Temperatur des Mediums von der Umgebungstemperatur bis auf etwa 80° ansteigt, jeweils beim Erreichen der vorgegebenen Temperatur das Ausgangssignal des weiteren Sensors mit dem Erwartungswert verglichen werden, um eine Aussage über die Qualität des Mediums machen zu können.

Alternativ hierzu kann praktisch für jede Temperatur, die das Medium in einem Betriebszyklus erreicht, ein entsprechender Erwartungswert in der Auswerteeinrichtung hinterlegt sein. Diese Erwartungswerte können fest vorgegeben sein, und beispielsweise empirisch gewonnen sein. Weiterhin können diese Erwartungswerte, gegebenenfalls ausgehend von einem fest vorgegebenen Startwert, unter Berücksichtigung des zeitlichen Verlaufes der Temperatur des Mediums berechnet werden und dementsprechend veränderbar sein. So können beispielsweise unterschiedliche Betriebszyklen mit unterschiedlichen einzelnen Betriebsdauern berücksichtigt werden, die einen unterschiedlichen Einfluß auf die Qualität des Mediums einerseits und auf das Ausgangssignal des weiteren Sensors andererseits mit sich bringen.

Letztlich können in der Auswerteeinrichtung Informationen dahingehend hinterlegt sein, daß bei einem bestimmten Verlauf der Temperatur über der Zeit ein gemessenes Ausgangssignal des weiteren Sensors noch eine ausreichend hohe Qualität des Mediums bestimmt, während das gleiche Ausgangssignal dieses Sensors bei einem anderen zeitlichen Verlauf der Temperatur des Mediums über der Zeit eine nicht mehr ausreichende Qualität des Mediums repräsentiert. Die zugehörigen Erwartungswerte sind vorzugsweise in der Auswerteeinrichtung speicherbar, die hierzu einen Mikroprozessor und zugehörige elektronische Speichermittel aufweist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere weitere Sensoren auf dem Substrat angeordnet sind, deren Ausgangssignale weitere Parameter des Mediums bestimmen und mit jeweils zugehörigen Erwartungswerten verglichen werden. Werden beispielsweise durch die Resonanzfrequenz des mechanischen Schwingkörpers die Viskosität, durch den Kondensator die Dielektrizitätskonstante, durch den Leitwertsensor die elektrische Leitfähigkeit und durch den Feuchtesensor der Feuchtigkeitsgehalt des Mediums bestimmt, kann anhand dieser vier Parameter entschieden werden, ob die Qualität des Mediums noch ausreichend ist und welches Ausgangssignal demzufolge abzugeben ist.

Diese Entscheidung kann einfach entsprechend der Majorität der Ausgangssignale der weiteren Sensoren gefällt werden, beispielsweise wenn mindestens drei der vier weiteren Sensoren ein entsprechendes Ausgangssignal abgeben. Alternativ dazu kann das Ausgangssignal, das die Qualität des Mediums nicht mehr ausreichend oder jedenfalls kritisch ist, aber auch davon abhängig gemacht werden, daß ein bestimmter der weiteren Sensoren ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, beispielsweise der mechanische Schwingkörper. Weiterhin alternativ hierzu können die Entscheidungskriterien auch abhängig von dem zeitlichen Verlauf der Temperatur des Mediums gemacht werden. In vielen Anwendungsfällen ist es ausreichend, wenn das anzuzeigende Ausgangssignal lediglich zwischen „GUT", „MITTEL" oder „SCHLECHT" unterscheidet.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung, Fig. 2 zeigt einen Schnitt ll-ll durch die Vorrichtung der Fig. 1, Fig. 3 zeigt den typischen Verlauf der Resonanzfrequenz f des

Schwingkörpers über der Temperatur T des Mediums, Fig. 4 zeigt verschiedene Temperaturabhängigkeiten der

Grundfrequenz fO, Fig. 5 zeigt den Verlauf des vom Leitwertsensor gemessenen elektrischen Widerstandes R über der Temperatur T, Fig. 6 zeigt den Verlauf der gemessenen Kapazität C über der Temperatur T, und

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen

Verfahrens.

Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlöls, mit mehreren auf einem gemeinsamen und in das Medium eintauchbaren Substrat 2 angeordneten Sensoren 3, 4, 5, 6, 7, die ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit der jeweils sensorspezifischen Eingangsgröße abgeben.

Ein Sensor ist dabei ein Temperatursensor 7, der ein Ausgangssignal abgibt, daß im wesentlichen nur eine Abhängigkeit von der Temperatur T des Mediums aufweist und insbesondere von der Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist. Mindestens ein weiterer Sensor 3, 4, 5, 6 gibt ein Ausgangssignal ab, das eine Abhängigkeit sowohl von der Qualität des Mediums als auch von der Temperatur T des Mediums aufweist. Alle Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 sind durch die Ausbildung als Dünnschichtsensoren und Anordnung auf dem gemeinsamen Substrat 2 thermisch sehr gut miteinander gekoppelt. Der Temperatursensor 7 ist ein Widerstandsthermometer, dessen Widerstandsbahn 8 in Form eines Mäanders auf das Substrat 2 aufgebracht ist. Das Substrat 2 ist ein einkristalliner Quarz mit einem sogenannten AT-Schnitt, dessen Oberfläche 9 eine xz-Ebene bildet. Das Substrat 2 ist vorzugsweise rechteckförmig und im dargestellten Ausführungsbeispiel quadratisch. Die Länge einer Kante 10 beträgt typisch zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise etwa 5 mm. Die Kante 10 ist gegenüber der kristallographischen z-Achse um typisch etwa 35° in Richtung auf die x-Achse geneigt. Die Dicke des Substrats 2 beträgt typisch zwischen 50 vm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 100 und 200 μm.

In einer Ausführungsart der Erfindung werden die Substrate 2 mit vorgebbaren Außenmaßen als Halbfabrikat gekauft, beidseitig mit einer Metallisierung versehen, die anschließend auf photolithographische Weise strukturiert wird und als Maske beim vorzugsweise naßchemischen Ätzen und vorallem als Leiterbahn und elektrische Anschlußfläche dienen kann. Die Metallisierung ist vorzugsweise eine Chrom/Gold-Schicht, wobei das Chrom im wesentlichen als dünner Haftvermittler wirkt für die Goldschicht auf dem Quarzsubstrat, welche die eigentliche elektrische Leitfähigkeit bereitstellt und dabei korrosionsbeständig ist.

Vorzugsweise wird eine Vielzahl erfindungsgemäßer Vorrichtungen 1 auf einer einzigen Quarzplatte „im Nutzen" hergestellt, die nach Abschluß der Dünnschicht-Strukturierung in die Vorrichtungen 1 vereinzelt wird, beispielsweise durch Trennschleifen oder Sägen. Die vereinzelten Vorrichtungen 1 können auf einer Trägerplatine, beispielsweise aus Epoxydharz, aufgebracht und mit dort vorgesehenen Leiterbahnen verbunden werden. Die elektrischen Kontaktstellen und Leiterbahnen können dabei soweit möglich mit einer Abdichtung versehen werden, beispielsweise mit einem Epoxydklebstoff. Dadurch kann eine Rückseite des Substrats 2 einen belüftbaren und gegenüber dem Medium abgedichteten Raum begrenzen. Hierdurch können auch unter Druck stehende Medien zuverlässig beurteilt werden und eine das Ergebnis verfälschende Dämpfung des Schwingkörpers aufgrund der Trägerplatine oder eines eingeschlossenen Gas- oder Fluidvolumens wird verhindert.

Der Temperatursensor 7 ist als Widerstandsthermometer ausgebildet mit einem mäanderförmigen Widerstandsbahn 8, durch die zwei

Anschlußelektroden 1 1 des Temperatursensors 7 miteinander verbunden sind. Die Dicke der Widerstandsbahn 8 beträgt zwischen 20 und 1000 nm, vorzugsweise zwischen 100 und 500 nm, insbesondere etwa 250 nm. Damit ergeben sich typische Schichtwiderstände in der Größenordnung von 0, 1 Ohm. Die Länge des Mäanders wird vorzugsweise so gewählt, daß sich bei Raumtemperatur etwa ein Widerstand von 200 Ohm bis 2 Kiloohm ergibt. Dadurch läßt sich z. B. beim Einprägen eines Stromes von 1 mA eine Ausgangsspannung in der Größenordnung von 1 Volt erreichen, die ausreichend niederohmig ist und dennoch eine die Messung störende Eigenerwärmung des Temperatursensors 7 aufgrund der Messung verhindert.

