WO2021144372A1 - Storage device, in particular mattress sensor device for measuring pressure, gas and/or humidity on the basis of ambient humidity - Google Patents

Storage device, in particular mattress sensor device for measuring pressure, gas and/or humidity on the basis of ambient humidity Download PDF

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WO2021144372A1
WO2021144372A1 PCT/EP2021/050713 EP2021050713W WO2021144372A1 WO 2021144372 A1 WO2021144372 A1 WO 2021144372A1 EP 2021050713 W EP2021050713 W EP 2021050713W WO 2021144372 A1 WO2021144372 A1 WO 2021144372A1
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moisture
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gas
humidity
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PCT/EP2021/050713
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Mohammad Kabany
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B-Horizon GmbH
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    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
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    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/002—Seats provided with an occupancy detection means mounted therein or thereon
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    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
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    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/165—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in capacitance

Definitions

  • Storage device in particular mattress sensor device for measuring pressure, gas and / or humidity on the basis of ambient humidity
  • the present invention relates to a storage device for measuring pressure, gas and / or moisture and a method for measuring pressure, gas and / or moisture, comprising the respective preambles of claims 1 and 8.
  • the mattress sensor device proposed here can be used, among other things, to determine and / or monitor the degree of occupancy of a mattress.
  • a degree of occupancy can be understood to mean whether a person is in the intended place on the mattress - that is, whether the person is lying on the mattress, in particular also using the occupancy location and / or the occupancy distribution on the mattress. For this purpose, it can be determined on the basis of the weight on the sensor (which can be arranged between the goods and the storage surface) whether the sensor is loaded with a weight (and if so how much). If a sufficient weight load has been reached, the storage device can indicate that the mattress is occupied. Additionally or independently the moisture on the storage area can also be used as information for the occupancy of the mattress.
  • the horizontal direction is preferably a main direction of extent of the flexible carrier material.
  • “Flexible” in this context means that the carrier material is at least in places flexible and therefore elastic.
  • the carrier material can be a woven fabric or some other clothing material, such as a polyester, for example.
  • the dielectric layer thus separates the two electrodes in a horizontal and / or in a transverse direction perpendicular thereto.
  • At least one electrode and / or the dielectric layer at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or dielectric layer are arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit being set up and provided for this change / or to save, so that a capacitive humidity sensor is created.
  • the dielectric constant of the polymer material changes as a function of the moisture content.
  • the storage device for measuring pressure, gas and / or moisture comprises at least one sensor for measuring pressure, gas and / or moisture, wherein the sensor comprises at least one capacitor with at least two electrodes, which in particular in a horizontal direction one and on an in particular flexible carrier material are arranged to one another, with at least one dielectric layer being arranged between tween the electrodes.
  • the moisture layer can be formed with a dielectric material.
  • the material of the moisture layer can be different from the material of the water and / or gas impermeable layer.
  • moisture-absorbing layer can be understood to mean an at least partial absorption of moisture from an ambient medium into the layer itself. Moisture can therefore be understood as a gaseous or droplet phase in the surrounding medium. The moisture can be contained in the ambient air or some other ambient medium of the layer.
  • moisture absorption does not necessarily have to be limited to absorption of water vapor, but can more generally include any droplets and / or gas absorption. In its most general meaning, moisture then also relates to any droplet and / or gas phase in the surrounding medium.
  • the water or liquid content of air is generally referred to as humidity.
  • the absolute humidity indicates how much water or liquid vapor is contained in the volume unit of the gas mixture; Unit of measurement: g of water (or other Liquid) -m ⁇ 3 .
  • the relative humidity is the quotient of the amount of liquid vapor present in the gas at a certain temperature and the saturation amount of liquid vapor possible at the same temperature. The relative humidity is usually given in percent (%). To do this, the quotient is multiplied by 100. If the air is saturated, ie the relative humidity is 100%, some of the liquid in the air is liquid. In this case, the associated liquid-gas mixture is referred to as haze or mist.
  • moisture or dampness can be the measure of the presence of water or another liquid in or on a material (e.g. textiles) or a substance or in a gas or in a room.
  • the moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer described here can therefore differ from a, in particular only liquid-absorbing (moisture) layer, among other things in that the moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer is made of a material which, in addition to adsorption moisture contained in the surrounding medium is also absorbed by liquid.
  • the moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer merely absorbs moisture in the surrounding medium of the layer and therefore cannot absorb any liquid.
  • the sensor and / or the processing unit can be supplied with electrical energy by means of a battery or a fixed mains power supply.
  • Energy harvesting refers to the production of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibrations or air currents for mobile devices with low power.
  • the structures used for this are also known as nanogenerators. With wireless technologies, energy harvesting avoids restrictions due to wired power supply or batteries. Energy harvesting options:
  • Piezoelectric crystals generate electrical voltages when a force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material.
  • Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material.
  • the energy of radio waves can be captured and used energetically via antennas.
  • Passive RFIDs are an example of this. These antennas can be arranged on or on the carrier material.
  • the senor is additionally a capacitive pressure sensor, the processing unit also being set up and provided to measure and / or store a change in capacitance of the capacitor caused by external pressure.
  • a capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system.
  • the capacity can be influenced by the size to be recorded in different ways, which are primarily determined by the intended use.
  • a capacitive sensor is based, among other things, on the fact that two electrodes, one of which can be the surface to be measured, form the "plates" of an electrical capacitor whose capacitance or change in capacitance is measured, which can be influenced as follows:
  • a plate is displaced and / or deformed by the measuring effect, which changes the plate spacing and thus the measurable electrical capacitance.
  • the plates are rigid and the capacitance changes in that an electrically conductive material or a dielectric is brought into close proximity.
  • the effective plate area changes when the plates are shifted against each other like a rotary capacitor.
  • the actual measuring electrode can often be surrounded by a shielding electrode that shields the inhomogeneous edge area of the electric field from the measuring electrode.This results in an almost parallel electric field with the known one between the measuring electrodes of the usually grounded counter electrode Characteristic of an ideal plate capacitor.
  • a capacitive pressure sensor is in particular one in which the change in capacitance due to the bending of a membrane and the resulting change in the plate spacing is evaluated as a sensor effect.
  • the membrane is the above-mentioned dielectric or the individual capacitor electrodes, which can in particular be designed in the form of a plate.
  • a capacitive humidity sensor is combined with a capacitive pressure sensor in a novel way, but without these components forming separate elements or two separate sensors, rather the present embodiment is a “two in one” “Concept in which the same sensor functions as both a humidity sensor and a pressure sensor.
  • the carrier material is a woven fabric, in particular in which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor and the processing unit are woven.
  • a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.
  • the electrical conductor tracks can therefore also be integrated in a tissue in addition to the usual fibers and tissue strands, or they can replace individual tissue strands which form the tissue network.
  • tissue strands Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted up, fluffy, etc.), very loose fabrics such as bandages or dense fabrics such as brocade fabric can arise.
  • Woven fabrics are longitudinally elastic through rubber threads used as warp threads (more ribbons used) or crimped and bulked yarns. They are tensioned, processed and contract when at rest.
  • Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers.
  • the yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.
  • the carrier material can be part of a cover material for a seat, in particular a vehicle seat or an office chair.
  • the sensor but preferably the entire device, can be applied to the cover material of such a seat or integrated into such a seat.
  • the processing unit is set up and provided to record the individual humidity and pressure values and, from a combination of the individual humidity and pressure values, to determine at least one respective characteristic value from which it can be derived which individual (with weight and / or Size) currently occupies the vehicle seat.
  • a weight of the respective person can be derived and determined from the pressure measurement by the processing unit.
  • the respective moisture that the respective person emits to the sensor can also be measured, the respective characteristic value being, for example, a product of the relative humidity value times the load weight determined by the processing unit.
  • the processing unit can issue a warning, in particular by means of a connection to the electronics of the vehicle.
  • This warning could mean that the seat is overcrowded or the driver is sweating too much.
  • this warning can also be replaced by a corresponding display indicating which occupancy type is using the seat.
  • An occupancy type can be a weight classification of a respective user, or it can also be a question of whether the user is an animal, a person or a thing.
  • the processing unit is therefore preferably in display electronics of the vehicle can be integrated, but at least connectable to such.
  • the processing unit connects to a receiving unit of the vehicle, for example via Bluetooth or another wireless connection, and the respective characteristic or limit value and / or the respective warning and / or the respective identification of the user on a display of the vehicle be reproduced.
  • these individual values and / or identifications can also be called up and / or displayed externally.
  • the car can be monitored for overcrowding by an external controller.
  • the processing unit can be connected to a triggering unit of an airbag by means of a data connection, so that the processing unit can also control and / or regulate the triggering unit, in particular with regard to a triggering time of the airbag. Additionally and / or alternatively, it is possible for the processing unit to supply a controller unit of the airbag with data, for example with regard to an occupancy type, position and / or weight of a user of the vehicle seat.
  • At least one electrode and / or dielectric layer is printed on the carrier material or on a particularly water-impermeable layer arranged on the carrier material or applied by means of a thin-film method.
  • the water-impermeable layer can also be a gas-impermeable layer and / or this water-impermeable layer can be replaced by a gas-impermeable layer.
  • a water-permeable layer can also be a gas-permeable layer and / or this water-permeable layer is replaced by a gas-permeable layer.
  • the printing process can be an inkjet process, for example.
  • the processing unit is applied to the carrier material in the same way as the sensor.
  • the processing unit it is conceivable that the processing unit, however, at least one, in particular conductive, layer of the processing unit is, for example, printed onto the carrier material.
  • the data communication between the processing unit and the sensor can then take place via the conductor tracks mentioned above.
  • These conductor tracks can be at least partially, but preferably completely, woven into the woven fabric or even form individual fibers of the woven fabric itself.
  • At least one electrode is designed to be flat. This means that a thickness of the electrode is negligible compared to its areal extension. Such an electrode can therefore be produced in particular by means of a printing process.
  • a thickness of at least one electrode can be at most 5 mm.
  • the printing process can be used several times, so that at least two, but then preferably more, individual printing layers are stacked one on top of the other.
  • the electrode can also be arranged on the carrier material by means of a 3D printing process.
  • FFF Fused Filament Fabrication
  • FLM Fused Layer Modeling
  • the process refers to the application of a material layer by layer (extrusion) through a hot nozzle.
  • the consumables are in the form of a long wire (so-called filament) on a roll and are pushed into a print head by the conveyor unit, where they are melted and placed on a print bed.
  • Print head and / or print bed are movable in three directions. In this way, layers of plastic can be applied one on top of the other.
  • a thin layer of powder is always applied to the printing bed by the coating unit.
  • the laser or other energy source
  • the laser is now aimed precisely at individual points of the powder layer in order to form the first layer of the print data.
  • the powder is melted or melted and then solidifies again through slight cooling.
  • the unmelted powder remains around the sintered areas and serves as a support material.
  • the print bed lowers by a fraction of a millimeter.
  • the coating unit now moves over the print bed and applies the next layer of powder.
  • the second layer of the print data is sintered by the laser (or other energy source). This creates a three-dimensional object in layers.
