SCHIEWE DETLEV (DE)
SPANNUTH OLAF (DE)
VOLKSWAGEN AG (DE)
DE102012007551A1 | 2012-11-08 | |||
DE3744233A1 | 1989-03-16 | |||
DE19524943A1 | 1997-01-09 |
Patentansprüche 1. ) Meßwertänderungserfassungsvorrichtung zur Erfassung von Meßwertänderungen an einem Einsatzort (4), aufweisend mindestens ein elektrisch leitendes Element (1), dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Element (1) bezüglich der die Meßwertänderungen erfassende oder zumindest die Meßwertänderungen übertragende Eigenschaften intrinsischen Eigenschaften des elektrisch leitenden Elementes (1) am Einsatzort (4) herstellend konfiguriert ist, wobei das elektrisch leitende Element (1) direkt verbunden ist mit dem Einsatzort und daher die Konfiguration des elektrisch leitenden Elementes (1) abhängig ist von der Konfiguration des Einsatzortes (4) . 2. ) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfiguration mittels Aufbringen am Einsatzort (4) realisiert ist. 3. ) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen mittels Sprühen, Pinseln, Malen, Lackieren, Kleben oder Streichen realisiert ist. 4. ) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Meßwertänderungen um Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit handelt. 5. ) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der herstellenden Konfigurierung um das Herstellen von elektrisch leitfähigen Bereichen handelt. 6. ) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den elektrisch leitfähigen Bereichen um streifenförmige Bereiche handelt. 7. ) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Element einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ohm x m bis 10 Megaohm x m aufweist. 8. ) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der am Einsatzort (4) hergestellten Konfiguration der elektrische Widerstand des elektrischen Elementes (1) im Bereich von 0,1 Ohm bis 10 Megaohm liegt. 9. ) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim elektrisch leitenden Element (1) um einen Lack handelt. 10. )Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lack mindestens ein elektrisch leitfähiges Material zugesetzt ist. 11. ) Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem zugesetzten Material um Graphit oder Metall handelt. 12. )Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Metall um Aluminium oder Kupfer handelt. 13. )Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese derart ausgebildet ist, daß bei Anwesenheit von Wasser an der Vorrichtung eine Veränderung eines von der Vorrichtung erfassten elektrischen Widerstandes gemessen wird oder meßbar ist. 14. )Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens zwei örtlich voneinander beabstandete elektrische Elemente (1) aufweist. 15. )Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß diese mindestens ein Element aufweist aus der Gruppe: RFID Tag, CAN-BUS Chip, A-RFID (2), passiver RFID, Kabel, USB-Adapter, Meßpunkt, Leiterbahn (3), Batterie, Stromquelle. 16. )Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es sich beim Lack um ein Alkydharz enthaltenden bis bestehenden Lack handelt. 17. )Verfahren zum Erfassen von Meßwertänderungen an einem Einsatzort, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 verwendet wird. 18. )Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für die Feuchtesensorik, als Diebstahlschutz, als Füllstandsanzeige, als Auslaufschutz, als Alarmsensorik, als Feuchtigkeitsalarm und zur Feuchtigkeitsmessung. 19. )Verwendung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die diese angewendet wird in Kfz, Lkw, Zweirad, Flugzeug, schienengebundenes Fahrzeug, Schiff, Gebäude, Bekleidung, Behälter, Schlauch, Zaun, Gehäuse, Holz, Batterie. |
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung von Meßwertänderungen an einem Einsatzort, aufweisend mindestens ein elektrisch leitendes Element.
