Feuchte- und Temperaturmessung Monolithischer Sensor für Messung von Feuchte und Temperatur

Erstmals ist es gelungen, einen echten monolithischen Feuchte/Temperatur-Sensor herzustellen. Das besondere dabei ist, dass sich auf ein und dem selben dünnen Glassubstrat sowohl der Temperatursensor, als auch direkt darüber der Feuchtesensor befinden.

Anbieter zum Thema

E+E Elektronik GmbH

TURCK GmbH

Process Sensing Technologies PST GmbH

Herkömmliche Feuchte/Temperatur-Kombisensoren bestanden bisher immer aus zwei zusammengeklebten Substraten mit jeweils einem Sensor. Dadurch ergaben sich aber einige praktische und messtechnische Probleme. Zum Beispiel, dass sich die beiden Substrate nach einiger Zeit voneinander lösen und dadurch die für die Messgenauigkeit wichtige thermische Kopplung der beiden Elemente verloren geht.

Der neue HMC01-Sensor von E+E Elektronik kombiniert nun durch seinen echten monolithischen Aufbau die Eigenschaften der hochwertigen kapazitiven Feuchtesensoren, mit einer zusätzlichen Temperatursensorfunktion auf einem Substrat.

Der Sensor ist somit für die stabile und genaue Feuchte- und Temperaturmessung in anspruchsvollen Industrieanwendungen konzipiert. Durch den monolithischen Aufbau erreicht man eine gute thermische Kopplung zwischen Feuchte- und Temperaturelement, wodurch genaueste Messungen bei moderaten bis hin zu hohen Feuchten ermöglicht werden.

Keine Belastung durch Hochfeuchte

Speziell für die Messung unter dauerhaft hoher Feuchte mit Betauungsgefahr kann der Sensor zur Vermeidung von Hochfeuchtedrift in einem geregelten Heizmodus betrieben werden. Hierbei wird der Temperatursensor als Heizelement verwendet und derart geregelt, dass die lokale relative Feuchte am Sensor konstant bei 76 Prozent liegt. Der Sensor erfährt also lokal keine Hochfeuchtebelastung.

Mit dem HMC01 lässt sich die lokale Sensortemperatur exakt bestimmen, wodurch man direkt eine genaue Taupunkttemperatur berechnen kann. Bestimmt man mit einem zusätzlichen externen Temperatursensor die Umgebungstemperatur, so lässt sich die relative Feuchte ermitteln. Die Messung unter Hochfeuchtebedingungen wird dadurch noch genauer.

Da Betauung am Sensorelement vermieden wird, ist eine zuverlässige und kontinuierliche Messung möglich. Grundlage hierfür ist das Design des HMC01, das eine optimale Temperaturhomogenität der aktiven Sensorfläche gewährleistet.

Selbstreinigung

Der Temperatursensor kann auch dazu verwendet werden, den Feuchtesensor in regelmäßigen Abständen auf hohe Temperaturen aufzuheizen und damit zu regenerieren. Diese Funktion hat Vorteile bei beanspruchenden Anwendungen in industriellen Prozessen, bei denen hohe Konzentrationen an Chemikalien, Lösungsmitteln oder Reinigungsmittel zugegen sind. Durch das Aufheizen werden Fremdmoleküle ausgetrieben und der Feuchtesensor wird sozusagen gereinigt. Ein Messwertdrift wird dadurch behoben. Der Feuchtesensor kehrt in seine Ausgangskalibration zurück und liefert rasch wieder exakte Messwerte.

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