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Die
Erfindung betrifft eine Überwachungselektrode
für eine
kapazitive Überwachungseinrichtung
mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Überwachungselektroden
werden in kapazitive Überwachungseinrichtungen
zum Aufbau eines elektrischen Feldes verwendet. In dieses elektrische Feld
wird ein zu überwachender
Gegenstand eingefügt.
Die Überwachungselektroden
sind in den Überwachungseinrichtungen
unmittelbar oder mittels eines Übertragers
an einen Oszillator angeschlossen. Ein Eindringen in das elektrische
Feld bzw. ein Annähern
an den zu überwachenden
Gegenstand führt
zu einer Kapazitätsänderung
des elektrischen Feldes und damit zu einer Änderung der Frequenz des Oszillators.
Diese Frequenzänderung
wird von entsprechender Auswerteelektronik erfasst und anschließend zu
einem Alarm weiterverarbeitet.
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Üblicherweise
wird bei kapazitiven Überwachungseinrichtungen
einem zu überwachenden
Gegenstand zumindest eine Überwachungselektrode zugeordnet,
die als Flächenelektrode
aus einem Blech oder einer metallischen Folie ausgebildet ist. Mit
diesen Überwachungselektroden
kann nicht nur eine durch Annäherung
an eine elektrisch leitende Vorderseite verursachte Kapazitätsänderung,
sondern auch eine durch Annäherung
an eine elektrisch leitende Rückseite
der Überwachungselektrode
verursachte Kapazitätsänderung
erfasst werden. Insbesondere bei wandnahen zu überwachenden Objekten, wie
beispielsweise Gemälden,
ist es oftmals nur erforderlich, den von der Wand begrenzten Bereich vor
dem Objekt zu überwachen,
während
eine Überwa chung
der von dem Objekt abgewandten Wandseite nicht wünschenswert ist. In diesen
Fällen
ist es üblich,
die Überwachungselektrode
mit einer zusätzlichen
Elektrode an ihrer dem zu überwachenden
Objekt abgewandten Seite abzuschirmen. Diese Abschirmelektrode ist
an der von dem Überwachungsobjekt
abgewandten Seite der Überwachungselektrode
beabstandet angeordnet. Dabei beträgt der Abstand zwischen Überwachungselektrode
und Abschirmelektrode vorzugsweise zwischen 3 und 100 mm, wobei
die Überwachungselektrode
und die Abschirmelektrode über
elektrisch nicht leitende Bauteile miteinander verbunden sind. Die
Abschirmelektrode ist zur Abschirmung auf Erdpotential gelegt.
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Insbesondere
bei der Überwachung
von wandnahen Objekten, wie beispielsweise Gemälden, hat es sich als nachteilig
herausgestellt, dass sich in den teilweise engen Zwischenräumen zwischen Wand
und Elektrode, oder gegebenenfalls zwischen einer Abschirmelektrode
und einer Überwachungselektrode
sowie zwischen Überwachungselektrode und
dem zu überwachenden
Objekt ein Mikroklima ausbilden kann, welches von den ansonsten
herrschenden klimatischen Bedingungen erheblich abweichen kann.
So kann die Luftfeuchtigkeit in diesen Zwischenräumen gegenüber der Umgebung deutlich erhöht sein.
Eine erhöhte
Luftfeuchtigkeit oder Schwitzwasser insbesondere in dem Zwischenraum zwischen
einer Überwachungselektrode
und dem zu überwachenden
Objekt, d.h. in unmittelbarer Nähe dieses
Objektes, können
bei Gemälden
oder anderen feuchtigkeitsempfindlichen Objekten zu Schäden führen.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine gattungsgemäße Überwachungselektrode
derart auszubilden, dass die Auswirkungen des oben beschriebenen
Mikroklimas verringert werden und günstigstenfalls die Bildung
eines solchen Mikroklimas verhindert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Überwachungselektrode
mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Grundgedanke
der Erfindung ist es, eine Überwachungselektrode
für eine
kapazitive Überwachungseinrichtung
so auszugestalten, dass sie einerseits die für Überwachungselektroden vorteilhaften Eigenschaften
einer Flächen-
bzw. Plattenelektrode mit einer im Wesentlichen ununterbrochenen
elektrisch leitenden Oberfläche
aufweist, daneben aber keine Barriere für die Luftfeuchtigkeit darstellt,
d. h. dass die erfindungsgemäße Überwachungselektrode dampfdurchlässig ist.