  • the 3DP process works very similarly to selective laser sintering, but instead of a directed energy source, a print head moves over the powder. This releases tiny droplets of binding agent onto the underlying powder layers, which are then bonded together. Otherwise this procedure is the same as the SLS procedure.
  • liquid resins are used in the stereo lithography process. They are hardened in layers by UV radiation and thus create three-dimensional objects. For this purpose, the construction platform in the Harz Basin is gradually being lowered.
  • Polyjet process without a whole tank with liquid resin. To do this, an epoxy resin is applied drop by drop from a nozzle and immediately hardened by a UV laser.
  • LOM Laminated Object Manufacturing
  • the process is based neither on chemical reactions nor on a thermal process.
  • the contour is cut with a separating tool (e.g. a knife or carbon dioxide laser), a film or a plate (e.g. paper) and glued on top of each other in layers.
  • a separating tool e.g. a knife or carbon dioxide laser
  • a film or a plate e.g. paper
  • One or more water-impermeable layers and / or also the moisture layer can be applied in the same type and / or thickness as the electrode.
  • the moisture layer completely covers the capacitor.
  • the moisture layer delimits and closes off the sensor towards the outside, that is to say in the transverse direction, so that the sensor is arranged between the moisture layer and the carrier material.
  • the senor has at least one further capacitor, which is arranged in the transverse direction below or above the capacitor and spaced apart from the capacitor by a further water-impermeable layer or is arranged below this further water-impermeable layer, so that a capacitor stack is formed.
  • the further capacitor can be constructed in the same way as the capacitor and also be arranged in the same way as the capacitor on the further water-impermeable layer.
  • the sensor system can be particularly easily refined insofar as it is conceivable that, with two sensors forming the capacitor stack, both sensors perform the same tasks, but the individual sensors determine respective measured values which, taken together, conclude an average to let. For example, the (relative) humidity of the environment is measured by each of the two sensors, the average humidity value then being determined from these two measured values. The same can be done accordingly with the pressure measurement, so that the accuracy of the entire measurement, in particular a combination of the measurements of (relative) humidity and the respective pressure, can be designed particularly precisely.
  • the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer at least partially form the dielectric view itself.
  • this dielectric layer itself is formed by the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer.
  • Such a production of the dielectric layer by the water-impermeable layer (s) therefore forms a particularly simple and cost-effective method of making a cost-effective device.
  • the electrodes, the dielectric layer and the water-impermeable layer (s) can in principle be arranged in relation to one another in such a way that an electrical short circuit is prevented in any case.
  • a maximum thickness of the moisture layer is at least 30% and at most 80% of the maximum thickness of the water-impermeable layer and / or the maximum thickness of the further water-impermeable layer.
  • the present invention relates to a method for measuring pressure, gas and / or moisture, it being particularly noted that all of the features disclosed for the device described above are also disclosed for the method described here and vice versa.
  • the method for measuring pressure, gas and / or moisture initially comprises a first step by means of which at least one sensor for measuring pressure, gas and / or moisture is provided, the sensor having at least one capacitor with at least two electrodes, which, in particular in a horizontal direction, are arranged along and on a, in particular flexible, carrier material to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
  • At least one electrode and / or the dielectric layer at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or or the dielectric layer are arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance changes at least partially due to the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit measuring and / or storing this change, so that a capacitive moisture sensor arises.
  • the method described above has the same advantages and advantageous configurations as the device described above.
  • FIG. 1 a storage device according to the invention for measuring pressure, gas and / or moisture is shown in a first embodiment.
  • FIG 2 is a schematic perspective view of an exploded view shown in relation to the layer arrangement is shown.
  • FIG. 3 a further exemplary embodiment of a device described here is shown.
  • FIG. 1 there is shown a storage device 100 for measuring pressure, gas and / or moisture.
  • a sensor 1 is shown there as an example, the sensor 1 showing a capacitor stack with a capacitor 20 and a capacitor 30, the individual electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being arranged one above the other in the horizontal direction H1, alternatively
  • the individual electrodes 10, 11 of an individual capacitor 20, 30 in the transverse direction Q1 which runs perpendicular to the horizontal direction H1 and thus also runs or can be arranged perpendicular to the direction in which the sensor 1 shown there extends.
  • the individual electrodes 10, 11 are arranged on a carrier material 13.
  • the Trä germaterial 13 can in particular be a woven fabric, in particular a flexible woven fabric.
  • a water-impermeable layer 4 is arranged on the carrier material 13, the two electrodes 10, 11 of the capacitor 20 being printed on this water-impermeable layer 4 in the horizontal direction H 1.
  • the electrodes 10, 11 of the capacitor 20 are completely surrounded by a further water-impermeable layer 14.
  • the further capacitor 30 with corresponding electrodes 10, 11 is printed in the same way.
  • exposed outer surfaces of the individual electrodes 10, 11 of the further capacitor 30 are preferably completely dig surrounded by a water- and / or gas-permeable and / or water- and / or gas-absorbing moisture layer 3.
  • water can hit a dielectric layer 4, which in the present case is arranged in the horizontal direction H1 between the respective electrodes 10, 11 of a capacitor 20, 30.
  • the water-impermeable layer 4 itself forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20.
  • the water-impermeable layer 14 forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20.
  • the further water-impermeable layer 14 with regard to the further capacitor 30.
  • the dielectric properties, in particular of the dielectric layer 2 of the further capacitor 30, are changed.
  • a processing unit 5 can be seen which is in data-technical relationship with the two capacitors 20, 30, this processing unit 5 being set up and intended to measure a change in the relative humidity of the environment and / or the humidity layer 3.
  • the processing unit 5 can then compare a change in the capacitance of the further capacitor 30 with the stable capacitor capacitance of the capacitor 10, so that a particularly simple comparison can be made in the change in the relative humidity and / also in the respective load pressure.
  • the arrow shown in FIG. 1 also shows a pressure direction in which the sensor 1 is subjected to pressure. Both can preferably be measured, evaluated and stored by the sensor 1 and in particular by the storage device 100.
  • the processing unit 5, which is shown as essential in the invention and which also provides corresponding pressure values and insofar as can measure and evaluate associated changes in the capacitance of the individual sensors 1, so that the processing unit 5 is additionally set up and provided for this purpose to measure and / or add a change in capacitance of the capacitor 20 and in particular of the further capacitor 30 caused by external pressure to save.
  • the moisture layer 3 can be designed to be flexible or not flexible. It is also possible that the moisture layer 3 is designed as a woven fabric. In particular, it can be a woven fabric, which was mentioned by way of example in the introductory part of the present application. In addition, however, it is also possible that the moisture layer 3 is a substrate which, for example, has been applied, for example glued, to the further capacitor 30 in the form of an epitaxy or an adhesive process.
  • the water-impermeable layer 14 and / or the water-impermeable layer 15 can also be flexible and inflexible, in particular also in the form of a woven fabric or a substrate in the same way as the moisture layer 3.
  • the electrodes 10, 11 of the two capacitors 20, 30 were printed onto the water-impermeable layer 14 and the further water-impermeable layer 15 in the form of a printing process, for example an inkjet printing process.
  • FIG. 2 An exploded view is shown in FIG. 2, the respective arrangement of the electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being evident in particular from FIG.
  • the force acting on the sensor 1, shown by the direction of the arrow, as well as the moisture acting through the individual, schematically shown drops, can again be seen.
  • the moisture penetrates in particular between the electrodes 10, 11 and has a considerable effect on the electrical property of the respective water- and / or gas-permeable layer 14, for example, so that the capacitance of at least the further capacitor 30 is increased as explained in FIG. 1 changes in each case.
  • FIG. 3 shows that the sensor 1 can consist of two electrodes 10 and one electrode 11.
  • the electrodes 10 have one polarity (preferably the same polarity), while the electrode 11 has a polarity different therefrom, but the exploded view of the left part of FIG. 3 is shown and can be seen in the right partial image of FIG is that three waterproof layers 4, 14, 15 are used.
  • the electrodes 10 can also have different polarities and / or electrical potentials.
  • the electrodes 10 can also be electrically connected to one another.
  • the electrodes 10, 11 can each have and / or generate a separate polarity and / or a separate electrical potential. The same can also apply to those in the following figures with regard to the electrodes.
  • the lowermost water-impermeable layer is in turn the water-impermeable layer 14, the subsequent water-impermeable layer 15 and the water-impermeable layer 16 arranged thereon in the transverse direction Q1 is a further water-impermeable layer, with one electrode in each case being applied to a separate water-impermeable layer in particular is printed.
  • the capacitor 20 shown in the left part of FIG. 3 is produced by merging these layers, the electrodes 10 being removed in the transverse direction Q1, as in the corresponding partial image can be arranged on different levels.
  • the electrode 11 can also be applied together with at least one of the electrodes 10 in a common plane, that is to say on or in a common water-impermeable layer 4, 14, 15, so that, for example, only the second of the electrodes 10 is on a separate one waterproof layer 4, 14, 15 stacked up who must.
  • the individual electrodes 10, 11 can therefore be arranged in different planes in the Q1 direction with respect to one another. For example, there is a paired assignment between exactly one water-impermeable layer 4, 14, 15 with exactly one electrode 10, 11.
  • the invention is not limited by the description using the exemplary embodiment. Rather, the invention encompasses every new feature, as well as every combination of features, which in particular every combination of features in the patent claims includes, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or in the exemplary embodiments.

Abstract

The invention relates to a storage device, in particular a mattress sensor device, for measuring pressure, gas and/or humidity, and to a method for measuring pressure, gas and/or humidity. The device comprises at least one sensor for measuring pressure, gas and/or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes, which are arranged relative to each other in particular in a horizontal direction along and on an in particular flexible substrate material. At least one dielectric layer is arranged between the electrodes. The invention is characterized in that at least one at least partially humidity-permeable and/or humidity-absorbing and/or gas-permeable and/or gas-absorbing humidity layer is arranged in at least some locations on a side of at least one electrode and/or the dielectric layer facing away from a substrate material. In a transverse direction, the at least one electrode and/or the dielectric layer is/are thus arranged between the substrate material and the humidity layer. In this way, a capacitance changes at least partially as a result of at least some of the humidity coming into contact with the dielectric layer, a processing unit being configured and designed for measuring and/or storing said change, so that a capacitive humidity sensor is created.

Description

Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit auf Basis einer Umgebungsfeuchtigkeit Storage device, in particular mattress sensor device for measuring pressure, gas and / or humidity on the basis of ambient humidity
Beschreibung description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablagevorrichtung zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit sowie ein Verfahren zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtig keit umfassend die jeweiligen Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 8. The present invention relates to a storage device for measuring pressure, gas and / or moisture and a method for measuring pressure, gas and / or moisture, comprising the respective preambles of claims 1 and 8.
