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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Zustands eines Messguts, insbesondere von Ölen oder Fetten, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei der Zubereitung von Lebensmitteln werden häufig Öle oder Fette verwendet. Unter einem Fett wird dabei insbesondere die feste Form eines Öls verstanden. Derartige Fette oder Öle werden häufig nicht nur einmalig, sondern beispielsweise in Friteusen über einen längeren Zeitraum zum aufeinanderfolgenden Garen von unterschiedlichen Lebensmitteln verwendet. Die Frittiertemperatur des Öls oder Fetts beträgt etwa 130°C bis 180°C. Bei solchen Temperaturen unterliegt das Fett oder Öl Alterungsprozessen, wie z. B. der Oxidation durch Luft-Sauerstoff. Auf diesem Wege entstehen zahlreiche chemische Zersetzungsprodukte, wie z.- B. Aldehyde, Ketone und Polymere, welche nicht nur eine geschmackliche Verschlechterung bewirken, sondern sich auch gesundheitsschädlich auswirken können.
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Daher ist es wesentlich, die entsprechenden Öle oder Fette, insbesondere Frittieröle oder Frittierfette, regelmäßig und rechtzeitig auszutauschen, wobei darauf geachtet werden sollte, dass die Öle oder Fette weder zu früh, d. h. während die Öle oder Fette noch in einwandfreiem Zustand sind, noch zu spät, d. h. nachdem die Öle oder Fette größtenteils zerstört wurden, ausgetauscht werden. Dazu werden zum Beispiel Vorrichtungen zum Messen des Zustands von Ölen oder Fetten eingesetzt, mit denen die Öle oder Fette auf ihre elektrischen Eigenschaften hin untersucht werden. Die elektrischen Eigenschaften, insbesondere die Dielektrizitätszahl der Öle oder Fette, stellen ein verlässliches Maß für den Zerstörungsgrad des Fetts oder des Öls dar.
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Die
DE 10 2004 016 955 A1 ,
DE 10 2004 016 957 A1 und
DE 10 2004 016 958 A1 offenbaren jeweils eine Vorrichtung zum Messen des Zustands von Ölen oder Fetten mit einem Gehäuse, einem daran befestigten hohlen Verbindungselement und einem am gegenüberliegenden Ende des Verbindungselements angebrachten Träger zur Aufnahme eines Sensors zur Messung einer elektrischen Eigenschaft des Messguts, wobei der Sensor über mindestens eine elektrische Leitung mit einer Auswerteelektronik in Verbindung steht, welche im Bereich des Gehäuses und/oder des am Gehäuse zugewandten Ende des Verbindungselements angeordnet ist. Der Träger kann mit dem Sensor in das Öl oder Fett eingetaucht werden und ist zur Bestimmung der Dielektrizitätszahl geeignet. Dabei kommt der Sensor direkt mit dem heißen Öl oder Fett in Verbindung und ist somit starken Belastungen ausgesetzt. Zum Schutz des Sensors vor Kontakt mit dem Boden oder den Wänden des Messgefäßes, in welchem das Öl oder Fett angeordnet ist, offenbaren die genannten Druckschriften ein U-förmiges Schutzmittel, welches als Umrandung des flachen Trägers ausgestaltet ist und somit den Sensor gegen Stöße schützt.
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Der U-förmige Bügel hat jedoch den Nachteil, dass der Fettsensor trotz des Bügels leicht beschädigt oder gebrochen werden kann und zudem das Messgut in den Zwischenraum zwischen Bügel und Träger eindringt, sodass er zumindest zur Reinigung entfernt werden muss.
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Die verwendeten Sensoren sind in der Regel als Kondensator, insbesondere als Interdigitalkondensator ausgebildet, der aus feinen ineinandergreifenden Golddrähten oder Goldbahnen, welche insbesondere aufgedruckt oder aufgedampft werden können, besteht. Diese weisen in der Regel eine vergleichsweise geringe mechanische Festigkeit auf. Mechanische Beanspruchung wie sie zum Beispiel beim Reinigen des Sensors durch Abreiben mit einem Papiertuch entsteht, kann die Dicke der Goldbahnen verändern. Zudem besteht das Problem, dass sich Öl- oder Fettreste zwischen die Strukturen einnisten können, welche zu einer Erhöhung der Grundkapazität des Sensors und somit zu einem falschen Messergebnis führen. Werden die Öl- oder Fettreste nicht entfernt, altern diese kontinuierlich, wodurch der Sensor zu einer kontinuierlichen Messwertveränderung neigt.