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Hierzu
ist die erfindungsgemäße Überwachungselektrode
textil ausgebildet, wobei unter einer textilen Ausbildung im Sinne
der Erfindung eine solche Ausgestaltung der Überwachungselektrode zu verstehen
ist, bei welcher die Überwachungselektrode
zumindest einen flächigen,
typischerweise biegeschlaffen Bereich aufweist, der aus Fasern oder
Fäden mit
geordneter oder ungeordneter Faser- bzw. Fadenausrichtung ausgebildet
ist. Die verwendeten Fasern oder Fäden sind zumindest oberflächlich elektrisch
leitend ausgebildet und so angeordnet, dass sie makroskopisch betrachtet
eine geschlossene elektrisch leitende Oberfläche bilden, mikroskopisch aber
Poren aufweisen, die gas- bzw. wasserdampfdurchlässig sind. Vorteilhaft kann
sich aufgrund dieser Ausgestaltung in den an die Überwachungselektrode
angrenzenden engen Zwischenräumen
kein von der Umgebung abweichendes Mikroklima ausbilden, da die
Wasserdampfdurchlässigkeit der
Elektrode einen Wasseraustausch mit der übrigen Umgebung der Überwachungselektrode
ermöglicht.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Überwachungselektrode
ist diese von einem elektrisch leitenden Gewebe gebildet. D. h.,
dass die Überwachungselektrode
als ein flächenförmiges Textil
ausgebildet ist, welches aus gekreuzten Fadensystemen besteht. Die
Gewebeart bzw. das Gewebemuster sind grundsätzlich frei wählbar, zweckmäßigerweise
aber so gewählt,
dass sich eine im Wesentlichen ununterbrochene Fläche des
Gewebes ergibt, die im ausreichenden Maße wasserdampfdurchlässig und
elektrisch leitend ist.
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Die
erfindungsgemäße Überwachungselektrode
kann auch als ein Geflecht aus zwei sich kreuzenden Fadensystemen
ausgebildet sein, deren Kreuzungswinkel von 90° abweicht. Auch ist es möglich, die Überwachungselektrode
als ein einfadiges Gewirke auszubilden.
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Besonders
bevorzugt wird die erfindungsgemäße Überwachungselektrode
allerdings von einem elektrisch leitenden Vlies gebildet. Dementsprechend besteht
die Überwachungselektrode
bei dieser Ausgestaltung aus einer Vielzahl ungeordneter Fasern ohne
eine bevorzugte Faserausrichtung, wobei die Vielzahl von Fasern
so bearbeitet wird, dass sie einen flächigen Verbund mit wasserdampfdurchlässigen Poren
bilden.
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Zweckmäßigerweise
bilden mehrere Fasern oder Fäden,
die zumindest eine elektrisch leitende Oberfläche aufweisen, die Überwachungselektrode. So
ist es beispielsweise möglich,
Kunststofffasern zu verwenden, bei denen mittels der bekannten Verfahren
der Dünnschichttechnologie,
bevorzugt mittels Sputtering, eine elektrisch leitende metallische
Oberflächenbeschichtung
aufgetragen worden ist. Diese dann elektrisch leitenden Fasern bzw.
Fäden können zu
einem elektrisch leitenden flächenförmigen Textil weiterverarbeitet
werden.
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Weiter
vorteilhaft können
auch mehrere Metallfasern die Überwachungselektrode
bilden. Der Durchmesser dieser Metallfasern bzw. Metallfäden ist
günstig
so gewählt,
dass sich die Metallfasern oder -fäden zu einem der oben beschriebenen
Textile verarbeiten lassen.