Die erfindungsgemäße Ablagevorrichtung zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtig keit umfasst zumindest einen Sensor zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung, entlang eines und auf einem, insbe- sondere flexiblen, Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen den Elektro den zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist. The storage device according to the invention for measuring pressure, gas and / or humidity comprises at least one sensor for measuring pressure, gas and / or humidity, the sensor comprising at least one capacitor with at least two electrodes which, in particular in a horizontal direction, along one and on a, in particular flexible, carrier material are arranged relative to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
Mittels der hier vorgeschlagenen Matratzensensorvorrichtung kann unter anderem ein Bele gungsgrad einer Matratze festgestellt und/oder überwacht werden. Unter einem Belegungs- grad kann verstanden werden, ob eine Person auf dem dafür vorgesehen Ort auf der Matrat ze sich befindet - also, ob die Person auf Matratze liegt, insbesondere auch unter Verwen dung des Belegungsortes und/oder der Belegungsverteilung auf der Matratze. Hierzu kann anhand des Auflagergewichts auf dem Sensor (welcher zwischen der Ware und der Lager fläche angeordnet sein kann) festgestellt werden, ob der Sensor mit einem Gewicht (und wenn wie hoch) belastet ist. Ist eine ausreichende Gewichtsbelastung erreicht, kann die Ab lagevorrichtung anzeigen, dass die Matratze belegt ist. Zusätzlich oder unabhängig kann auch entsprechend die Feuchtigkeit auf der Lagerfläche als Information für die Belegung mit der Matratze herangezogen werden. The mattress sensor device proposed here can be used, among other things, to determine and / or monitor the degree of occupancy of a mattress. A degree of occupancy can be understood to mean whether a person is in the intended place on the mattress - that is, whether the person is lying on the mattress, in particular also using the occupancy location and / or the occupancy distribution on the mattress. For this purpose, it can be determined on the basis of the weight on the sensor (which can be arranged between the goods and the storage surface) whether the sensor is loaded with a weight (and if so how much). If a sufficient weight load has been reached, the storage device can indicate that the mattress is occupied. Additionally or independently the moisture on the storage area can also be used as information for the occupancy of the mattress.
Die horizontale Richtung ist vorzugsweise eine Haupterstreckungsrichtung des flexiblen Trä germaterials. The horizontal direction is preferably a main direction of extent of the flexible carrier material.
„Flexibel“ heißt in diesem Zusammenhang, dass das Trägermaterial zumindest stellenweise biegsam und damit elastisch ist. “Flexible” in this context means that the carrier material is at least in places flexible and therefore elastic.
Insbesondere kann es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff oder um einen sons tigen Bekleidungsstoff, wie zum Beispiel ein Polyester handeln. In particular, the carrier material can be a woven fabric or some other clothing material, such as a polyester, for example.
Die dielektrische Schicht beabstandet damit die beiden Elektroden in einer horizontalen und/oder in einer dazu senkrechten Querrichtung. The dielectric layer thus separates the two electrodes in a horizontal and / or in a transverse direction perpendicular thereto.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elekt rode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasdurch lässige und/oder gasabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trägerma terial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die die lektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit, zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht. According to the invention, at least one electrode and / or the dielectric layer, at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or dielectric layer are arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit being set up and provided for this change / or to save, so that a capacitive humidity sensor is created.
Ein kapazitiver Feuchtesensor ist im Prinzip ein Kondensator, dessen Dielektrikum vorzugs weise aus einem hygroskopischen Polymerschicht besteht, die entsprechend der Feuchtig keit der Umgebungsluft Feuchtigkeit aufnimmt (absorbiert) oder abgibt (desorbiert) bis ein Gleichgewichtszustand (Diffusionsgefälle ist = 0) erreicht ist. Dabei verändert sich die Die lektrizitätskonstante des Polymermaterials als Funktion eines Feuchtegehalts. A capacitive humidity sensor is basically a capacitor whose dielectric preferably consists of a hygroscopic polymer layer, which absorbs (absorbs) or releases (desorbed) humidity according to the humidity of the ambient air until a state of equilibrium (diffusion gradient = 0) is reached. The dielectric constant of the polymer material changes as a function of the moisture content.
Die Aufgabe der Verarbeitungseinheit besteht unter anderem darin, vorzugsweise auch aus einer gemessenen Umgebungstemperatur und dem feuchtigkeitsabhängigen Kapazitätswert des Sensors die relative Feuchte möglichst genau zu ermitteln. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Ablagevorrichtung zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit zumindest einen Sensor zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden umfasst, welche insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem insbesondere flexiblen Trägermaterial zueinander angeordnet sind, wobei zwi schen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist. The task of the processing unit is, among other things, to determine the relative humidity as precisely as possible from a measured ambient temperature and the humidity-dependent capacitance value of the sensor. According to at least one embodiment, the storage device for measuring pressure, gas and / or moisture comprises at least one sensor for measuring pressure, gas and / or moisture, wherein the sensor comprises at least one capacitor with at least two electrodes, which in particular in a horizontal direction one and on an in particular flexible carrier material are arranged to one another, with at least one dielectric layer being arranged between tween the electrodes.
Erfindungsgemäß ist auf eine dem Trägermaterial abgewandten Seite zumindest eine Elekt rode und/oder dielektrische Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teil weise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasdurchläs sige und/oder gasabsorbierende Schicht (= Feuchteschicht) angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder dielektrische Schicht in Querrichtung zwischen dem Trä germaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit, zumindest teilweise verän dert wird, wobei eine Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Änderung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht. According to the invention, on a side facing away from the carrier material, at least one electrode and / or dielectric layer is arranged at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing layer (= moisture layer), with the at least one electrode and / or dielectric layer are arranged in the transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance is at least partially changed by the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit being set up and provided for this purpose Measure and / or save changes so that a capacitive humidity sensor is created.
Die Feuchteschicht kann mit einem dielektrischen Material gebildet sein. Das Material der Feuchteschicht kann verschieden von dem Material der wasser- und/oder gasundurchlässi gen Schicht sein. The moisture layer can be formed with a dielectric material. The material of the moisture layer can be different from the material of the water and / or gas impermeable layer.
Unter „feuchtigkeitsabsorbierender Schicht“ kann in Zusammenhang der vorliegenden An meldung eine zumindest teilweise Aufnahme von Feuchtigkeit aus einem Umgebungsmedi um in die Schicht selbst verstanden werden. Unter einer Feuchtigkeit kann daher eine gas förmige, oder Tröpfchenphase in dem Umgebungsmedium verstanden werden. Die Feuch tigkeit kann in der Umgebungsluft oder einem sonstigen Umgebungsmedium der Schicht enthalten sein. Im Sinne der Erfindung muss Feuchtigkeitsabsorbierung nicht zwangsläufig auf eine Absorbtion auf Wasserdampf begrenzt sein, sondern kann allgemeiner jedwede Tröpfchen und/oder Gasabsorbtion umfassen. Auch betrifft Feuchtigkeit dann in seiner all gemeinsten Bedeutung jedwede Tröpfchen- und/oder Gasphase im Umgebungsmedium. In the context of the present application, “moisture-absorbing layer” can be understood to mean an at least partial absorption of moisture from an ambient medium into the layer itself. Moisture can therefore be understood as a gaseous or droplet phase in the surrounding medium. The moisture can be contained in the ambient air or some other ambient medium of the layer. In the context of the invention, moisture absorption does not necessarily have to be limited to absorption of water vapor, but can more generally include any droplets and / or gas absorption. In its most general meaning, moisture then also relates to any droplet and / or gas phase in the surrounding medium.
Der Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt von Luft wird im Allgemeinen als Luftfeuchtigkeit be zeichnet. Die absolute Luftfeuchtigkeit gibt an, wieviel Wasser- oder Flüssigkeitsdampf in der Volumeneinheit des Gasgemisches enthalten ist; Maßeinheit: g Wasser (oder sonstigen Flüssigkeit)-m~3. Die relative Luftfeuchtigkeit ist der Quotient aus der bei einer bestimmten Temperatur im Gas vorhandenen Flüssigkeitsdampfmenge und der bei der gleichen Tempe ratur möglichen Sättigungsmenge an Flüssigkeitsdampf. Gewöhnlich wird die relative Luft feuchte in Prozent (%) angegeben. Hierzu wird der Quotient mit 100 multipliziert. Ist die Luft gesättigt, d. h. die relative Luftfeuchtigkeit liegt bei 100 %, ist ein Teil der Flüssigkeit in der Luft flüssig. Man bezeichnet in diesem Falle das dazugehörige Flüssig-Gas-Stoffgemisch als Dunst oder Nebel. The water or liquid content of air is generally referred to as humidity. The absolute humidity indicates how much water or liquid vapor is contained in the volume unit of the gas mixture; Unit of measurement: g of water (or other Liquid) -m ~ 3 . The relative humidity is the quotient of the amount of liquid vapor present in the gas at a certain temperature and the saturation amount of liquid vapor possible at the same temperature. The relative humidity is usually given in percent (%). To do this, the quotient is multiplied by 100. If the air is saturated, ie the relative humidity is 100%, some of the liquid in the air is liquid. In this case, the associated liquid-gas mixture is referred to as haze or mist.
Der Ausdruck Feuchtigkeit oder Feuchte kann das Maß der Anwesenheit von Wasser oder einer anderen Flüssigkeit in oder an einem Material (z. B. Textilien) oder einer Substanz oder in einem Gas oder in einem Raum sein. The term moisture or dampness can be the measure of the presence of water or another liquid in or on a material (e.g. textiles) or a substance or in a gas or in a room.
Die der hier beschriebene feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasabsorbierende Feuchte schicht kann sich daher von einer, insbesondere lediglich flüssigkeitsabsorbierenden (Feuch- te)Schicht, unter anderem dadurch unterscheiden, dass die feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasabsorbierende Feuchteschicht aus einem Material gefertigt ist, welche neben der Adsorption von Flüssigkeit zudem auch in dem Umgebungsmedium enthaltene Feuchtig keit absorbiert. Denkbar ist jedoch auch, dass die feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gas absorbierende Feuchteschicht lediglich eine Feuchtigkeit im Umgebungsmedium der Schicht absorbiert und daher keine Flüssigkeit absorbieren kann. The moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer described here can therefore differ from a, in particular only liquid-absorbing (moisture) layer, among other things in that the moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer is made of a material which, in addition to adsorption moisture contained in the surrounding medium is also absorbed by liquid. However, it is also conceivable that the moisture-absorbing and / or gas-absorbing moisture layer merely absorbs moisture in the surrounding medium of the layer and therefore cannot absorb any liquid.
Der Sensor und/oder die Verarbeitungseinheit können mittels einer Batterie oder einer Fest netzstromversorgung mit elektrischer Energie versorgt werden. The sensor and / or the processing unit can be supplied with electrical energy by means of a battery or a fixed mains power supply.
Alternativ oder zusätzlich ist die Erzeugung von elektrischer Energie zur Versorgung des Sensors und/oder Verarbeitungseinheit mittels sogenannten „Energy Harvesting“ möglich. Alternatively or additionally, it is possible to generate electrical energy to supply the sensor and / or processing unit by means of so-called “energy harvesting”.