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Aus
US 6 469 521 B1 ist ein Verfahren zur Messung des Zustandes von Ölen oder Fetten bekannt, wobei eine keramische Platte ein Ende eines Sondenrohres abschließt, wobei das Sondenrohr in einem Winkel von ungefähr 45 Grad angeschnitten ist und die keramische Platte eine ovale Form hat.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Messen des Zustands eines Messguts, insbesondere von Ölen oder Fetten, bereitzustellen, welche eine erhöhte mechanische Stabilität aufweist und welche einfacher zu reinigen ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Messen des Zustands eines Messguts, insbesondere von Ölen oder Fetten, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist der Träger in einem zumindest die Rückseite und die Seitenflächen des Trägers abdeckenden Schutzgehäuse angeordnet, wobei der Sensor durch eine Frontöffnung in dem Schutzgehäuse zugänglich ist. Der Sensor ist somit derart eingebettet, dass nur die Oberseite des Sensors zu sehen ist. Dadurch wird eine besonders stabile Vorrichtung bereitgestellt.
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Insbesondere, wenn das Schutzgehäuse gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an dem hohlen Verbindungselement angeordnet ist oder sogar vorzugsweise einstückig mit diesem verbunden ist, kann zuverlässig vermieden werden, dass der Träger beschädigt oder gebrochen wird.
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Vorzugsweise ist das Schutzgehäuse aus Metall, insbesondere aus demselben Material wie das hohle Verbindungselement, gefertigt, wobei besonders bevorzugt ein Material verwendet wird, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie bspw. Edelstahl, sodass der Träger und der Sensor nicht so stark beansprucht werden.
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Insbesondere in Kombination mit einem Schutzgehäuse aus Metall weist die Vorrichtung besonders bevorzugt auf der Rückseite des Trägers eine Abschirmfläche auf, um verfälschende Einflüsse auf das Messergebnis, die bspw. durch Temperaturunterschiede und damit verbundene unterschiedliche Wärmeausdehnungen hervorgerufen werden können, zu vermeiden und die Zuverlässigkeit der Messergebnisse zu gewährleisten.
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Die Abschirmung ist vorzugsweise entweder mit der Masse oder einem aktiven Signal, bspw. einem konstanten Potential oder mit dem Sensor selbst, verbunden, um eine eindeutige Referenzfläche darzustellen.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schutzgehäuse gegenüber dem Träger durch eine Dichtung abgedichtet. Durch die Dichtung wird vermieden, dass das heiße Messgut in das Gehäuse und insbesondere das Innere des Verbindungselementes eindringen kann, um so eine Verunreinigung zuverlässig zu vermeiden und die Reinigung der Vorrichtung zu vereinfachen.
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Besonders bevorzugt dichtet die Dichtung das Schutzgehäuse gegenüber dem Träger ritzfrei ab, um die Ablagerung von Messgutresten vollständig auszuschließen und eine einfache Reinigung zu ermöglichen.
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Die Dichtung besteht vorzugsweise aus einem elastischen Kleber, besonders bevorzugt einem Silikonkleber, welcher einerseits eine zuverlässige Klebeverbindung zwischen dem Träger und dem Gehäuse herstellen kann, andererseits unterschiedliche Ausdehnungen der Materialien bei Temperaturschwankungen ausgleichen kann.
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Besonders bevorzugt dichtet die Dichtung die Frontöffnung gegenüber dem Träger ab, um somit den für das Messgut zugänglichen Bereich des Trägers möglichst klein zu halten.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deckt das Schutzgehäuse nur die Rückseite und die Seitenflächen des Trägers ab und lässt die Frontseite vollständig frei. Auf diese Weise wird ein wannenartiges Schutzgehäuse erreicht, in welchem der Träger besonders zuverlässig geschützt eingebettet werden kann, wobei durch die Dichtung ein ebener Abschluss zwischen dem Träger und dem Schutzgehäuse erreicht werden kann, sodass möglichst wenig Kanten verbleiben, in welchen sich Messgut festsetzen kann.
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Der Sensor erfasst vorzugsweise die Dielektrizitätszahl des Messguts, da diese mit dem Alterungszustand des Messgut, insbesondere des Öls oder Fetts, korreliert ist.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor als Kondensator, vorzugsweise als Interdigitalkondensator, ausgebildet, da mit Hilfe eines Kondensators die Dielektrizitätszahl besonders einfach gemessen werden kann. Ein Interdigitalkondensator ermögliche eine besonders zuverlässige Messung der Dielektrizitätszahl und ist zudem gegenüber Störeinflüssen unempfindlicher.