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Wenn
die textil ausgebildete Überwachungselektrode
biegeschlaff ist, wie dies bei textilen Stoffen typischerweise der
Fall ist, dann ist diese zweckmäßigerweise
auf einem Träger
angeordnet. Dieser Träger
bildet vorteilhaft eine starre, wasserdampfdurchlässige Struktur,
auf welcher sich die Überwachungselektrode
abstützen
kann.
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Bevorzugt
ist die erfindungsgemäße Überwachungselektrode
als ein Laminat auf einer Pappe angeordnet. Die Pappe bildet den
Träger,
auf dem sich die textil ausgebildete Überwachungselektrode abstützen kann.
Die Pappe sollte in ausreichendem Maße wasserdampfdurchlässig sein
und kann eine Fläche
der Überwachungselektrode
vollständig überdecken.
Bei entsprechender Steifigkeit kann die Pappe aber auch als Gitter-
oder Rahmenstruktur ausgebildet sein und so einen ungehinderten
Wasseraustausch durch die Überwachungselektrode
gewährleisten.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Überwachungselektrode
mit einem wasserdampfdurchlässigen
Klebemittel auf der Pappe aufgeklebt.
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Die
erfindungsgemäße Überwachungselektrode
ist Bestandteil einer kapazitiven Überwachungseinrichtung, wie
sie ansonsten beispielsweise aus
DE 10 2004 009 162 A1 bekannt ist. In der Überwachungseinrichtung
gemäß der Erfindung
ist zumindest eine Überwachungselektrode
entweder unmittelbar oder vorzugsweise mittels eines Übertragers mit
einem Oszillator verbunden. Dem Oszillator ist eine Auswerteeinrichtung
nachgeschaltet. Im Betrieb der Überwachungseinrichtung
wird mit der Überwachungselektrode
ein elektrisches Feld aufgebaut. Der zu überwachende Gegenstand wird
im Wirkungsbereich dieses elektrischen Feldes angeordnet. Eine Annäherung an
diesen Gegenstand führt
zu einer Kapazitätsänderung
des elektrischen Feldes und damit zu einer – Änderung des typischerweise
im Resonanzbereich betriebenen Oszillators. Diese Änderung
der Frequenz wird von der Auswerteeinheit erfasst und beispielsweise
in einen Alarm umgewandelt. Wegen der Dampfdurchlässigkeit
der Überwachungselektrode
ist die Überwachungseinrichtung besonders
gut zur Überwachung
feuchtigkeitsempfindlicher, wandnah angeordneter Gegenstände, wie z.
B. Gemälden,
ausgebildet.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen kapazitiven Überwachungseinrichtung
ist die zumindest eine Überwachungselektrode
durch zumindest eine geerdete Elektrode abgeschirmt. Dies ist insbesondere
dann vorteilhaft, wenn die Überwachungsvorrichtung
zur Überwachung wandnaher
Objekte eingesetzt wird und lediglich der von der Wand begrenzte
Bereich vor dem Objekt überwacht
werden soll, während
die von dem Objekt abgewandte Wandseite nicht zu überwachen
ist. In diesem Fall fungiert die zumindest eine Elektrode, die an
Erdpotential gelegt ist, als Abschirmelektrode für die Überwachungselektrode, dergestalt,
dass lediglich an der von der Wand abgewandten Seite der Überwachungselektrode
ein kapazitives Überwachungsfeld
gegen Erde aufgebaut werden kann.
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Bei
der Überwachung
einer Wand sind die zumindest eine Überwachungselektrode und die
zumindest eine geerdete Elektrode vorteilhafterweise in der zu überwachenden
Wand angeordnet.
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Wie
die Flächenelektrode
ist auch die geerdete Elektrode zweckmäßigerweise flächig ausgebildet.