Als Energy Harvesting (wörtlich übersetzt Energie-Ernten) bezeichnet man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Vibratio nen oder Luftströmungen für mobile Geräte mit geringer Leistung. Die dafür eingesetzten Strukturen werden auch als Nanogenerator bezeichnet. Energy Harvesting vermeidet bei Drahtlostechnologien Einschränkungen durch kabelgebundene Stromversorgung oder Batte rien. Möglichkeiten des Energy Harvesting: Energy harvesting refers to the production of small amounts of electrical energy from sources such as ambient temperature, vibrations or air currents for mobile devices with low power. The structures used for this are also known as nanogenerators. With wireless technologies, energy harvesting avoids restrictions due to wired power supply or batteries. Energy harvesting options:
• Piezoelektrische Kristalle erzeugen bei Krafteinwirkung, beispielsweise durch Druck oder Vibration, elektrische Spannungen. Diese Kristalle können an oder auf dem Trä germaterial angeordnet sein. • Piezoelectric crystals generate electrical voltages when a force is applied, for example through pressure or vibration. These crystals can be arranged on or on the carrier material.
• Thermoelektrische Generatoren und pyroelektrische Kristalle gewinnen aus Tempe raturunterschieden elektrische Energie. Diese Generatoren können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein. • Thermoelectric generators and pyroelectric crystals generate electrical energy from temperature differences. These generators can be arranged on or on the carrier material.
• Über Antennen kann die Energie von Radiowellen, eine Form von elektromagneti scher Strahlung, aufgefangen und energetisch verwendet werden. Ein Beispiel dafür sind die passiven RFIDs. Diese Antennen können an oder auf dem Trägermaterial angeordnet sein. • The energy of radio waves, a form of electromagnetic radiation, can be captured and used energetically via antennas. Passive RFIDs are an example of this. These antennas can be arranged on or on the carrier material.
• Photovoltaik, elektrische Energie aus der Umgebungsbeleuchtung. • Photovoltaics, electrical energy from ambient lighting.
• Osmose. • osmosis.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Sensor zusätzlich ein kapazitiver Druck sensor, wobei die Verarbeitungseinheit zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators zu mes sen und/oder zu speichern. According to at least one embodiment, the sensor is additionally a capacitive pressure sensor, the processing unit also being set up and provided to measure and / or store a change in capacitance of the capacitor caused by external pressure.
Grundsätzlich handelt es sich bei einem kapazitiven Sensor also um einen Sensor, welcher auf Basis der Veränderung der elektrischen Kapazität eines einzelnen Kondensators oder eines Kondensatorsystems arbeitet. Die Beeinflussung der Kapazität durch die zu erfassen de Größe kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, die primär durch den Verwendungs zweck bestimmt ist. Basically, a capacitive sensor is a sensor that works on the basis of the change in the electrical capacitance of an individual capacitor or a capacitor system. The capacity can be influenced by the size to be recorded in different ways, which are primarily determined by the intended use.
Ein kapazitiver Sensor basiert unter anderem darauf, dass zwei Elektroden, einer davon kann die zumessende Oberfläche sein, die „Platten“ eines elektrischen Kondensators bilden, dessen Kapazität oder Kapazitätsänderung gemessen wird, die folgendermaßen beeinflusst werden kann: A capacitive sensor is based, among other things, on the fact that two electrodes, one of which can be the surface to be measured, form the "plates" of an electrical capacitor whose capacitance or change in capacitance is measured, which can be influenced as follows:
Eine Platte wird durch den zumessenden Effekt verschoben und/oder verformt, wodurch sich der Plattenabstand und damit die elektrische messbare Kapazität än dern. - Die Platten sind starr und die Kapazität an Sich ändert sich dadurch, dass ein elektrisch leitendes Material oder ein Dielektrikum in unmittelbare Nähe gebracht wird. A plate is displaced and / or deformed by the measuring effect, which changes the plate spacing and thus the measurable electrical capacitance. - The plates are rigid and the capacitance changes in that an electrically conductive material or a dielectric is brought into close proximity.
Die wirksame Plattenfläche ändert sich, indem die Platten wie bei einem Drehkon densator gegeneinander verschoben werden. The effective plate area changes when the plates are shifted against each other like a rotary capacitor.
Um auch kleine Veränderungen besser detektieren zu können kann die eigentliche Mes selektrode häufig mit einer Schirmelektrode umgeben sein, die den inhomogenen Randbe reich des elektrischen Feldes von der Messelektrode abschirmt, dadurch ergibt sich zwi schen Messelektroden üblicherweise geerdeter Gegenelektrode eine annähernd paralleles elektrisches Feld mit der bekannten Charakteristik eines idealen Plattenkondensators. In order to be able to detect even small changes better, the actual measuring electrode can often be surrounded by a shielding electrode that shields the inhomogeneous edge area of the electric field from the measuring electrode.This results in an almost parallel electric field with the known one between the measuring electrodes of the usually grounded counter electrode Characteristic of an ideal plate capacitor.
Ein kapazitiver Drucksensor ist insbesondere ein solcher bei dem die Kapazitätsänderung infolge des Durchbiegens einer Membran und der resultierenden Änderung des Plattenab stands als Sensoreffekt ausgewertet wird. Zum Beispiel handelt es sich bei der Membran um das oben genannte Dielektrikum oder aber um die einzelnen Kondensatorelektroden, welche insbesondere in Form einer Platte ausgeführt sein können. Mit anderen Worten ist in einer derartigen Ausführungsform in neuartiger Art und Weise ein kapazitiver Feuchtesensor mit einem kapazitiven Drucksensor kombiniert, jedoch ohne dass diese Bauteile voneinander getrennte Elemente oder zwei separate Sensoren bildeten, sondern es handelt sich bei vor liegender Ausführungsform um ein „Two in One“-Konzept, in welchem der gleiche Sensor sowohl als Feuchtesensor als auch als Drucksensor fungiert. A capacitive pressure sensor is in particular one in which the change in capacitance due to the bending of a membrane and the resulting change in the plate spacing is evaluated as a sensor effect. For example, the membrane is the above-mentioned dielectric or the individual capacitor electrodes, which can in particular be designed in the form of a plate. In other words, in such an embodiment, a capacitive humidity sensor is combined with a capacitive pressure sensor in a novel way, but without these components forming separate elements or two separate sensors, rather the present embodiment is a “two in one” “Concept in which the same sensor functions as both a humidity sensor and a pressure sensor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Trägermaterial um einen Webstoff, insbesondere in welchem elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors und der Verarbeitungseinheit eingewoben sind. According to at least one embodiment, the carrier material is a woven fabric, in particular in which electrical conductor tracks for electrical contacting of the sensor and the processing unit are woven.
Bei einem Webstoff handelt es sich im Sinne der Erfindung daher um ein Gewebe, welches manuell oder maschinell auf Basis von einzelnen Fäden gewebt wurde. In the context of the invention, a woven fabric is therefore a fabric that has been woven manually or by machine on the basis of individual threads.
Die elektrischen Leiterbahnen können in einem Gewebe daher zusätzlich neben den übli chen Fasern und Gewebesträngen integriert sein oder aber einzelne Gewebestränge, wel che das Gewebenetz ausbilden ersetzen. Je nach Abstand und Eigenschaften der einzelnen Fäden (hochgedreht, bauschig, usw.) können ganz lockere Gewebe, wie Verbandgewebe oder Dichtegewebe wie Brokatstoff ent stehen. Längselastisch werden Gewebe durch, als Kettenfäden eingesetzte Gummifäden (mehr Bändern verwendet) oder Kräusel- und Bauschgarne verwendet. Sie werden ge spannt, verarbeitet und ziehen sich im Ruhezustand zusammen. Bauschgarne bestehen aus texturierten, also gekräuselten synthetischen Fasern. Die Kräuselung verändert die Eigen schaften der synthetischen Fasern. Die darauf gesponnenen Garne sind sehr elastisch und voluminös und haben eine gute Wärmedämmung. The electrical conductor tracks can therefore also be integrated in a tissue in addition to the usual fibers and tissue strands, or they can replace individual tissue strands which form the tissue network. Depending on the distance and properties of the individual threads (twisted up, fluffy, etc.), very loose fabrics such as bandages or dense fabrics such as brocade fabric can arise. Woven fabrics are longitudinally elastic through rubber threads used as warp threads (more ribbons used) or crimped and bulked yarns. They are tensioned, processed and contract when at rest. Bulky yarns consist of textured, i.e. crimped synthetic fibers. The crimp changes the properties of the synthetic fibers. The yarns spun on it are very elastic and voluminous and have good thermal insulation.
Zum Beispiel kann das Trägermaterial Teil eines Bezugstoffes eines Sitzes, insbesondere eines Fahrzeugsitzes oder eines Bürostuhls, sein. Insofern kann der Sensor, vorzugsweise jedoch die gesamte Vorrichtung, auf dem Bezugsstoff eines solchen Sitzes aufgebracht oder in einen solchen integriert sein. For example, the carrier material can be part of a cover material for a seat, in particular a vehicle seat or an office chair. In this respect, the sensor, but preferably the entire device, can be applied to the cover material of such a seat or integrated into such a seat.
Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit dazu eingerichtet und dafür vorgesehen, die ein zelnen Feuchte- sowie Druckwerte zu erfassen und aus einer Kombination der einzelnen Feuchte- und Druckwerte zumindest einen jeweiligen Kennwert zu ermitteln, aus welchem ableitbar ist, welches Individuum (mit Gewicht und/oder Größe) gerade den Fahrzeugsitz besetzt. For example, the processing unit is set up and provided to record the individual humidity and pressure values and, from a combination of the individual humidity and pressure values, to determine at least one respective characteristic value from which it can be derived which individual (with weight and / or Size) currently occupies the vehicle seat.
Zum Beispiel kann aus der Druckmessung durch die Verarbeitungseinheit ein Gewicht der jeweiligen Person abgeleitet und festgestellt werden. Auch kann die jeweilige Feuchtigkeit, welche die jeweilige Person an den Sensor abgibt, gemessen werden, wobei der jeweilige Kennwert zum Beispiel ein Produkt aus dem relativen Feuchtigkeitswert mal der von der Verarbeitungseinheit ermittelten Belastungsgewicht ist. For example, a weight of the respective person can be derived and determined from the pressure measurement by the processing unit. The respective moisture that the respective person emits to the sensor can also be measured, the respective characteristic value being, for example, a product of the relative humidity value times the load weight determined by the processing unit.
Überschreitet ein derartiger Kennwert einen entsprechenden Grenzwert kann die Verarbei tungseinheit insbesondere mittels einer Anbindung an die Elektronik des Fahrzeugs, eine Warnung aussprechen. Diese Warnung kann dahingehend lauten, dass der Sitz überbelegt ist oder der Fahrer zu stark schwitzt. Diese Warnung kann jedoch auch ersetzt werden durch eine entsprechende Anzeige dahingehend welcher Belegungstyp den Sitz nutzt. Bei einem Belegungstyp kann es sich um eine Gewichtsklassifikation eines jeweiligen Benutzers han deln, oder aber auch darum Handeln ob es sich bei dem Benutzer um ein Tier, einen Men schen oder auch um eine Sache handelt. Vorzugsweise ist daher die Verarbeitungseinheit in eine Anzeigenelektronik des Fahrzeugs integrierbar, zumindest jedoch mit einer solchen verbindbar. If such a characteristic value exceeds a corresponding limit value, the processing unit can issue a warning, in particular by means of a connection to the electronics of the vehicle. This warning could mean that the seat is overcrowded or the driver is sweating too much. However, this warning can also be replaced by a corresponding display indicating which occupancy type is using the seat. An occupancy type can be a weight classification of a respective user, or it can also be a question of whether the user is an animal, a person or a thing. The processing unit is therefore preferably in display electronics of the vehicle can be integrated, but at least connectable to such.