Aufgrund der Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes der Widerstandsbahn 8, die bei reinen Metallen etwa 0,4 % pro Grad Celsius beträgt und durch Zusätze erhöht werden kann, ist die Änderung der

Ausgangsspannung des Temperatursensors 7 ein Maß für die Temperatur des Substrates 2 und damit für des Mediums. Um die Widerstandsbahn 8 gegenüber dem Medium elektrisch zu isolieren, ist nach erfolgter Strukturierung der Widerstandsbahn 8 das Substrat mit einer vorzugsweise anorganischen Isolierschicht abgedeckt, beispielsweise durch Plasmaunterstützte Abscheidung von Si0₂ aus der Gasphase (PECVD- Si0₂). Die Schichtdicke ist dabei lediglich so groß gewählt, daß eine elektrische Isolation der Widerstandsbahn 8 gewährleistet ist. Andererseits sollte die Abdeckschicht möglichst dünn sein, um eine gute thermische Kopplung der Widerstandsbahn 8 an das Medium zu gewährleisten. Günstige Werte für die Dicke der Abwehrschicht liegen zwischen 100 nm und 1000 nm, vorzugsweise zwischen 300 und 600 nm.

Auf der Oberfläche 9 der Vorderseite des Substrats 2 ist im Zentrum eine im wesentlichen kreisrunde metallische Elektrode 12 angeordnet, deren Art und Schichtdicke vorzugsweise der Widerstandsbahn 8 entspricht und gleichzeitig mit dieser herstellbar ist. Zu einer der Kanten 10 hin ist eine Anschlußbahn 13 geführt, über welche die Elektrode 12 vom Rand des Substrats 2 elektrisch kontaktierbar ist.

Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt ll-ll durch die Vorrichtung 1 , insbesondere durch das Substrat 2, der Fig. 1. Dabei ist aus Gründen der Übersichtlichkeit auf der Oberfläche 9 der Vorderseite des Substrats 2 lediglich die Metallisierung der Elektrode 12 bzw. Anschlußbahn 13 dargestellt. Auf der der Oberfläche 9 der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite ist in dem der Elektrode 12 entsprechenden Bereich eine weitere Elektrode 14 angeordnet, die über eine weitere Anschlußbahn 15 von vorzugsweise der gleichen Kante 10 des Substrats 2 kontaktierbar ist, wie die Elektrode 12 auf der Oberfläche 9. Beim Anlegen einer

Wechselspannung wird das Substrat 2 zu Schwingungen angeregt, im dargestellten Ausführungsbeispiels bei Verwendung eines AT-Schnittes in Form eines Dickenscherschwingers, wie es durch die Pfeile 16 angedeutet ist. Die Bewegungsknoten dieser Dickenscherschwingung liegen im wesentlichen auf der durch die gestrichelte Linie 1 7 angedeuteten und im Substrat 2 verlaufenden neutralen Zone.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde das Substrat 2 lokal, insbesondere im Zentrum, dünn geätzt, vorzugsweise durch anisotrope naßchemische Ätzung, so daß das Substrat 2 in einem ersten Bereich 18, in dem die Elektroden 12, 14 angeordnet sind, dünner ist als in einem an den ersten Bereich 18 anschließenden, insbesondere den ersten Bereich 18 umgebenden, zweiten Bereich 19. Die Maskierung für das lokale Dünnätzen erfolgt dabei vorzugsweise über die Metallisierung des Substrates 2, die auch für die Ausbildung der Elektroden 12, 14 oder beispielsweise der Widerstandsbahn 8 verwendbar ist.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind weitere Sensoren 4, 5, 6 auf der Oberfläche 9 angeordnet, die neben einer Abhängigkeit von der

Temperatur T des Mediums auch eine Abhängigkeit von dem die Qualität des Mediums bestimmenden Parametern aufweisen.