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Vorzugsweise ist der Sensor von einer Schutzschicht abgedeckt, die den Sensor vollständig gegen einen direkten Kontakt mit dem Messgut schützt. Der Sensor kommt somit nicht mehr direkt in Berührung mit dem heißen Messgut und ist somit weniger Belastungen ausgesetzt. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer des Sensors. Zudem verhindert die Schutzschicht, dass sich Reste des Messguts in Kavitäten des Sensors einnisten können, da diese Kavitäten von der Schutzschicht abgedeckt werden, so dass der Sensor weniger stark verschmutzt und keine Verfälschung der Messwerte durch Reste des Messguts stattfinden. Zudem lässt sich die Vorrichtung dadurch auch einfacher reinigen. Schließlich weist die Vorrichtung eine erhöhte Stabilität auf, da der Sensor, insbesondere, falls vorhanden, die Golddrähte oder die Goldbahnen des Sensors, gegen mechanische Beanspruchungen geschützt werden.
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Vorzugsweise deckt die Schutzschicht den durch die Frontöffnung zugänglichen Teil des Trägers einschließlich des Sensors ab, da eine derartige Schutzschicht günstiger herzustellen ist. Insbesondere ergeben sich keine Kanten zwischen Schutzschicht und Träger, an welchen Messgut haften bleiben könnte, und auch die elektrische Leitungen zwischen Sensor und Auswerteelektronik werden geschützt.
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Damit die Empfindlichkeit des Sensors nicht zu stark geschmälert wird, weist die Schutzschicht vorzugsweise eine Dicke von weniger als 10 µm, vorzugsweise eine Dicke von weniger als 1 µm auf.
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Um die mechanische Stabilität der Messvorrichtung zu erhöhen, weist die Schutzschicht bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Härte auf, welche größer ist als die Härte von Gold, da in der Regel die Strukturen des Sensors aus Goldleiterbahnen gefertigt werden und die Schutzschicht nicht weicher als der Sensor selbst sein sollte, um die mechanische Stabilität nicht zu verschlechtern.
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Vorzugsweise ist die Schutzschicht derart ausgestattet, dass sie die kapazitive Messung des Sensors nicht beeinflusst. Dazu weist vorzugsweise die Schutzschicht einen Oberflächenwiderstand von mehr als 1 MΩ, insbesondere von mehr als 10 MΩ auf, um eine geringe Leitfähigkeit der Schutzschicht zu gewährleisten. Vorzugsweise weist die Schutzschicht weiterhin eine Permittivitätszahl von weniger als 10 auf, wobei die Permittivitätszahl der Schutzschicht insbesondere vorzugsweise kleiner ist als die Permittivitätszahl des Messguts. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Temperaturabhängigkeit der Permittivitätszahl der Schutzschicht kleiner als die Temperaturabhängigkeit der Permittivitätszahl des Messguts, um die Funktionsweise des Sensors nicht zu beeinflussen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Schutzschicht eine gleich große oder geringere Rauhigkeit als der Träger auf, um die Rauhigkeit des Trägers nicht zu verschlechtern. Eine geringe Rauhigkeit und somit eine glatte Oberfläche verhindern abrasive Abnutzung und die Ansammlung von Messgutresten in kleinen Kavitäten. Der Träger ist vorzugsweise aus einem Isolator, insbesondere einer Keramik gefertigt, um die Sensorbahnen gegeneinander zu isolieren. Eine Keramik weist eine Rauhigkeit von weniger als 10 µm, vorzugsweise von etwa 0,2 µm bis 0,8 µm auf, sodass besonders bevorzugt die Schutzschicht eine Rauhigkeit von weniger als 10 µm, vorzugsweise von weniger als 0,8 µm, insbesondere von weniger als 0,2 µm aufweist.
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Bevorzugt ist die Schutzschicht oxidationsbeständig, zumindest oxidationsbeständig bei den üblichen Einsatztemperaturen, um zu gewährleisten, dass die Schutzschicht während der Einsatzdauer keine chemischen Veränderungen erfährt, welche die Funktionsweise des Sensors beeinträchtigen könnten.