Hierzu ist denkbar, dass die Verarbeitungseinheit sich zum Beispiel mittels Bluetooth oder einer sonstigen Wireless Verbindung mit einer Empfangseinheit des Fahrzeugs verbindet und der jeweilige Kenn- oder Grenzwert und/oder die jeweilige Warnung und/oder die jewei lige Identifikation des Benutzers auf einem Display des Fahrzeugs wiedergegeben werden. For this purpose, it is conceivable that the processing unit connects to a receiving unit of the vehicle, for example via Bluetooth or another wireless connection, and the respective characteristic or limit value and / or the respective warning and / or the respective identification of the user on a display of the vehicle be reproduced.
Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass diese einzelnen Werte und/oder Identifikatio nen auch extern abrufbar und/oder extern darstellbar sind. Zum Beispiel kann das Auto auf eine Überbelegung hin von einem externen Controller überwacht werden. Alternatively or additionally, it is conceivable that these individual values and / or identifications can also be called up and / or displayed externally. For example, the car can be monitored for overcrowding by an external controller.
Zum Beispiel kann mittels einer Datenverbindung die Verarbeitungseinheit mit einer Auslös einheit eines Airbags in Verbindung stehen, sodass die Verarbeitungseinheit auch die Auslö seinheit steuern und/oder regeln kann, insbesondere in Bezug auf einen Auslösezeitpunkt des Airbags. Zusätzlich und/oder alternativ ist es möglich, dass die Verarbeitungseinheit eine Controllereinheit des Airbags mit Daten zum Beispiel im Hinblick auf einen Belegungstyp, Position und/oder Gewicht eines Benutzers des Fahrzeugsitzes versorgt. For example, the processing unit can be connected to a triggering unit of an airbag by means of a data connection, so that the processing unit can also control and / or regulate the triggering unit, in particular with regard to a triggering time of the airbag. Additionally and / or alternatively, it is possible for the processing unit to supply a controller unit of the airbag with data, for example with regard to an occupancy type, position and / or weight of a user of the vehicle seat.
Diese Daten können dazu führen, dass der Auslösezeitpunkt und die Auslösereihenfolge des Airbags auf den Benutzer angepasst sind, sodass ein Personenschaden an dem Benutzer vermieden wird. These data can lead to the deployment time and the deployment sequence of the airbag being adapted to the user, so that personal injury to the user is avoided.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest eine Elektrode und/oder dielektri sche Schicht auf dem Trägermaterial oder auf einer auf dem Trägermaterial angeordneten, insbesondere wasserundurchlässigen Schicht aufgedruckt oder mittels eines Dünnschicht verfahrens aufgebracht. Im Sinne der Erfindung kann es sich bei der wasserundurchlässigen Schicht auch um eine gasundurchlässige Schicht handeln und/oder diese wasserundurch lässige Schicht kann durch eine gasundurchlässige Schicht ersetzt sein. According to at least one embodiment, at least one electrode and / or dielectric layer is printed on the carrier material or on a particularly water-impermeable layer arranged on the carrier material or applied by means of a thin-film method. For the purposes of the invention, the water-impermeable layer can also be a gas-impermeable layer and / or this water-impermeable layer can be replaced by a gas-impermeable layer.
Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin oder alternativ denkbar, dass es sich bei einer was serdurchlässigen Schicht auch um eine gasdurchlässige Schicht handeln kann und/oder die se wasserdurchlässige Schicht durch eine gasdurchlässige Schicht ersetzt ist. Dies heißt, dass zumindest ein Element, vorzugsweise sowohl die Elektrode als auch die dielektrische Schicht, auf dem Trägermaterial oder einer zwischen dem Sensor und dem Trägermaterial aufgebrachten vorzugsweise elektrisch nicht leitfähigen, weiter vorzugsweise wasserundurchlässigen Schicht mittels eines Druckverfahrens aufgedruckt. Within the scope of the invention, it is further or alternatively conceivable that a water-permeable layer can also be a gas-permeable layer and / or this water-permeable layer is replaced by a gas-permeable layer. This means that at least one element, preferably both the electrode and the dielectric layer, is printed on the carrier material or a preferably electrically non-conductive, further preferably water-impermeable layer applied between the sensor and the carrier material by means of a printing process.
Bei dem Druckverfahren kann es sich zum Beispiel um ein Inkjetverfahren handeln. The printing process can be an inkjet process, for example.
Zum Beispiel ist die Verarbeitungseinheit in der gleichen Weise wie der Sensor auf das Trä germaterial aufgebracht. Hierzu ist vorstellbar, dass auch die Verarbeitungseinheit, zumin dest jedoch eine, insbesondere leitende, Schicht der Verarbeitungseinheit auf das Trägerma terial zum Beispiel aufgedruckt ist. Die Datenkommunikation zwischen der Verarbeitungsein heit und dem Sensor kann dann über die oben genannten Leiterbahnen entstehen. Diese Leiterbahnen können zumindest teilweise, vorzugsweise jedoch vollständig, in den Webstoff eingewoben sein oder sogar einzelne Fasern des Webstoffs selbst ausbilden. For example, the processing unit is applied to the carrier material in the same way as the sensor. For this purpose, it is conceivable that the processing unit, however, at least one, in particular conductive, layer of the processing unit is, for example, printed onto the carrier material. The data communication between the processing unit and the sensor can then take place via the conductor tracks mentioned above. These conductor tracks can be at least partially, but preferably completely, woven into the woven fabric or even form individual fibers of the woven fabric itself.
Zum Beispiel ist zumindest eine Elektrode flächig ausgeführt. Das heißt, dass eine Dicke der Elektrode im Vergleich zu deren Flächenausdehnung vernachlässigbar ist. Eine solche Elekt rode kann daher insbesondre mittels eines Druckverfahrens hergestellt werden. For example, at least one electrode is designed to be flat. This means that a thickness of the electrode is negligible compared to its areal extension. Such an electrode can therefore be produced in particular by means of a printing process.
Alternativ hierzu kann eine Dicke zumindest einer Elektrode höchstens 5 mm betragen. Hier zu kann das Druckverfahren mehrmals angewandt werden, sodass zumindest zwei, vor zugsweise jedoch dann mehr, Einzeldruckschichten übereinandergestapelt werden. Alternatively, a thickness of at least one electrode can be at most 5 mm. To this end, the printing process can be used several times, so that at least two, but then preferably more, individual printing layers are stacked one on top of the other.
Des Weiteren kann die Elektrode auch mittels eines 3D-Druckverfahrens auf dem Trägerma terial angeordnet sein. Furthermore, the electrode can also be arranged on the carrier material by means of a 3D printing process.
1. Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modeling) 1. The FDM process (Fused Deposition Modeling)
Alternativbezeichnungen: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM) Alternative names: Fused Filament Fabrication (FFF), Fused Layer Modeling (FLM)
Das Verfahren bezeichnet schichtweises Aufträgen (Extrusion) eines Materials durch eine heiße Düse. Das Verbrauchsmaterial befindet sich in Form eines langen Drahts (sog. Fila ment) auf einer Rolle und wird durch die Fördereinheit in einen Druckkopf geschoben, dort eingeschmolzen und auf einem Druckbett ausgebracht. Druckkopf und/oder Druckbett sind dabei in drei Richtungen beweglich. So können Kunststoffschichten schrittweise aufeinander aufgebracht werden. The process refers to the application of a material layer by layer (extrusion) through a hot nozzle. The consumables are in the form of a long wire (so-called filament) on a roll and are pushed into a print head by the conveyor unit, where they are melted and placed on a print bed. Print head and / or print bed are movable in three directions. In this way, layers of plastic can be applied one on top of the other.
2. Das SLS Verfahren (Selektives Lasersintern) 2. The SLS process (selective laser sintering)
Im Unterschied zum Sinterverfahren, bei dem Stoffe in Pulverform unter Hitzeeinwirkung miteinander verbunden werden, geschieht dies beim SLS-Verfahren selektiv durch einen Laser (alternativ auch Elektronenstrahl oder Infrarotstrahl). Es wird also nur ein bestimmter Teil des Pulvers miteinander verschmolzen. In contrast to the sintering process, in which substances are bonded together in powder form under the action of heat, in the SLS process this is done selectively by a laser (alternatively also electron beam or infrared beam). So only a certain part of the powder is melted together.
Dazu wird stets eine dünne Pulverschicht von der Beschichtungseinheit auf dem Druckbett ausgebracht. Der Laser (oder andere Energiequelle) wird nun punktgenau auf einzelne Stel len der Pulverschicht ausgerichtet, um die erste Schicht der Druckdaten auszubilden. Hierbei wird das Pulver an- oder aufgeschmolzen und verfestigt sich anschließend wieder durch ge ringfügiges Abkühlen. Das nicht aufgeschmolzene Pulver bleibt um die gesinterten Bereiche herum liegen und dient als Stützmaterial. Nachdem eine Schicht verfestigt ist, senkt sich das Druckbett um den Bruchteil eines Millimeters ab. Die Beschichtungseinheit fährt nun über das Druckbett und bringt die nächste Pulverschicht aus. Anschließend wird die zweite Schicht der Druckdaten durch den Laser (oder eine andere Energiequelle) gesintert. So ent steht schichtweise ein dreidimensionales Objekt. For this purpose, a thin layer of powder is always applied to the printing bed by the coating unit. The laser (or other energy source) is now aimed precisely at individual points of the powder layer in order to form the first layer of the print data. The powder is melted or melted and then solidifies again through slight cooling. The unmelted powder remains around the sintered areas and serves as a support material. After a layer has solidified, the print bed lowers by a fraction of a millimeter. The coating unit now moves over the print bed and applies the next layer of powder. Then the second layer of the print data is sintered by the laser (or other energy source). This creates a three-dimensional object in layers.
3. Three-Dimensional Printing (3DP) 3. Three-Dimensional Printing (3DP)
Das 3DP-Verfahren funktioniert sehr ähnlich wie das selektive Lasersintern, doch anstelle einer gerichteten Energiequelle verfährt ein Druckkopf über das Pulver. Dieser gibt winzige Tröpfchen von Bindemittel auf die zugrunde liegenden Pulverschichten ab, die so miteinan der verbunden werden. Ansonsten ist dieses Verfahren dem SLS-Verfahren gleich. The 3DP process works very similarly to selective laser sintering, but instead of a directed energy source, a print head moves over the powder. This releases tiny droplets of binding agent onto the underlying powder layers, which are then bonded together. Otherwise this procedure is the same as the SLS procedure.