Mittels des Kondensators 5 kann die Dielektrizitätskonstante des Mediums bestimmt werden. Hierzu weist der Kondensator 5 ineinandergreifende, aber gegeneinander elektrische isolierte Kammelektroden 20, 21 auf, die ebenfalls aus dem Werkstoff der Widerstandsbahn 8 gebildet sind. Eine typische Breite der Leiterbahnen der Kammelektroden 20, 21 liegt zwischen 5 und 50 μm, insbesondere etwa 20 μm. Die Anzahl und Länge der Kammelektroden 20, 21 bestimmt die Grundkapazität dieses Sensors 5, die aus meßtechnischen Gründen nicht zu gering gewählt werden sollte. Typischerweise liegt diese Grundkapazität zwischen 2 und 20 Picofarad, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Picofarad. Hierzu ist es vorteilhaft, zwischen 20 und 200 derartiger Kammelektroden 20, 21 vorzusehen, insbesondere zwischen 30 und 50 Kammelektroden 20, 21 . Eine elektrisch isolierende Abdeckung der Elektroden 20, 21 wäre für den Kondensator 5 nicht unbedingt erforderlich, vielfach jedoch vorteilhaft und unschädlich, da der von der Abdeckung verursachte Kapazitätsbelag klein und im wesentlichen unabhängig von der Temperatur ist und andererseits vor Korrosion schützt.

Neben dem Kondensator 5 ist ein Leitwertsensor 6 auf dem Substrat 2 angeordnet, der ebenfalls ineinandergreifende Kammelektroden 22, 23 aufweist und bis auf den Unterschied, daß diese Elektroden keine elektrisch isolierende Abdeckung aufweisen, sondern vielmehr das Medium elektrisch kontaktieren, identisch aufgebaut ist wie der Kondensator 5.

Die zu erwartenden Widerstandswerte betragen bei einem typischen Medium, insbesondere bei einem aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenen Schmiermittel wie beispielsweise Rapsöl, zwischen 1 MOhm und 20 MOhm, beispielsweise etwa 5 MOhm. Die Meßfrequenz sollte dabei ausreichend hoch liegen, um auch bei geringeren Temperaturen zuverlässig Widerstandswerte bestimmen zu können. Andererseits sollte die Meßfrequenz nicht zu hoch gewählt werden, weil ansonsten der Einfluß der Qualität des Mediums auf den Widerstandswert nicht mehr so deutlich in Erscheinung tritt. Günstige Meßfrequenzen liegen zwischen 100 Hz und 1 MHz, vorzugsweise zwischen 1 kHz und 100 kHz.

Sowohl bei der Messung der Leitfähigkeit als auch bei der Messung der Kapazität sind gegebenenfalls auch Messungen bei verschiedenen Frequenzen vorteilhaft, da unterschiedliche Verschmutzungen die Leitfähigkeit und die Dielektrizitätskonstante in verschiedenen Frequenzbereichen unterschiedlich beeinflussen können. Die Messung mit Wechselsignalen hat den Vorteil, daß elektrochemische Vorgänge in dem Medium im wesentlichen ausgeschlossen sind.

Weiterhin ist auf dem Substrat 2 ein Feuchtesensor 4 angeordnet, dessen ineinandergreifende Kammelektroden 24, 25 ebenfalls identisch wie beim Kondensator 5 aufgebaut sind, hier allerdings mit einer Feuchtigkeit absorbierenden Abdeckschicht versehen sind, beispielsweise mit einem Polymer-Kunststoff. Durch Aufnahme von Feuchtigkeit in der Abdeckschicht verändert sich der meßbare Kapazitätsbelag, so daß der für den Feuchtesensor 4 gemessene Kapazitätswert ein Maß für den Anteil von Feuchtigkeit in dem Medium und damit für dessen Qualität ist.

