[发明专利]湿度传感器

说明书

本发明涉及根据权利要求1的主要条款的可以电容性地测量含在一种材料，主要是疏松产品，中的水分的湿度传感器。

这种类型的湿度传感器已在专利文献DE3612282中公开，其功能是测量一种沿导流板流动的疏松产品的湿度，这种疏松产品预先已通过下落在导流板上被均化，以便使其密度可以再现并始终保持            一致。被相应应用的湿度传感器被装在一个带有一个封口板的塑料盒内，安装在导流板上，使得导流板滑动面的平面与封口板平齐。在封口板背向疏松产品的那一侧，有一个其电容器两极是由两个同心线圈构成的杂散场电容器。在将一个电压加在这两个线圈上时，在这两个线圈之间就形成一个贯穿封口板并贯穿在这个封口板上流过的疏松产品的杂散电场。这种效应就是该疏松产品相对于这些杂散电场充当其介电常数基本上取决于疏松产品的湿度的介电体。由于该杂散场电容器的外形条件保持不变，因此可以假定湿度的变化大致正比于杂散电场的电容器的电容的变化。

在将所述的杂散场电容器与一个作为分压器的固定电容器相连接的条件下，可对利用这种类型的湿度传感器中的这些电容量的变化进行分析，上述的分压器由一个高频AC源为其供电。这样，一个与湿度相关的高频电压存在于该杂散场电容器中，并且可以用电子学方法加以再处理。再处理是由一个经由一条连接导线与湿度传感器相连的中心分析器完成的。

业已发现，特别是在可运输的混凝土的生产中使用上述湿度传感器是很有用的的。因为混凝土的质量也明确地取决于遵守水/混凝土比值范围，而这个比值范围只有在添加剂的湿度被考虑在内的时候才可以可靠地加以确定。由于单个的湿度传感器的不准确性会由于相互之间的影响而增长，使得在检测若干添加剂的时候对于所使用的湿度传感器的测量精度和灵敏度提出了特别高的要求。业已发现，在这些情况下，已知的那些湿度传感器的精度和灵敏度并不适用于高质量的可运输的混凝土的生产。若干湿度传感器的并联运行中的另一个问题也由于中心分析器不再能分析数量增加了的数据而出现了。此外，替换并联运行混合系统中的单个湿度传感器是非常费力的，这是由于为了校正单个的湿度传感器不得不中断该系统的全部混合功能。

因此，本发明的目的在于制造一种在开头所述的那种类型的湿度传感器，该湿度传感器满足对于并联混合功能的精度、灵敏度、互换性和数据处理的要求。

基于这种类型的湿度传感器，本发明的一个解决办法是将杂散场电容器的至少一个极作为导电层加在封口板背向所述的材料或疏松产品的那一侧上。本发明的解决办法是基于这样一个事实，即由于在封口板的背面上涂敷有薄薄的涂层，所以可以在这些涂层之间垂直于封口板的平面上形成强有力的电场。通过与由线圈构成的杂散场电容器比较，这意味着可以产生数量极多的强大的、有用的信号，这使得整个传感器具有较高的灵敏度和较高的精度。

封口板用耐磨陶瓷板制成，最好是由氧化铝构成的，是很实用的。这样做的优点是与塑料封口板相比可以显著地延长使用寿命，原因在于添加剂通常是硬度很高的磨料。

本发明的优选的技术规格形式是导电层由用蒸汽沉积法沉积在封口板上的金属构成。这使得电容器极板与疏松产品有更紧密的接触，这样就产生了性能更为良好的介电涂层。在试验中业已发现，涂层厚度应该在0.01-0.1mm之间，而封口板的厚度应该为几毫米。

按照本发明的另一种结构，设想杂散场电容器的第二极与外壳或导流板的电位连接。为此必须仅设想一个极作为封口板上的导电涂层，结果简化了它的制造工艺。此外，对于导流板和外壳的电位来说该导电层起极点作用，这是因为导流板/外壳充当实际上尺寸无限大的一个极。在试验中业已发现，极大的杂散电场可以用一个环形金属涂层构成，该涂层的边缘相对于相邻导流板具有几毫米的距离。

然而，电容器极板的另外一种好的结构包括这样一种方案，按照这种方案，电容器的两个极板是用蒸气沉积法沉积到封口板上的。在这种情况下，所述的两极可以很理想地彼此相对排列成梳形或甚    至条形。

根据本发明的另一个理想的结构形式，为了有效地保护湿度传感器抵抗环境的影响，外壳由不锈钢构成。外壳可以很实用地由一种圆筒形延长体构成，该圆筒形延长体的端部被封口板封闭并且由一个法兰支撑。该法兰可以用平行于圆筒形延长体的中心线的螺丝钉连接到导流板上，安装法兰要考虑到用垫将封口板调节得与导流板的滑动面平齐。使用夹持环代替法兰也可以实现相对于导流板特别简单和有效地调节外壳。在这样一种情况下，夹持环可以很实用地带有一个径向缝隙，并且可以借助于一个垂直于该缝隙的夹持螺栓被夹紧，将它安装到外壳上。