4. Stereolithographie (SLA) 4. Stereolithography (SLA)
Anstelle eines Kunststoffdrahts oder Druckmaterials in Pulverform kommen beim Stereo lithographie-Verfahren flüssige Harze, sog. Photopolymere, zum Einsatz. Sie werden schichtweise durch UV-Strahlung verhärtet und erzeugen so dreidimensionale Objekte. Da für wird die Bauplattform im Harzbecken schrittweise abgesenkt. Es gibt auch Varianten (sog. Polyjet-Verfahren) ohne ein ganzes Becken mit flüssigem Harz. Dafür wird ein Epoxid harz tröpfchenweise aus einer Düse aufgebracht und durch einen UV-Laser sofort ausgehär tet. Instead of a plastic wire or printing material in powder form, liquid resins, so-called photopolymers, are used in the stereo lithography process. They are hardened in layers by UV radiation and thus create three-dimensional objects. For this purpose, the construction platform in the Harz Basin is gradually being lowered. There are also variants (so-called Polyjet process) without a whole tank with liquid resin. To do this, an epoxy resin is applied drop by drop from a nozzle and immediately hardened by a UV laser.
5. Laminated Object Manufacturing (LOM) 5. Laminated Object Manufacturing (LOM)
Alternativbezeichnung: Layer Laminated Manufacturing (LLM) Alternative designation: Layer Laminated Manufacturing (LLM)
Das Verfahren basiert weder auf chemischen Reaktionen, noch auf einem thermischen Pro zess. Es wird dabei mit einem trennenden Werkzeug (z.B. einem Messer oder Kohlendioxid laser), einer Folie oder einer Platte (z.B. Papier) an der Kontur geschnitten und schichtweise aufeinander geklebt. So entsteht durch Absenken der Bauplattform ein Schichtobjekt aus geklebten, übereinanderliegenden Folien. The process is based neither on chemical reactions nor on a thermal process. The contour is cut with a separating tool (e.g. a knife or carbon dioxide laser), a film or a plate (e.g. paper) and glued on top of each other in layers. By lowering the construction platform, a layered object is created from glued, overlapping foils.
Eine oder mehrere wasserundurchlässige Schichten und/oder auch die Feuchteschicht kön nen in derselben Art und/oder Dicke wie die Elektrode aufgebracht werden. One or more water-impermeable layers and / or also the moisture layer can be applied in the same type and / or thickness as the electrode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die Feuchteschicht den Kondensator voll ständig. According to at least one embodiment, the moisture layer completely covers the capacitor.
Dies kann heißen, dass die Feuchteschicht, nach außen, das heißt in der Querrichtung den Sensor nach außen abgrenzt und abschließt, sodass der Sensor zwischen der Feuchte schicht und dem Trägermaterial angeordnet ist. This can mean that the moisture layer delimits and closes off the sensor towards the outside, that is to say in the transverse direction, so that the sensor is arranged between the moisture layer and the carrier material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Sensor zumindest einen weiteren Kon densator auf, welcher in der Querrichtung unter oder über dem Kondensator angeordnet und durch eine weitere wasserundurchlässige Schicht beabstandet von dem Kondensator auf oder unter dieser weiteren wasserundurchlässigen Schicht angeordnet ist, sodass ein Kon densatorenstack entsteht. According to at least one embodiment, the sensor has at least one further capacitor, which is arranged in the transverse direction below or above the capacitor and spaced apart from the capacitor by a further water-impermeable layer or is arranged below this further water-impermeable layer, so that a capacitor stack is formed.
Der weitere Kondensator kann in der gleichen Weise wie der Kondensator aufgebaut sein und ebenso in einer gleichen Weise wie der Kondensator auf die weitere wasserundurchläs sige Schicht angeordnet sein. Mittels eines derartigen Kondensatorenstacks kann die Sensorik ganz besonders einfach verfeinert werden nämlich insofern, als dass denkbar ist das bei zwei den Kondensatorstack ausbildenden Sensoren beide Sensoren die gleichen Aufgaben verrichten, jedoch durch die einzelnen Sensoren jeweilige Messwerte ermittelt werden, die zusammen genommen auf einen Mittelwert schließen lassen. Zum Beispiel wird von jedem der beiden Sensoren jeweils die (relative) Feuchtigkeit der Umgebung gemessen wobei aus diesen beiden Messwerten dann der Feuchtigkeitsmittelwert ermittelt wird. Gleiches kann entsprechend mit der Druck messung geschehen, sodass die Genauigkeit der gesamten Messung insbesondere einer Kombination der Messungen von (relativer) Feuchtigkeit und dem jeweiligen Druck beson ders genau ausgestaltet werden kann. The further capacitor can be constructed in the same way as the capacitor and also be arranged in the same way as the capacitor on the further water-impermeable layer. By means of such a capacitor stack, the sensor system can be particularly easily refined insofar as it is conceivable that, with two sensors forming the capacitor stack, both sensors perform the same tasks, but the individual sensors determine respective measured values which, taken together, conclude an average to let. For example, the (relative) humidity of the environment is measured by each of the two sensors, the average humidity value then being determined from these two measured values. The same can be done accordingly with the pressure measurement, so that the accuracy of the entire measurement, in particular a combination of the measurements of (relative) humidity and the respective pressure, can be designed particularly precisely.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bildet die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht die dielektrische Sicht zumindest teilweise selbst aus. In accordance with at least one embodiment, the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer at least partially form the dielectric view itself.
Dies kann heißen, dass ein anstatt der separaten Positionierung einer dielektrischen Schicht neben der wasserundurchlässigen Schicht und/oder neben der weiteren wasserundurchläs sigen Schicht, diese dielektrische Schicht selbst durch die wasserundurchlässige Schicht und/oder die weitere wasserundurchlässige Schicht gebildet ist. This can mean that instead of separately positioning a dielectric layer next to the water-impermeable layer and / or next to the further water-impermeable layer, this dielectric layer itself is formed by the water-impermeable layer and / or the further water-impermeable layer.
Eine derartige Erzeugung der dielektrischen Schicht durch die wasserundurchlässigen Schicht(en) bildet daher ein besonders einfaches und kostengünstiges Fierstellungsverfahren zu einer kostengünstigen Vorrichtung. Such a production of the dielectric layer by the water-impermeable layer (s) therefore forms a particularly simple and cost-effective method of making a cost-effective device.
Davon abgesehen kann grundsätzlich vorgesehen sein die Elektroden, die dielektrische Schicht und die wasserundurchlässige Schicht(en) derart zueinander anzuordnen, dass ein elektrischer Kurzschluss in jedem Fall verhindert ist. Apart from this, the electrodes, the dielectric layer and the water-impermeable layer (s) can in principle be arranged in relation to one another in such a way that an electrical short circuit is prevented in any case.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt eine maximale Dicke der Feuchteschicht wenigstens 30 % und höchstens 80 % der maximalen Dicke der wasserundurchlässigen Schicht und/oder der maximalen Dicke der weiteren wasserundurchlässigen Schicht. According to at least one embodiment, a maximum thickness of the moisture layer is at least 30% and at most 80% of the maximum thickness of the water-impermeable layer and / or the maximum thickness of the further water-impermeable layer.
Dies stellt nicht nur einen besonders flach gebauten Sensor sicher, sondern gewährleistet auch eine besonders schnelle Reaktionszeit auf Feuchtigkeitsveränderungen. Die von außen auf die Feuchteschicht einwirkende Feuchtigkeit muss daher keine großen Strecken zu dem Dielektrikum durchwandern. This not only ensures a particularly flat sensor, but also ensures a particularly fast response time to changes in humidity. The one from the outside Moisture acting on the moisture layer therefore does not have to travel long distances to the dielectric.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit wobei insbesondere angemerkt sei, dass alle für die obig beschriebe ne Vorrichtung offenbarten Merkmale auch für das hier beschriebene Verfahren offenbart sind und umgekehrt. Furthermore, the present invention relates to a method for measuring pressure, gas and / or moisture, it being particularly noted that all of the features disclosed for the device described above are also disclosed for the method described here and vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zu Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit zunächst einen ersten Schritt mittels welchem zumindest ein Sensor zu Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit bereitgestellt wird, wobei der Sensor zumindest einen Kondensator mit zumindest zwei Elektroden, welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Träger material zueinander angeordnet sind aufweist, wobei zwischen den Elektroden zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet ist. According to at least one embodiment, the method for measuring pressure, gas and / or moisture initially comprises a first step by means of which at least one sensor for measuring pressure, gas and / or moisture is provided, the sensor having at least one capacitor with at least two electrodes, which, in particular in a horizontal direction, are arranged along and on a, in particular flexible, carrier material to one another, with at least one dielectric layer being arranged between the electrodes.
Erfindungsgemäß ist auf einer dem Trägermaterialabgewandten Seite zumindest einer Elekt rode und/oder der dielektrischen Schicht zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasdurch lässige und/oder gasabsorbierende Feuchteschicht angeordnet, wobei somit die zumindest eine Elektrode und/oder die dielektrische Schicht in einer Querrichtung zwischen dem Trä germaterial und der Feuchteschicht angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht zumindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit diese Änderung misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht. According to the invention, at least one electrode and / or the dielectric layer, at least in places, at least one, at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer is arranged on a side facing away from the carrier material, with the at least one electrode and / or or the dielectric layer are arranged in a transverse direction between the carrier material and the moisture layer, so that a capacitance changes at least partially due to the moisture at least partially hitting the dielectric layer, a processing unit measuring and / or storing this change, so that a capacitive moisture sensor arises.
Dabei weist das oben beschrieben Verfahren die gleichen Vorteile und vorteilhaften Ausge staltungen wie die obig beschriebene Vorrichtung auf. The method described above has the same advantages and advantageous configurations as the device described above.
Im Folgenden wird die hier beschriebene Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben. The invention described here is described in more detail below using two exemplary embodiments and the associated figures.
Gleiche oder gleichwirkende Bestandteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In der Figur 1 ist in einem ersten Ausführungsbeispiel eine erfindungsgemäße Ablagevorrich tung zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit gezeigt. Identical or identically acting components are provided with the same reference symbols. In the figure 1, a storage device according to the invention for measuring pressure, gas and / or moisture is shown in a first embodiment.
In der Figur 2 ist einer schematisch perspektivischen Ansicht eine in Bezug auf die Schich tenordnung dargestellte Explosionszeichnung dargestellt. In the figure 2 is a schematic perspective view of an exploded view shown in relation to the layer arrangement is shown.
In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung ge zeigt. In FIG. 3, a further exemplary embodiment of a device described here is shown.
Wie nun der Figur 1 entnommen werden kann, ist dort eine Ablagevorrichtung 100 zur Mes sung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit gezeigt. As can now be seen from FIG. 1, there is shown a storage device 100 for measuring pressure, gas and / or moisture.
Beispielhaft ist dort ein Sensor 1 dargestellt, wobei der Sensor 1 einen Kondensatorstack zeigt mit einem Kondensator 20, sowie einem Kondensator 30, wobei die einzelnen Elektro den 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 in der horizontalen Richtung H1 übereinander ange ordnet sind, wobei alternativ hierzu jedoch selbstverständlich eine Anordnung der einzelnen Elektroden 10, 11 eines einzelnen Kondensators 20, 30 in der Querrichtung Q1 welche senk recht zur horizontalen Richtung H1 verläuft und damit auch senkrecht zur Flaupterstre- ckungsrichtung des dort gezeigten Sensors 1 verlaufen oder angeordnet sein können. A sensor 1 is shown there as an example, the sensor 1 showing a capacitor stack with a capacitor 20 and a capacitor 30, the individual electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being arranged one above the other in the horizontal direction H1, alternatively For this purpose, however, of course, an arrangement of the individual electrodes 10, 11 of an individual capacitor 20, 30 in the transverse direction Q1 which runs perpendicular to the horizontal direction H1 and thus also runs or can be arranged perpendicular to the direction in which the sensor 1 shown there extends.