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Vorzugsweise geht die Schutzschicht, zumindest bei den üblichen Einsatztemperaturen, auch keine Reaktionen mit dem Messgut selbst, mit Zersetzungsprodukten des Messguts oder mit Reinigungsmitteln, insbesondere mit alkalischen Reinigungsmitteln, ein, um zu gewährleisten, dass einerseits während der Einsatzdauer und bei den üblichen Einsatztemperaturen keine chemischen Veränderungen der Schutzschicht auftreten, welche die Funktionsweise des Sensors beeinträchtigen, und andererseits die Messvorrichtung nach dem Einsatz mit geeigneten Reinigungsmitteln gesäubert werden kann.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schutzschicht eine oleophobe Oberfläche auf, welche beispielsweise durch die Verwendung eines entsprechenden Materials für die Schutzschicht oder durch die Verwendung von Oberflächenstrukturen auf der Schutzschicht erreicht wird. Dadurch reduziert sich die Haftung des Messguts an der Oberfläche, sodass die Messvorrichtung deutlich einfacher zu reinigen ist.
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Vorzugsweise wird für die Schutzschicht ein Metalloxid, ein Metallnitrid, ein Metallcarbid, eine amorphe Kohlenstoffschicht oder eine Mischverbindung aus wenigstens zwei dieser Verbindungen verwendet. Bevorzugt ist die Schutzschicht aus Oxiden von Silizium, Aluminium, Titan oder Zirkon, aus Nitriden von Titan oder Silizium oder aus Carbiden von Titan oder Silizium oder aus Mischverbindungen dieser Verbindungen hergestellt. Derartige Materialien beeinflussen die Funktionsweise des Sensors nicht, verändern sich während der Einsatzdauer und bei den üblichen Einsatztemperaturen chemisch nicht und weisen zudem eine ausreichende Härte und eine ausreichend glatte Oberfläche auf, um die mechanische Stabilität und eine einfache Reinigung des Sensors zu gewährleisten.
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Die Schutzschicht wird vorzugsweise in Dünn- oder Dickschichttechnologie wie beispielsweise physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), Siebdruck, Spin-Coating, Dip-Coating, Spraying oder sonstigen Verfahren aufgebracht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der folgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigt
- 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Frontansicht,
- 2 eine vergrößerte Ansicht des unteren, einzutauchenden Bereichs der Vorrichtung aus 1,
- 3 einen Längsschnitt durch den unteren Bereich der Vorrichtung gemäß 2,
- 4 eine Draufsicht auf die Frontseite des Trägers der Vorrichtung gemäß 1 und
- 5 eine Draufsicht auf die Rückseite des Trägers der Vorrichtung gemäß 1.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 zum Messen des Zustands eines Messguts, insbesondere von Ölen oder Fetten, die in ihrem oberen Bereich ein Gehäuse 3 aufweist. Das Gehäuse weist ein Display 5 für die Anzeige von Messwerten auf. Vorzugsweise ist das Display 5 als LCD-Anzeige ausgebildet und ist zwischen graphischer Darstellung, z. B. farbliche Einstufung der Messwerte, und numerischer Darstellung umschaltbar. Zum Eingeben von Steuerungsbefehlen ist eine Tastatur 7 vorgesehen, über die Befehle an die zentrale Steuereinheit (nicht gezeigt) abgegeben werden können. Die Tastatur 7 ist vorzugsweise als Folientastatur ausgebildet. Das Gehäuse 3 kann vorzugsweise auch eine Schnittstelle aufweisen, die zur Kommunikation mit externen Rechnern verwendet werden kann. Die Messvorrichtung 1 ist vorzugsweise darauf angepasst, eine Selbstkalibration durchzuführen. Während des Einsatzes der Messvorrichtung 1 dient das Gehäuse 3 gleichzeitig als Griff für die Bedienungsperson.