Insbesondere in der Automobilbranche werden insbesondere zur Erfassung von Feuchtigkeit bzw. Wasser im Fußraum eines Automobiles verschiedene
Konzepte realisiert, die mit hohem Installationsarbeitsaufwand am Einsatzort (hier: Fußraum) und somit auch mit hohen Kosten verbunden sind. Eine häufige Ausführungsform ist die, daß Leitungskordeln, also zwei geflochtene,
abisolierte Kabel - meistens aus Kupfer oder Aluminium - mit einem Isolator - häufig aus Papier - in einer bestimmten Länge - üblicherweise im Bereich von 80 cm bis 150 cm - im Fußraum eines Automobiles unter den Teppich und der Dämmung direkt auf die Karosserie verlegt werden. Tritt nach einem
Aufenthalt in einer Waschkabine oder anderen Fahrten Wasser in die
Karosserie ein, so saugt sich das Papier mit Wasser voll und verbindet elektrisch die beiden Leiter -also die beiden Kabel - miteinander, so daß die Isolierung zwischen den Leitern nicht mehr gegeben ist und somit der dann relativ niedrige ohmsche Widerstand entweder über ein anzuschließendes Meßgerät gemessen werden kann oder aber über eine Bestromung (meistens eine Batterie) und eine entsprechende elektronische oder elektrische
Auswerteeinheit beispielsweise in Form eines A-RFID (aktiver
Radiofrequenzidentifikationssender) diese Widerstandsänderung an einen Empfänger sendet, um somit eine Art Alarm auszulösen. Dies ist insbesondere relevant vor Auslieferung eines Fahrzeugs. Da sämtliche Kabel händisch verlegt und eingeklebt werden, wird hierzu eine hohe Arbeitszeit benötigt (die sogenannte F-Zeit), was zu hohen Kosten führt.
Ein anderes Verfahren ist das sogenannte Stechen, bei dem Metallstäbe durch die Bedeckung des Fußraums eines Autos, insbesondere durch einen Teppich eines Autos, gestochen werden, um dann den ohmschen Widerstand zu messen und eine entsprechende Auswertung vorzunehmen. Hierbei wird systembedingt der Teppich des Fahrzeugs beschädigt, was selbstredend nicht erwünscht ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur
Erfassung von Meßwertänderungen an einem Einsatzort, aufweisend ein
BESTÄTIGUNGSKOPIE elektrisches Element, bereitzustellen, die preisgünstig und ohne
Beschädigungen am Einsatzort realisierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 17 und eine Verwendung nach Anspruch 18.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung zur Erfassung von Meßwertänderungen an einem Einsatzort, aufweisend mindestens ein elektrisch leitendes Element - beispielsweise und insbesondere eine Leiterbahn -, wobei das elektrisch leitende Element bezüglich der die Meßwertänderungen - beispielsweise und insbesondere der Ohmsche
Widerstand - erfassende oder zumindest die Meßwertänderungen
übertragende Eigenschaften intrinsischen Eigenschaften - also die elektrische Leitfähigkeit - des elektrisch leitenden Elementes am Einsatzort herstellend konfiguriert ist; d.h., daß am Einsatzort - beispielsweise und insbesondere an einer Autokarosserie - das elektrisch leitende Element sowohl hergestellt - also am Einsatzort überhaupt appliziert wird - als auch konfiguriert - also am Einsatzort hinsichtlich seiner räumlichen bzw. flächigen Erstreckung - wird. Im Gegensatz zur Verlegung eines konventionellen Kabels, das ja bereits
hergestellt ist, handelt es sich hierbei um eine gleichzeitige Herstellung und Konfiguration. Darüber hinaus unterscheidet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung von konventionellen mit Leitpasten bedruckten Platinen dadurch, daß diese nicht Teil des Einsatzortes sind, sondern lediglich am Einsatzort bereitgestellt werden können. Die räumliche Konfiguration der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die räumliche Erstreckung des Einsatzortes selbst vorgegeben. Dies stellt einen erheblichen Unterschied zu den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen dar. Auf diese Art und Weise ist es möglich, sowohl schwierige Konfigurationsverhältnisse des Einsatzortes zu berücksichtigen und andereseits dies ausgesprochen
kostengünstig zu realisieren. Dies gilt beispielsweise und insbesondere für die Feuchteerfassung in Automobilen: Bei einer sprühenden Applikation von einem elektrisch leitfähigen Lack/Farbe in den Fußraum eines Autos zur Erzeugung von zwei und räumlich zueinander beabstandeten Leiterbahnen werden diese mit einem A-FID (also einem aktiven Radiofrequenzidentifikationssender und von einer Batterie bestromt) und einer Meß- und Auswerteeinheit,
beispielsweise und insbesondere einer mit einem A/D-Wandler verbundene Elektronik, verbunden. Im Normalzustand liegt ein relativ hoher ohmscher Widerstand im Bereich von einigen Megaohm vor. Bei Eindringen von Wasser werden die beiden Leiterbahnen elektrisch miteinander verbunden, so daß der ohmsche Widerstand üblicherweise auf einige Kiloohm sinkt. Bei Bruch einer Leiterbahn steigt der Widerstand an. An den tieferen Widerstandswerten kann nicht nur ein Wassereinbruch erkannt werden sondern sogar, wo der
Kurzschluß stattfand.