Die einzelnen Elektroden 10, 11 sind auf einem Trägermaterial 13 angeordnet. Bei dem Trä germaterial 13 kann es sich insbesondere um einen Webstoff, insbesondere um einen flexib len Webstoff handeln. The individual electrodes 10, 11 are arranged on a carrier material 13. The Trä germaterial 13 can in particular be a woven fabric, in particular a flexible woven fabric.
Auf dem Trägermaterial 13 ist eine wasserundurchlässige Schicht 4 angeordnet, wobei auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 4 die beiden Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 in der horizontalen Richtung H 1 aufgedruckt sind. A water-impermeable layer 4 is arranged on the carrier material 13, the two electrodes 10, 11 of the capacitor 20 being printed on this water-impermeable layer 4 in the horizontal direction H 1.
Die Elektroden 10, 11 des Kondensators 20 sind vollständig von einer weiteren wasserun durchlässigen Schicht 14 umgeben. Auf dieser wasserundurchlässigen Schicht 14 ist in der gleichen Art und Weise der weitere Kondensator 30 mit entsprechenden Elektroden 10, 11 aufgedruckt. Zudem sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel freiliegende Außenflä chen der einzelnen Elektroden 10, 11 des weiteren Kondensators 30 vorzugsweise vollstän- dig von einer wasser- und/oder gasdurchlässigen und/oder wasser- und/oder gasabsorbie renden Feuchteschicht 3 umgeben. The electrodes 10, 11 of the capacitor 20 are completely surrounded by a further water-impermeable layer 14. On this water-impermeable layer 14, the further capacitor 30 with corresponding electrodes 10, 11 is printed in the same way. In addition, in the present exemplary embodiment, exposed outer surfaces of the individual electrodes 10, 11 of the further capacitor 30 are preferably completely dig surrounded by a water- and / or gas-permeable and / or water- and / or gas-absorbing moisture layer 3.
Über diese Feuchteschicht 3 kann Wasser auf eine dielektrische Schicht 4 treffen, welche vorliegend in der horizontalen Richtung H1 zwischen den jeweiligen Elektroden 10, 11 eines Kondensators 20, 30 angeordnet ist. Via this moisture layer 3, water can hit a dielectric layer 4, which in the present case is arranged in the horizontal direction H1 between the respective electrodes 10, 11 of a capacitor 20, 30.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 bildet die wasserundurchlässige Schicht 4 selbst eine dielektrische Schicht 4 des Kondensators 20 auf. Selbiges gilt für die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 in Bezug auf den weiteren Kondensator 30. In the present exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2, the water-impermeable layer 4 itself forms a dielectric layer 4 of the capacitor 20. The same applies to the further water-impermeable layer 14 with regard to the further capacitor 30.
Durch Auftreffen und Durchdringen der Feuchtigkeit über die Feuchteschicht 3 werden die dielektrischen Eigenschaften insbesondere der dielektrischen Schicht 2 des weiteren Kon densators 30 verändert. As a result of the moisture impinging on and penetrating through the moisture layer 3, the dielectric properties, in particular of the dielectric layer 2 of the further capacitor 30, are changed.
Darüber hinaus ist eine Verarbeitungseinheit 5 erkennbar, welche in datentechnischer Ver dingung mit den beiden Kondensatoren 20, 30 steht, wobei diese Verarbeitungseinheit 5 dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist, eine Änderung der relativen Feuchtigkeit der Umgebung und/oder der Feuchteschicht 3 zu messen. In addition, a processing unit 5 can be seen which is in data-technical relationship with the two capacitors 20, 30, this processing unit 5 being set up and intended to measure a change in the relative humidity of the environment and / or the humidity layer 3.
Durch die in der Figur 1 dargestellte „stackwise“-Anordnung und dadurch, dass die weitere wasserundurchlässige Schicht 14 verhindert, dass der Kondensator 20 mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt, kann daher vorgesehen sein, dass lediglich der weitere Kondensator 30 und dessen dielektrische Schicht 4 der Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Flierzu kann die Verarbei tungseinheit 5 dann eine Veränderung der Kapazität des weiteren Kondensators 30 verglei chen mit der stabilen Kondensatorkapazität des Kondensators 10, sodass hierzu ein beson ders einfacher Vergleich in der Veränderung der relativen Feuchtigkeit und/auch des jeweili gen Belastungsdruckes hergestellt sein kann. Due to the “stackwise” arrangement shown in FIG. 1 and the fact that the further water-impermeable layer 14 prevents the capacitor 20 from coming into contact with moisture, it can therefore be provided that only the further capacitor 30 and its dielectric layer 4 of the Exposed to moisture. For this purpose, the processing unit 5 can then compare a change in the capacitance of the further capacitor 30 with the stable capacitor capacitance of the capacitor 10, so that a particularly simple comparison can be made in the change in the relative humidity and / also in the respective load pressure.
Durch den in der Figur 1 dargestellten Pfeil ist auch eine Druckrichtung, unter welcher der Sensor 1 mit Druck beaufschlagt wird, gezeigt. Beides kann vorzugsweise durch den Sensor 1 und insbesondere durch die Ablagevorrichtung 100 gemessen, ausgewertet und gespei chert werden. Flierzu dient insbesondere die in der Erfindung als wesentlich dargestellte Verarbeitungseinheit 5, welche zusätzlich auch entsprechende Druckwerte und insofern da- mit verbundene Änderungen in der Kapazität der einzelnen Sensoren 1 messen und auswer ten kann, sodass die Verarbeitungseinheit 5 zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgese hen ist eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators 20 und insbesondere auch des weiteren Kondensators 30 zu messen und/oder zu speichern. The arrow shown in FIG. 1 also shows a pressure direction in which the sensor 1 is subjected to pressure. Both can preferably be measured, evaluated and stored by the sensor 1 and in particular by the storage device 100. In particular, the processing unit 5, which is shown as essential in the invention and which also provides corresponding pressure values and insofar as can measure and evaluate associated changes in the capacitance of the individual sensors 1, so that the processing unit 5 is additionally set up and provided for this purpose to measure and / or add a change in capacitance of the capacitor 20 and in particular of the further capacitor 30 caused by external pressure to save.
Die Feuchteschicht 3 kann flexibel oder nicht flexibel ausgebildet sein. Zudem ist es möglich, dass die Feuchteschicht 3 als Webstoff ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich um einen Webstoff handeln, welcher im einleitenden Teil der vorliegenden Anmeldung beispielhaft genannt wurde. Zudem ist es jedoch auch möglich, dass es sich bei der Feuchteschicht 3 um ein Substrat handelt welches, zum Beispiel in Form eines Epitaxie- oder eines Klebeprozes ses auf den weiteren Kondensator 30 aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt wurde. The moisture layer 3 can be designed to be flexible or not flexible. It is also possible that the moisture layer 3 is designed as a woven fabric. In particular, it can be a woven fabric, which was mentioned by way of example in the introductory part of the present application. In addition, however, it is also possible that the moisture layer 3 is a substrate which, for example, has been applied, for example glued, to the further capacitor 30 in the form of an epitaxy or an adhesive process.
Die wasserundurchlässige Schicht 14 und/oder die wasserundurchlässige Schicht 15 können ebenso flexibel und nicht flexibel, insbesondere auch ebenso in Form eines Webstoffes oder eines Substrats in der gleichen Weise wie die Feuchteschicht 3 ausgebildet sein. The water-impermeable layer 14 and / or the water-impermeable layer 15 can also be flexible and inflexible, in particular also in the form of a woven fabric or a substrate in the same way as the moisture layer 3.
Zudem ist vorteilhaft denkbar, dass die Elektroden 10, 11 der beiden Kondensatoren 20, 30 auf die wasserundurchlässige Schicht 14 und die weitere wasserundurchlässige Schicht 15 in Form eines Druckprozesses zum Beispiel eines Tintenstrahldruckprozesses aufgedruckt wurden. In addition, it is advantageously conceivable that the electrodes 10, 11 of the two capacitors 20, 30 were printed onto the water-impermeable layer 14 and the further water-impermeable layer 15 in the form of a printing process, for example an inkjet printing process.
In der Figur 2 ist eine Explosionszeichnung gezeigt, wobei insbesondere aus der Figur 2 die jeweilige Anordnung der Elektroden 10, 11 der Kondensatoren 20, 30 hervorgeht. Erkennbar ist wiederum die durch die Pfeilrichtung dargestellte Krafteinwirkung auf den Sensor 1 , sowie durch die einzelnen schematisch dargestellten Tropfen einwirkende Feuchtigkeit. Insbeson dere ist wiederum erkennbar, dass die Feuchtigkeit insbesondere zwischen den Elektroden 10, 11 eindringt und auf die jeweilige wasser- und/oder gasdurchlässige Schicht 14 einen zum Beispiel erheblichen Effekt auf die elektrische Eigenschaft hat, sodass sich die Kapazi tät zumindest des weiteren Kondensators 30 wie in der Figur 1 erläutert jeweils ändert. An exploded view is shown in FIG. 2, the respective arrangement of the electrodes 10, 11 of the capacitors 20, 30 being evident in particular from FIG. The force acting on the sensor 1, shown by the direction of the arrow, as well as the moisture acting through the individual, schematically shown drops, can again be seen. In particular, it can again be seen that the moisture penetrates in particular between the electrodes 10, 11 and has a considerable effect on the electrical property of the respective water- and / or gas-permeable layer 14, for example, so that the capacitance of at least the further capacitor 30 is increased as explained in FIG. 1 changes in each case.
In der Figur 3 ist in einer weiteren Ausführungsform der hier beschriebenen Erfindung ge zeigt, dass der Sensor 1 aus zwei Elektroden 10, sowie einer Elektrode 11 bestehen kann. Die Elektroden 10 haben eine Polarität (vorzugsweise die gleiche Polarität), während die Elektrode 11 eine davon unterschiedliche Polarität aufweist, wobei jedoch im rechten Teilbild der Figur 3 die Explosionszeichnung des linken Teils der Figur 3 gezeigt ist und erkennbar ist, dass drei wasserundurchlässige Schichten 4, 14, 15 verwendet werden. Die Elektroden 10 können auch unterschiedliche Polaritäten und/oder elektrische Potentiale aufweisen.In a further embodiment of the invention described here, FIG. 3 shows that the sensor 1 can consist of two electrodes 10 and one electrode 11. The electrodes 10 have one polarity (preferably the same polarity), while the electrode 11 has a polarity different therefrom, but the exploded view of the left part of FIG. 3 is shown and can be seen in the right partial image of FIG is that three waterproof layers 4, 14, 15 are used. The electrodes 10 can also have different polarities and / or electrical potentials.
Auch können die Elektroden 10 miteinander elektrisch verbunden sein. The electrodes 10 can also be electrically connected to one another.