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Von dem Gehäuse 3 ragt ein hohles Verbindungselement 10 nach unten ab, das ausreichend lang und aus einem Material mit einer schlechten Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, so dass die empfindliche Auswerteelektronik (nicht gezeigt) der Messvorrichtung 1, die sich im Bereich des Gehäuses 3 und/oder in dem Gehäuse 3 zugewandten Bereich des Verbindungselementes 10 befindet, ausreichend vor der Hitze des zu messenden Öls bzw. Fettes geschützt ist. Durch diese Maßnahmen ist auch gewährleistet, dass die Bedienungsperson die Messungen sicher durchführen kann. Das Verbindungselement 10 ist vorzugsweise aus Edelstahl gebildet, der neben seiner geringen Wärmeleitfähigkeit auch durch seine uneingeschränkte Einsatzfähigkeit im Lebensmittelbereich geeignet ist. Das Verbindungselement 10 ist beispielsweise als rohrförmiges Bauteil ausgebildet und zur Aufnahme elektrischer Leitungen 12 geeignet, die im Inneren des Verbindungselements 10 verlaufen. Die elektrischen Leitungen 12 sind auf mindestens einem flachen Träger 14 angeordnet, der durch elektrische Isolationseigenschaften gekennzeichnet ist, beispielsweise einem Träger 14 aus Keramikmaterial. Der Träger 14 kann zur Stützung der elektrischen Leitungen 12 vollständig durch das Verbindungselement 10 bis zu dem Gehäuse 3 geführt werden. Alternativ können innerhalb des Verbindungselements 10 an den Träger 14 auch Kabel angeschlossen werden, die die elektrischen Leitungen 12 mit dem Gehäuse 3 verbinden.
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Im unteren Bereich des Trägers 14 ist ein Sensor 16 zum Messen von elektrischen Eigenschaften des Öls bzw. Fettes angeordnet, dessen Messwerte über die elektrischen Leitungen 12 zur Auswerteelektronik geleitet werden. Um den unteren Bereich des Trägers 14 kann ein Schutzmittel angebracht sein, das den Sensor 16 vor Kontakt mit dem Boden oder den Wänden des Messgefäßes schützt. Im vorliegenden Fall ist das Schutzmittel als Schutzgehäuse 20 ausgebildet. Der Träger 14 ist im Wesentlichen quaderförmig mit einer Frontseite 14a, einer Rückseite 14b und vier Seitenflächen 14c. Das Schutzgehäuse 20 ist in etwa wannenartig ausgebildet und umschließt den Träger 14 auf seiner Rückseite 14b und den Seitenflächen 14c. Die Frontseite 14a ist durch das Schutzgehäuse 20 vollständig zugänglich, wobei die fehlende Seite des Schutzgehäuses 20 somit eine Frontöffnung 21 bildet. Das Schutzgehäuse 20 ist am unteren Ende des Verbindungselements 10 angeordnet und vorzugsweise aus demselben Material wie das Verbindungselement 10, d. h. insbesondere aus Edelstahl, gefertigt. Insbesondere ist das Schutzgehäuse 20 einstückig an dem Verbindungselement 10 angesetzt.
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Das Schutzgehäuse 20, insbesondere die Frontöffnung 21, ist gegenüber dem Träger 14 über eine Dichtung 22 abgedichtet. Dazu ist insbesondere der Zwischenbereich zwischen dem Schutzgehäuse 20 und den Seitenflächen 14c des Trägers 14 mit einem geeigneten Kleber, bspw. einem Silikonkleber, ausgefüllt, sodass der Träger 14 gegenüber dem Verbindungselement 10 isoliert ist, der Kleber gleichzeitig jedoch als Abdichtung des Schutzgehäuses 20 dient, sodass kein Öl bzw. Fett in das Innere des Verbindungselements 10 eindringen kann.
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Die Gestaltung der Klebefläche muss sicher gegen Wassereinschlüsse sein, da ansonsten zum einen Explosionsgefahr besteht und zum anderen eine Verunreinigung des Messguts durch eingedrungene Reinigungsmittel nicht ausgeschlossen werden kann. Durch die wannenartige Ausgestaltung des Schutzgehäuses 20 kann erreicht werden, dass die Frontseite 14a des Trägers 14 bündig in der Frontöffnung 21 des Schutzgehäuses 20 liegt, sodass eine ebene Abschlussfläche erreicht werden kann, wobei insbesondere, wenn die Dichtung 22 ritzfrei den Träger 14 gegenüber dem Schutzgehäuse 20 abdichtet, eine besonders einfache Reinigung der Vorrichtung 1 möglich ist.
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Der Träger 14 kann als einstückiges Element bis zur Auswerteelektronik reichen, es besteht aber auch die Möglichkeit einer Entkopplung, indem mehrere Verbindungsmittel aneinandergereiht werden. Dies liefert insbesondere Vorteile hinsichtlich der Wärmebelastung der Auswerteelektronik.
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In 2 ist der untere Bereich des Verbindungselements 10 und des Trägers 1 vergrößert dargestellt, der zum Eintauchen in das Messgut geeignet ist. Der Sensor 16 zur Messung der Dielektrizitätszahl besteht aus einem Kondensator, der die Dielektrizitätszahl des Öls oder Fetts misst.