Die Anschlußbahnen aller Sensoren 3, 4, 5, 6, 7 sind vorzugsweise an eine Kante 10 des Substrats 2 geführt, wo sie entsprechende Anschlußflächen (pads) ausbilden, über die externe Anschlußleitungen oder

Verbindungsleitungen zu einer Trägerplatine anschließbar sind. Mit Ausnahme der Elektroden des Schwingkörpers 3 sind die Anschlußflächen der Sensoren 4, 5, 6, 7 an zwei gegenüberliegenden Kanten 10 des Substrats 2 angeordnet.

Die Vorrichtung 1 ist dabei beim Eintauchen in das Medium so an einer Trägerplatine festgelegt, daß lediglich die Elektrode 12 auf der Vorderseite 9 mit dem Medium in Kontakt kommt. Hierzu wird die Elektrode 12 vorzugsweise auf Massepotential gelegt, um elektrochemische Vorgänge in diesem Medium zu vermeiden.

Die weitere Elektrode 14 auf der Rückseite des Substrats 2 sollte auch bei ungeätzten Substraten 2 die Trägerplatine nicht berühren, sondern vielmehr einen ausreichenden Abstand hiervon aufweisen, da anderenfalls eine zusätzliche Dämpfung auftritt. Insgesamt sollte die Vorrichtung 1 auf einer Trägerplatine so festgelegt sein, daß ein möglichst freies Schwingen des Schwingkörpers 3 gewährleistet ist, beispielsweise das Substrat 2 nur an den Kanten 10 und auch dort nur punktuell fest eingespannt sein. Sollte das zu untersuchende Medium unter signifikantem Druck stehen, ist dieser bei der Auswertung der Ausgangssignale der Vorrichtung 1 ebenfalls zu berücksichtigen.

Die Fig. 3 zeigt den typischen Verlauf der Resonanzfrequenz f des Schwingkörpers 3 über der Temperatur T des Mediums im Bereich zwischen 25 und 80°C. Die Meßkurve 26 repräsentiert dabei unverbrauchtes Medium, wogegen die Meßkurve 27 das gleiche Medium nach 1000 Betriebsstunden repräsentiert. Die zu den Meßwerten der Meßkurven 26, 27 zugehörigen Standardabweichungen nehmen tendenziell mit zunehmender Temperatur ab. Demzufolge ist der Unterschied hinsichtlich der Ölqualität bei höheren Temperaturen, beispielsweise im Bereich von 60°C und darüber, zuverlässiger zu detektieren. Die Meßkurven 26, 27 wurden mit einer Vorrichtung 1 ermittelt, deren Substrat 2 lokal dünn geätzt war. Die zugehörige Resonanzfrequenz f lag im Bereich von etwa 50 MHz. Die Änderungen der Resonanzfrequenz f über dem dargestellten Temperaturbereich liegen in der Größenordnung von etwa 20 kHz.

Die Sensitivität des Schwingkörpers 3 ist dabei mit entscheidend für den Abstand der beiden Meßkurven 26, 27; je höher die Sensitivität des Schwingkörpers 3, desto unterschiedlicher sind die Meßwerte für unverbrauchtes und verbrauchtes Medium. Mit zunehmender Resonanzfrequenz f steigt auch der Rauschanteil im Ausgangssignal. Besonders günstig haben sich Resonanzfrequenzen f zwischen 10 und 50 MHz erwiesen, vorzugsweise etwa 20 MHz.

Der Verlauf der Meßkurven 26, 27 wird auch vom Verlauf der Temperaturabhängigkeit der Grundfrequenz fO des Schwingkörpers 3 selbst, d.h. ohne umgebendes Medium, bestimmt. Die Fig. 4 zeigt verschiedene Temperaturabhängigkeiten der Grundfrequenz fO, wobei der Winkel α des Kristallschnittes der Parameter der dargestellten Kurvenschar ist. Durch Wahl eines entsprechenden Winkels α läßt sich der in der Fig. 3 dargestellte Verlauf der Meßkurven 26, 27 grundsätzlich einstellen, wobei es hinsichtlich der Bestimmung der Qualität des Mediums stets mehr auf den Abstand der beiden Meßkurven 26, 27 bei gegebener Temperatur T ankommt, als auf deren jeweiligen Verlauf über der Temperatur T.