Dabei ist die geerdete Elektrode derart dimensioniert, dass die
Flächenmaße der geerdeten
Elektrode zumindest den Flächenmaßen der Überwachungselektrode
entsprechen.
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Bevorzugt
ist die zu erdende Elektrode größer als
die Überwachungselektrode
dimensioniert.
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Die
zu erdende Elektrode kann beispielsweise als ein elektrisch leitendes
Blech ausgebildet sein. Wegen der besseren Einbaubarkeit kann es
auch vorteilhaft sein, die zu erdende Elektrode gitterförmig auszubilden,
wobei die zu erdende Elektrode vorzugsweise als perforierte Aluminiumfolie
oder in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung als Kupfermaschengitter
ausgebildet ist.
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Eine
besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen kapazitiven Überwachungsvorrichtung
sieht eine von einem Schweißgitter,
vorzugsweise aus verzinktem Stahldraht, gebildete geerdete Elektrode
vor, die direkt auf einer unverputzten Wand angeordnet ist. Dabei
erstreckt sich das Schweißgitter
bevorzugt von einer Höhe
von 50 cm über
Oberkante Fußboden
bis zu einer Höhe
von 250 cm über
Oberkante Fußboden.
Das Schweißgitter wird
wie die übrige
Wand von einer Putzschicht überdeckt.
Dabei ermöglichen
die Ausgestaltung der geerdeten Elektrode als Schweißgitter
aufgrund dessen Maschen in weiten Teilen ein direktes Auftragen
des Putzes auf der unverputzten Wand und damit einhergehend ein
weitgehend unproblematisches Überdecken
der geerdeten Elektrode mit einer Putzschicht.
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Außenseitig
der Putzschicht ist eine Vielzahl von Überwachungselektroden angeordnet,
die vorzugsweise jeweils von einem elektrisch leitenden Vlies gebildet
werden. Diese Vliesteile, die die Überwachungselektroden bilden,
weisen bevorzugt eine Breite von etwa 50 cm auf und erstrecken sich
an der Wand von einer Höhe
von etwa 100 cm über
Oberkante-Fußboden
hin zu 200 cm oberhalb Oberkante-Fußboden. Jede dieser von den
Vliesteilen gebildeten Überwachungselektroden
ist jeweils mit einer eigenen Überwachungseinrichtung
leitungsverbunden.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung sieht
vor, dass die Überwachungselektroden
direkt auf einer Wand angeordnet sind, wobei sie beispielsweise
von einem an der Wand bzw. in unmittelbarer Wandnähe angeordneten Überwachungsgegenstand
verdeckt werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Überwachungselektroden von
einer Feinputzschicht überdeckt,
mit welcher bevorzugt die gesamte Wand verputzt ist, so dass die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung
bei dieser Ausgestaltung auch dann unsichtbar ist, wenn an der Wand
oder in unmittelbarer Wandnähe
keine zu überwachenden
Gegenstände
angeordnet sind. Letztgenannte Gegenstände sind bei dieser Ausgestaltung
derart anzuordnen, dass jede Überwachungselektrode
jeweils ein zu überwachender
Gegenstand zugeordnet werden kann.
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Zum
besseren Auftragen bzw. Befestigen der Feinputzschicht auf den Überwachungselektroden
weisen diese und/oder die Trägerkörper, auf
denen die Überwachungselektroden
angeordnet sein können,
in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung Befestigungsausnehmungen
auf. Auf diese Weise liegen innerhalb der Überwachungselektrode im Bereich
der Befestigungsausnehmungen Bereiche der unterhalb der Überwachungselektrode,
d.h. wandseitig angeordneten Putzschicht frei, die einen besonders
guten Haftgrund für
die oberhalb der Überwachungselektrode
aufzutragende Feinputzschicht bilden.
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Die
lichte Weite der Befestigungsausnehmungen beträgt dabei vorzugsweise 20 bis
70 mm, wobei vorteilhafterweise vier bis acht Befestigungsausnehmungen
pro Quadratmeter Überwachungselektrode
vorgesehen sind.