Zunächst ist es von Vorteil, wenn die Konfiguration mittels Aufbringen am Einsatzort realisiert ist, beispielsweise und insbesondere, wenn das Aufbringen mittels Sprühen, Pinseln, Malen, Lackieren, Kleben oder Streichen realisiert ist, da sich diese Applikationsmöglichkeiten als schnell und sicher durchführbar erwiesen haben.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn es sich bei den Meßwertänderungen um Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit handelt, da sich diese
Meßwertänderungen in der Praxis als sehr relevant herausgestellt haben.
Daher ist es auch vorteilhaft, wenn es sich bei der herstellenden Konfigurierung um das Herstellen von elektrisch leitfähigen Bereichen handelt.
In diesem Kontext ist es auch von Vorteil, wenn es sich bei den elektrisch leitfähigen Bereichen um streifenförmige Bereiche handelt.
Es hat sich in der Praxis als relevant und damit von Vorteil erwiesen, wenn das elektrisch leitende Element einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ohm x m bis 10 Megaohm x m aufweist und/oder wenn in der am Einsatzort hergestellten Konfiguration der elektrische Widerstand des elektrischen Elementes im
Bereich von 0,1 Ohm bis 10 Megaohm liegt.
Darüber hinaus hat es sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, wenn es sich beim elektrisch leitenden Element um einen Lack handelt.
Zur Erhöhung der spezifischen Leitfähigkeit eines Lackes kann diesem
vorteilhafterweise mindestens ein elektrisch leitfähiges Material zugesetzt sein, insbesondere, wenn es sich bei dem zugesetzten Material um Graphit, Metall, insbesondere Aluminium oder Kupfer, handelt.
Hinsichtlich der Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich bewährt, wenn diese derart ausgebildet ist, daß bei Anwesenheit von Wasser an der Vorrichtung eine Veränderung eines von der Vorrichtung erfassten elektrischen Widerstandes gemessen wird oder meßbar ist, insbesondere, wenn diese mindestens zwei örtlich voneinander beabstandete elektrische Elemente aufweist.
In diesem Zusammenhang ist es praxiserprobt und somit zuverlässig in der Applikation, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens ein Element aufweist aus der Gruppe: RFID Tag, CAN-BUS Chip, A-RFID, passiver RFID, Kabel, USB-Adapter, Meßpunkt, Leiterbahn, Batterie, Stromquelle.
In der Praxis hat es sich bewährt, wenn es sich beim Lack um ein Alkydharz handelt.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Erfassen von Meßwertänderungen an einem Einsatzort beansprucht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine
erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wird.
Schließlich ist ebenso beansprucht die Verwendung für die Feuchtesensorik, als Diebstahlschutz, als Füllstandsanzeige, als Auslaufschutz, als Alarmsensorik, als Feuchtigkeitsalarm und zur Feuchtigkeitsmessung, insbesondere, wenn eine Anwendung stattfindet in Kfz, Lkw, Zweirad, Flugzeug, schienengebundenes Fahrzeug, Schiff, Gebäude, Bekleidung, Behälter, Schlauch, Zaun, Gehäuse, Holz, Batterie.