Die Fig. 5 zeigt einen typischen Verlauf des vom Leitwertsensor 6 gemessenen elektrischen Widerstandes R über der Temperatur T, wobei die Meßkurve 28 unverbrauchtes Medium repräsentiert und die Meßkurve 29 Medium mit einer Betriebsdauer von 1000 Stunden repräsentiert. Mit abnehmender Qualität sinkt der Widerstand R bzw. steigt die elektrische Leitfähigkeit des Mediums. Die Meßfrequenz beträgt dabei etwa 10 kHz. Die Widerstandswerte des unverbrauchten Mediums reduzierten sich von etwa 50 MOhm bei 20°C bis auf etwa 20 MOhm bei 80°C.

Die Fig. 6 zeigt den mittels des Kondensators 5 gemessenen Verlauf der Kapazität C des Mediums über der Temperatur T. Die Meßkurve 30 repräsentiert dabei die Meßwerte des unverbrauchten Mediums, wogegen die Meßkurve 31 die Meßwerte des Mediums nach 1000 Betriebsstunden repräsentiert. Mit abnehmender Qualität steigt die Kapazität des Mediums. Die Kapazitätswerte wurden bei einer Meßfrequenz von 100 kHz ermittelt, bei denen sich ausreichend stabile Meßergebnisse ergeben. Die Kapazitätswerte schwanken beispielsweise zwischen etwa 5,5 Picofarad bei 20°C und etwa 6,5 Picofarad bei 80°C. Mit zunehmender Betriebsdauer steigen die Kapazitätswerte des Mediums über den gesamten Temperaturbereich hinweg signifikant an.

Die Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Resonanzfrequenz f des Schwingkörpers 3 wird zusammen mit der Temperatur T des Mediums, ermittelt durch den Temperatursensor 7, einem ersten Prüfschritt 40 zugeführt. Dabei wird geprüft, ob bei der gemessenen Temperatur T die gemessene Resonanzfrequenz f ein Hinweis auf eine herabgesetzte oder sogar mangelhafte Qualität des Mediums ist. Ist das Ergebnis dieser Prüfung NEIN (N) so wird der erste Prüfschritt 40 permanent oder in vorgebbaren Zeitabständen wiederholt. Ist dagegen das Ergebnis dieses Prüfschrittes JA (Y), erfolgt eine weitere Überprüfung der Qualität des Mediums.

Hierzu werden in weiteren zeitgleich oder jedenfalls unmittelbar nacheinander ablaufenden Prüfschritten 41 , 42, 43 die Ausgangssignale der weiteren Sensoren, im dargestellten Ausführungsbeispiel des

Feuchtesensors 4 (Feuchte H), des Kondensators 5 (Kapazität C) und des Leitwertsensors 6 (Widerstand R) unter Berücksichtigung der von dem Temperatursensor 7 ermittelten Temperatur T mit den zugehörigen und in der Auswerteeinheit gespeicherten Erwartungswerten verglichen. Die Ergebnisse dieser Vergleiche JA/NEIN (Y/N) werden der

Auswerteschaltung 44 zugeführt und dort nach einem vorgebbaren Auswerteschlüssel ausgewertet. Beispielsweise kann durch den Auswerteschlüssel festgelegt sein, daß nur dann, wenn keiner der weiteren Prüfschritte 41 , 42, 43 ein Erreichen des Erwartungswertes signalisiert, und damit eine signifikante Beeinträchtigung der Qualität des Mediums, die Auswerteschaltung 44 ein Ausgangssignal abgibt, das eine ausreichend hohe Qualität des Mediums anzeigt, beispielsweise durch Aufleuchten einer grünen Signallampe 45, beispielsweise einer entsprechenden Leuchtdiode (LED). Für den Fall, daß einer der Prüfschritte 41 , 42, 43 ein Erreichen des jeweils zugehörigen Erwartungswertes ergibt, schaltet die Auswerteschaltung 44 auf eine gelbe Signalleuchte 46 um. Für den Fall, daß zwei der Prüfschritte 41 , 42, 43 ein Erreichen des Erwartungswertes signalisieren, leuchtet die rote Signalleuchte 47 auf und darüber hinaus kann die Auswerteschaltung 44 ein akustisches Signal abgeben.