Zum Beispiel können die Elektroden 10, 11 auch jeweils eine separate Polarität und/oder ein separates elektrisches Potential aufweisen und/oder generieren. Entsprechendes kann auch für die in den hier folgenden Figuren in Bezug auf die Elektroden gelten. For example, the electrodes 10, 11 can each have and / or generate a separate polarity and / or a separate electrical potential. The same can also apply to those in the following figures with regard to the electrodes.
Zum Beispiel ist die unterste wasserundurchlässige Schicht wiederum die wasserundurch lässige Schicht 14, die darauffolgende wasserundurchlässige Schicht 15 und die in der Quer richtung Q1 darauf angeordnete wasserundurchlässige Schicht 16 eine weitere wasserun durchlässige Schicht, wobei jeweils eine Elektrode auf einer separaten wasserundurchlässi gen Schicht jeweils aufgebracht insbesondere aufgedruckt ist. For example, the lowermost water-impermeable layer is in turn the water-impermeable layer 14, the subsequent water-impermeable layer 15 and the water-impermeable layer 16 arranged thereon in the transverse direction Q1 is a further water-impermeable layer, with one electrode in each case being applied to a separate water-impermeable layer in particular is printed.
In dieser Stackung der einzelnen wasserundurchlässigen Schichten 14, 15 und 16 wird da her durch Zusammenführen dieser Schichten der im linken Teil der Figur 3 gezeigte Kon densator 20 erzeugt, wobei hierbei in der Querrichtung Q1 , die Elektroden 10 jeweils, wie im dementsprechenden Teilbild entnommen werden kann auf unterschiedlichen Ebenen ange ordnet sin. In this stacking of the individual water-impermeable layers 14, 15 and 16, the capacitor 20 shown in the left part of FIG. 3 is produced by merging these layers, the electrodes 10 being removed in the transverse direction Q1, as in the corresponding partial image can be arranged on different levels.
Alternativ hierzu kann auch die Elektrode 11 zusammen mit zumindest einer der Elektroden 10 in einer gemeinsamen Ebene, das heißt auf oder in einer gemeinsamen wasserundurch lässigen Schicht 4, 14, 15 aufgebracht werden, sodass zum Beispiel nur noch die zweite der Elektroden 10 auf eine separaten wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 aufgestackt wer den muss. As an alternative to this, the electrode 11 can also be applied together with at least one of the electrodes 10 in a common plane, that is to say on or in a common water-impermeable layer 4, 14, 15, so that, for example, only the second of the electrodes 10 is on a separate one waterproof layer 4, 14, 15 stacked up who must.
Grundsätzlich können daher die einzelnen Elektroden 10,11 in unterschiedlichen Ebenen in der Q1 -Richtung zueinander angeordnet sein. Zum Beispiel gilt eine paarweise Zuordnung zwischen genau einer wasserundurchlässigen Schicht 4, 14, 15 mit genau einer Elektrode 10, 11. In principle, the individual electrodes 10, 11 can therefore be arranged in different planes in the Q1 direction with respect to one another. For example, there is a paired assignment between exactly one water-impermeable layer 4, 14, 15 with exactly one electrode 10, 11.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand des Ausführungsbeispiels be schränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal, sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder in den Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited by the description using the exemplary embodiment. Rather, the invention encompasses every new feature, as well as every combination of features, which in particular every combination of features in the patent claims includes, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or in the exemplary embodiments.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Sensor 1 sensor
3 Feuchteschicht 3 moisture layer
4 dielektrische Schicht/ wasserundurchlässige Schicht 5 Verarbeitungseinheit 4 dielectric layer / waterproof layer 5 processing unit
10 Elektrode 10 electrode
11 Elektrode 11 electrode
12 Elektrode 12 electrode
13 Trägermaterial 14 wasserundurchlässige Schicht 13 carrier material 14 waterproof layer
15 wasserundurchlässige Schicht 20 Kondensator 30 Kondensator 100 Ablagevorrichtung 200 Verfahren 15 waterproof layer 20 condenser 30 condenser 100 storage device 200 method
H1 horizontalen Richtung H1 horizontal direction
Q1 Querrichtung Q1 cross direction

Claims

Patentansprüche Claims
1. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit, insbesondere an und/oder auf Lagerflä chen,, umfassend zumindest einen Sensor (1) zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit, wobei der Sensor (1) 1. Storage device, in particular mattress sensor device (100) for measuring pressure, gas and / or moisture, in particular on and / or on Lagerflä chen ,, comprising at least one sensor (1) for measuring pressure, gas and / or moisture, wherein the Sensor (1)
- zumindest einen Kondensator (20) mit zumindest zwei Elektroden (10, 11), welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung (H1 ) entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial (13) zueinander angeord net sind, wobei zwischen den Elektroden (10, 11) zumindest eine dielektrische Schicht (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Trägermaterial (13) abgewandten Seite zumindest einer Elektrode (10, 11) und/oder der dielektrischen Schicht (4) zumindest stellenweise zumindest eine zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuchtigkeitsabsorbierende und/oder gasdurchlässige und/oder gasab sorbierende Feuchteschicht (3) angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) in einer Querrichtung (Q1) zwischen dem Trägermaterial (13) und der Feuchteschicht (3) angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht (4) zu mindest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei ei ne Verarbeitungseinheit (5) dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist diese Än derung zu messen und/oder zu speichern, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht. - At least one capacitor (20) with at least two electrodes (10, 11) which, in particular in a horizontal direction (H1) along and on a, in particular flexible, carrier material (13) are arranged to one another, wherein between the electrodes ( 10, 11) at least one dielectric layer (4) is arranged, characterized in that at least one electrode (10, 11) and / or the dielectric layer (4) at least in places at least one at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer (3) is arranged, with the at least one electrode (10, 11) and / or the dielectric layer (4) in a transverse direction (Q1) between the carrier material (13) and the moisture layer (3) are arranged so that a capacitance is created by the moisture which at least partially hits the dielectric layer (4) t changed at least partially, with a processing unit (5) being set up and provided for measuring and / or storing this change, so that a capacitive humidity sensor is created.
2. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach An spruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) zusätzlich ein kapazitiver Drucksensor ist, wobei die Verarbei tungseinheit (5) zusätzlich dazu eingerichtet und dafür vorgesehen ist eine durch äußeren Druck verursachte Kapazitätsänderung des Kondensators (20) zu mes sen und/oder zu speichern. 2. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to claim 1, characterized in that the sensor (1) is also a capacitive pressure sensor, the processing unit (5) also being set up and provided for measuring and / or storing a change in capacitance of the capacitor (20) caused by external pressure.
3. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach An spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Trägermaterial (13) um einen Webstoff handelt, insbesondere in welchen elektrische Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des Sensors (1) und der Verarbeitungseinheit (5) eingewoben sind. 3. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier material (13) is a woven fabric, in particular in which electrical conductor tracks for making electrical contact with the sensor (1) and the processing unit ( 5) are woven in.
4. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach zumin dest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) auf das Trägermaterial (13) oder eine auf dem Trägermaterial (13) angeordnete, insbe sondere wasserundurchlässige Schicht (14), aufgedruckt oder mittels eine Dünn schichtverfahrens aufgebracht ist. 4. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one electrode (10, 11) and / or the dielectric layer (4) on the carrier material (13) or one on the carrier material ( 13) arranged, in particular special water-impermeable layer (14), printed on or applied by means of a thin-layer process.
5. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach An spruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchteschicht (3) den Kondensator (20) vollständig bedeckt. 5. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to claim 1, characterized in that the moisture layer (3) completely covers the capacitor (20).
6. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach An spruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) zumindest einen weiteren Kondensator (30) aufweist, welcher in der Querrichtung (Q1) über oder unter dem Kondensator (20) angeordnet und durch eine weitere wasserundurchlässige Schicht (15) beabstandet von dem Kondensator (20) auf oder unter dieser weiteren wasserundurchlässigen Schicht (15) angeordnet ist, sodass ein Kondensatorstack entsteht. 6. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to claim 1, characterized in that the sensor (1) has at least one further capacitor (30) which is arranged in the transverse direction (Q1) above or below the capacitor (20) and through a further water-impermeable layer (15) is arranged at a distance from the capacitor (20) on or under this further water-impermeable layer (15), so that a capacitor stack is formed.
7. Ablagevorrichtung, insbesondere Matratzensensorvorrichtung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserundurchlässige Schicht (14) und/oder die weitere wasserundurchlässi ge Schicht (15) die dielektrische Schicht (4) zumindest teilweise bilden. 7. Storage device, in particular mattress sensor device (100) according to the preceding claim, characterized in that the water-impermeable layer (14) and / or the further water-impermeable layer (15) at least partially form the dielectric layer (4).
8. Verfahren (200) zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtigkeit umfassend zunächst einen ersten Schritt mittels welchem 8. The method (200) for measuring pressure, gas and / or moisture comprising initially a first step by means of which
- zumindest einen Sensor (1) zur Messung von Druck, Gas und/oder Feuchtig keit bereitgestellt wird, wobei der Sensor (1) - At least one sensor (1) for measuring pressure, gas and / or humidity is provided, the sensor (1)
- zumindest einen Kondensator (20) mit zumindest zwei Elektroden (10, 11), welche, insbesondere in einer horizontalen Richtung (H1 ) entlang eines und auf einem, insbesondere flexiblem, Trägermaterial (13) zueinander angeord net sind, wobei zwischen den Elektroden (10, 11) zumindest eine dielektrische Schicht (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer dem Trägermaterial (13) abgewandten Seite zumindest einer Elekt rode (10, 11) und/oder der dielektrischen Schicht (4) zumindest stellenweise, zumindest eine, zumindest teilweise feuchtigkeitsdurchlässige und/oder feuch tigkeitsabsorbierende und/oder gasdurchlässige und/oder gasabsorbierende Feuchteschicht (3) angeordnet ist, wobei somit die zumindest eine Elektrode (10, 11) und/oder die dielektrische Schicht (4) in einer Querrichtung (Q1) zwi schen dem Trägermaterial (2) und der Feuchteschicht (3) angeordnet sind, sodass sich eine Kapazität durch die auf die dielektrische Schicht (4) zumin dest teilweise treffende Feuchtigkeit zumindest teilweise verändert, wobei eine Verarbeitungseinheit (4) diese Änderung misst und/oder speichert, sodass ein kapazitiver Feuchtesensor entsteht. - At least one capacitor (20) with at least two electrodes (10, 11) which, in particular in a horizontal direction (H1) along and on a, in particular flexible, carrier material (13) are arranged to one another, wherein between the electrodes ( 10, 11) at least one dielectric layer (4) is arranged, characterized in that on a side facing away from the carrier material (13) at least one electrode (10, 11) and / or the dielectric layer (4) at least in places, at least one , at least partially moisture-permeable and / or moisture-absorbing and / or gas-permeable and / or gas-absorbing moisture layer (3) is arranged, with the at least one electrode (10, 11) and / or the dielectric layer (4) in a transverse direction (Q1) are arranged between the carrier material (2) and the moisture layer (3), so that a capacitance is created by the moisture at least partially hitting the dielectric layer (4) at least partially, a processing unit (4) measuring and / or storing this change so that a capacitive humidity sensor is created.
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