Die Erfindung wird nicht beschränkend anhand des nachfolgenden Beispieles näher erläutert.
Es zeigt:
Figur 1 - eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung.
In Figur 1 ist skizzenhaft und perspektivisch ein Ausschnitt eines
Fahrzeugunterbodens abgebildet, wobei am Fahrzeugboden selbst im Bereich vorne-rechts, vorne-links, hinten-rechts und hinten-links jeweils ein
Leiterbahnenpaar, bestehend aus einem leitfähigen Lack, direkt auf den
Fahrzeugboden aufgesprüht worden ist. Die einzelnen Leiterbahnen sind an einem Ende elektrisch miteinander verbunden, nämlich mit einer weiteren Leiterbahn des leitfähigen Lackes; anders formuliert: es wird beim Aufsprühen eine Leiterbahn des elektrisch leitfähigen Lackes auf dem Fahrzeugboden aufgebracht, wobei der Verlauf derart ausgestaltet ist, daß zwei Leiterbahnen sich gegenüberliegend verlaufen und an einem längsachsialen Ende mit einem quasi senkrecht zum Verlauf der beiden sich gegenüberliegenden Leiterbahnen verlaufenden kurzen Leiterbahnstück elektrisch verbunden sind.
Der ohmsche Widerstand zwischen den beiden Leiterbahnen beträgt im das kurze Leiterbahnstück nicht verletzten Zustand ca. 10 Megaohm. Kommt es zu einer Verletzung, steigt der elektrische Widerstand auf ca. 50 Megaohm.
Kommt es jedoch zu einem Feuchtigkeitsleck und somit zu einer Benetzung der beiden Leiterbahnen, so sinkt der ohmsche Widerstand auf ca. 100 Kiloohm, so daß dieser von einer elektronischen Auswerteeinheit ermittelte Wert mittels eines aktiven RFIDs an einen Empfänger übermittelt wird, um sofort zu erkennen, ob Feuchtigkeit auf dem / in dem Fahrzeugboden vorliegt oder nicht. Der aktive RFID wird mittels einer nicht gezeigten Batterie elektrisch gespeist.
Durch das sehr zeitsparende und handwerklich recht einfache Aufsprühen des elektrisch leitfähigen Lackes wird in monetärer Hinsicht sehr viel eingespart.
Beim elektrisch leitfähigen Lack handelt es sich um den witterungsstabilen Kunstharzklarlack Yachtline SKE 0000, farblos, der Firma Wilckens GmbH, Deutschland, der aus einem Alkydharz mit anorganischen Füllstoffen und entaromatisiertem Testbenzin besteht. Zu diesem Kunstharzlack werden auf 100g ca. 5 g Nanopartikel an Graphit dazugegeben, um die notwendige elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten.
Alternativ hierzu kann auch der Acrylharzlack Kontakt Chemie Graphit 33 der Firma CRC Industrie Deutschland GmbH, Iffezheim, Deutschland, verwendet werden, bei dem es sich um einen Acrylharzlack mit elektrisch leitfähigem Graphitpulver handelt.
In dieser quasi schon vorkonfektionierten Form wird dieser Lack direkt auf die Innenoberseite des Fahzeugbodens aufgesprüht. Auf diese Art und Weise kann erstmalig sehr schnell und daher auch kostensparend eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrichtung am Einsatzort erstellt und angebracht werden, wobei die räumlichen spezifischen Gegebenheiten des Fahrzeugbodens - und somit auch seine Konfiguration - den entsprechenden räumlichen
Gegebenheiten - also der Konfiguration des elektrischen Elementes der erfindungsgemäßen Vorrichtung - entsprechen, und umgekehrt.