Für den Fall, daß alle drei Prüfschritte 41 , 42, 43 ein Erreichen des zugehörigen Erwartungswertes signalisieren, kann die Auswerteschaltung 44 ein Abschalten der zugehörigen Einrichtung veranlassen oder jedenfalls ein Wiedereinschalten verhindern, mindestens von einer Quittierung der Kenntnisnahme des zugehörigen Alarmsignales abhängig machen.

In Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles sind verschiedene Bewertungskriterien für die Ergebnisse der Prüfschritte 41 , 42, 43 möglich. Selbstverständlich können darüber hinaus weitere Sensoren auf dem Substrat 2 der Vorrichtung 1 angeordnet sein, die zusätzliche Prüfschritte möglich machen. Die Auswerteschaltung 44 verfügt über eine entsprechende Anzahl von Eingangskanälen und Verknüpfungsmöglichkeiten und ist vorzugsweise als programmierbare Steuerung unter Verwendung eines Mikroprozessors ausgeführt. Im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel kommt der Messung der Resonanzfrequenz eine besondere Bedeutung zu; sie bildet gegebenenfalls einen Trigger für die nachfolgenden Messungen. Alternativ oder ergänzend zur Messung der Resonanzfrequenz können auch die anderen Sensoren diese Triggerfunktion ausüben.

Für viele Anwendungsfälle ist es aber vorteilhaft, wenn keiner der Sensoren eine solche Vorzugsstellung hat, insbesondere außer dem Temperatursensor alle weiteren Sensoren gleichberechtigt sind.

Ein alternativer Auswerteschlüssel sieht beispielsweise so aus, daß für jeden Parameter zwei Schwellwerte festgelegt werden. Der zeitliche Verlauf der Meßsignale der Sensoren bzw. der Parameter wird überwacht. Unterhalb des ersten jeweiligen Schwellwertes ist der Parameter völlig unbedenklich. Zwischen dem ersten und dem zweiten Schwell wert ist der Parameter erhöht, aber noch nicht kritisch. Oberhalb des zweiten Schwellwertes ist der Parameter kritisch.

Werden mehrere Parameter durch jeweils einen weiteren Sensor bestimmt, so führt das Überschreiten des zweiten Schwellwerts eines einzigen Parameters zum Auslösen des Alarms bzw. zum Leuchten der roten Signalleuchte 47. Überschreitet kein Parameter den zweiten Schwellwert und eine Mehrzahl der Parameter überschreitet den jeweiligen ersten Schwellwert leuchtet die gelbe Signalleuchte 46. Überschreitet kein Parameter den jeweiligen zweiten Schwellwert und eine Mehrzahl der Parameter überschreitet auch nicht den ersten Schwellwert leuchtet die grüne Signalleuchte 45.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Vorrichtung (1 ) zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlmittels, mit mehreren Sensoren (3, 4, 5, 6, 7), die ein elektrisches Ausgangssignal in

Abhängigkeit der jeweiligen sensorspezifischen Eingangsgröße abgeben, wobei

• ein Sensor ein Temperatursensor (7) ist, der ein Ausgangssignal abgibt, das im wesentlichen nur eine Abhängigkeit von der Temperatur (T) des Mediums aufweist und insbesondere von der

Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist, und

• mindestens ein weiterer Sensor (3, 4, 5, 6) ein Ausgangssignal abgibt, das eine Abhängigkeit sowohl von der Qualität des Mediums als auch von der Temperatur (T) des Mediums aufweist, und wobei die Sensoren (3, 4, 5, 6, 7) auf einem gemeinsamen und in das Medium eintauchbaren Substrat (2) angeordnet sind.

2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor (7) ein Widerstandsthermometer ist, dessen Widerstandsbahn (8) auf das Substrat (2) aufgebracht ist und gegenüber dem Medium elektrisch isoliert ist, aber eine gute thermische Kopplung an das Medium aufweist.

3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahn (8) als strukturierte Dünnschicht in Form eines

Mäanders aufgebracht ist.

4. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) piezoelektrisch ist und daß ein erster weiterer Sensor ein vorzugsweise elektrisch anregbarer Schwingkörper (3) ist, dessen Resonanzfrequenz (f) von der Viskosität des Mediums abhängig ist.

5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) aus Quarz besteht, insbesondere aus einer Platte, die durch einen AT-Schnitt aus einem Quarzkristall hergestellt ist.

6. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) auf den einander gegenüberliegenden Flächen (9), vorzugsweise zentrisch, Elektroden (12, 14) zur Schwingungsanregung aufweist.

7. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) in einem ersten Bereich (18), in dem die Elektroden (12,

14) angeordnet sind, dünner ist als in einem an den ersten Bereich (18) anschließenden, insbesondere den ersten Bereich (18) umgebenden, zweiten Bereich (19).

8. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkörper (3) mit einer seiner schwingenden Flächen, insbesondere mit der Oberfläche (9) des Substrats (2), in flächigem Kontakt mit dem Medium ist.

9. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückseite des Substrats (2) einen belüftbaren und gegenüber dem Medium abgedichteten Raum begrenzt.

10. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter weiterer Sensor ein Kondensator (5) ist, mit dem die Dielektrizitätskonstante des Mediums bestimmbar ist.

1 1 . Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator lateral durch ineinandergreifende aber gegeneinander elektrisch isolierte Kammelektroden (20, 21) gebildet ist, die als strukturierte Dünnschicht auf das Substrat (2) aufgebracht sind und gegenüber dem Medium elektrisch isoliert sind.

12. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter weiterer Sensor ein Leitwertsensor (6) ist, mit dem der elektrische Leitwert des Mediums bestimmbar ist.

13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitwertsensor (6) lateral durch ineinandergreifende aber gegeneinander elektrisch isolierte Kammelektroden (22, 23) gebildet ist, die als strukturierte Dünnschicht auf das Substrat (2) aufgebracht sind und das Medium elektrisch kontaktieren.

14. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein vierter weiterer Sensor ein Feuchtesensor (4) ist, mit dem der Feuchtigkeitsgehalt des Mediums bestimmbar ist.

1 5. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtesensor (4) lateral durch ineinandergreifende aber gegeneinander elektrisch isolierte Kammelektroden (24, 25) gebildet ist, die als strukturierte Dünnschicht auf das Substrat (2) aufgebracht sind und gegenüber dem Medium von einer feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht abgedeckt sind.

16. Verfahren zur Bestimmung der Qualität eines Mediums, insbesondere eines Schmier- und/oder Kühlöls, mit mehreren auf einem gemeinsamen und in das Medium eintauchbaren Substrat (2) angeordneten Sensoren (3, 4, 5, 6, 7), die ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit der jeweiligen sensorspezifischen Eingangsgröße abgeben, wobei » ein Sensor ein Temperatursensor (7) ist, der ein Ausgangssignal abgibt, das im wesentlichen nur eine Abhängigkeit von der Temperatur (T) des Mediums aufweist und insbesondere von der Qualität des Mediums im wesentlichen unabhängig ist, und

• mindestens ein weiterer Sensor (3, 4, 5, 6) ein Ausgangssignal abgibt, das eine Abhängigkeit sowohl von der Qualität des

Mediums als auch von der Temperatur (T) des Mediums aufweist,

• und wobei die Ausgangssignale der Sensoren (3, 4, 5, 6, 7) einer Auswerteeinrichtung (44). zugeführt werden, die das Ausgangssignal des weiteren Sensors (3, 4, 5, 6) mit einem durch die Temperatur (T) des Mediums bestimmten Erwartungswert vergleicht, und ein das Ergebnis des Vergleiches anzeigendes Ausgangssignal abgibt.

1 7. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale mehrerer weiterer Sensoren (3, 4, 5, 6), die weitere

Parameter des Mediums bestimmen, mit jeweils zugehörigen Erwartungswerten verglichen werden.

18. Verfahren nach Anspruch 1 6 oder 1 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwartungswert fest vorgegeben ist.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwartungswert unter Verwendung des zeitlichen Verlaufes der Temperatur (T) des Mediums berechnet wird und dementsprechend veränderbar ist.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwartungswert in der Auswerteschaltung

(44) gespeichert ist.