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Vorzugsweise ist er als Interdigitalkondensator ausgebildet, der aus feinen ineinandergreifenden Golddrähten oder Goldbahnen, welche insbesondere aufgedruckt oder aufgedampft werden, besteht, die jeweils in eine der elektrischen Leitungen 12 übergehen, die zur Auswerteelektronik führen. Die Leitungen 12 bestehen aus einer feinen Auflage aus Gold bzw. Kupfer aus dem Träger 14, wobei die Auflage direkt auf das keramische Bauelement aufgedruckt ist.
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Der Sensor 16 ist von einer Schutzschicht 18 abgedeckt. Die Schutzschicht 18 ist derart ausgestaltet, dass sie zumindest den Sensor 16 derart abdeckt, dass der Sensor 16 keinen direkten Kontakt zu dem Messgut, in welches die Vorrichtung 1 eingetaucht wird, hat. Wie in den Figuren dargestellt, deckt die Schutzschicht 18 vorzugsweise auch die elektrischen Leitungen 12 vollständig ab, sodass auch diese nicht in direkten Kontakt mit dem Messgut kommen.
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Die Schutzschicht 18 weist eine Dicke von weniger als 1 µm auf. Weiterhin weist die Schutzschicht eine Härte auf, welche größer ist als das Material der elektrischen Leitungen 12, vorliegend also eine Härte, welche größer ist als die Härte von Gold. Dadurch wird die mechanische Stabilität der Vorrichtung 1, insbesondere die Stabilität der Golddrähte bzw. der Goldbahnen, erhöht.
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Damit die Schutzschicht 18 die kapazitive Messung mit Hilfe des Sensors 16 nicht beeinflusst, muss die Schutzschicht 18 stabile elektrische Eigenschaften aufweisen. Dazu weist die Schutzschicht 18 einen Oberflächenwiderstand von mehr als 10 MΩ auf. Zudem weist die Schutzschicht 18 eine Permittivitätszahl von weniger als 10 auf. Da die Permittivitätszahl von Ölen und Fetten etwa 3 beträgt, weist vorzugsweise die Schutzschicht 18 eine Permittivitätszahl auf, die kleiner ist als die Permitivität des Messguts und somit vorzugsweise kleiner als 3 ist. Zudem ist die Temperaturabhängigkeit der Permittivitätszahl der Schutzschicht 18 kleiner als die Temperaturabhängigkeit der Permittivitätszahl des Messguts, um die kapazitive Messung des Sensors 16 nicht zu beeinflussen.
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Damit sich keine Reste des Messguts in Strukturen der Schutzschicht 18 einnisten können, weist die Schutzschicht eine Rauhigkeit von weniger als 10 µm, vorzugsweise von weniger als 0,2 µm auf. Die Schutzschicht ist aus Oxiden von Silizium, Aluminium, Titan oder Zirkon oder aus Nitriden von Titan oder Silizium oder aus Carbiden aus Titan oder Silizium oder aus Mischverbindungen der genannten Verbindungen hergestellt. Eine Schutzschicht 18 aus diesen Materialien ist entsprechend resistent gegen Oxidation, gegen Reaktionen mit dem Messgut oder Zersetzungsprodukten des Messguts und gegen Reinigungsmittel, insbesondere gegen alkalische, insbesondere stark alkalische Reinigungsmittel.
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Zudem haftet eine Schutzschicht 18 aus diesem Material gut auf der Oberfläche des Trägers 14 und des Sensors 16 . Weiterhin ist die Schutzschicht 18 durch gängige Verfahren wie PVD, CVD, Siebdruck, Spin-Coating, Dip-Coating, Spraying und ähnliches, auf den Träger 14 und den Sensor aufbringbar.
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4 zeigt eine Draufsicht auf die Frontseite 14a des Trägers 14 , 5 eine Draufsicht auf die Rückseite 14b des Trägers 14.
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Wie insbesondere in 5 erkennbar, ist auf der Rückseite 14b des Trägers 14 eine Abschirmung 26 angeordnet, welche insbesondere als Abschirmfläche ausgebildet ist. Die Abschirmung 26 ist insbesondere aus einem metallischen Material gefertigt und kann als Beschichtung auf die Rückseite 14b aufgebracht werden. Aufgrund des elektrischen Messverfahrens mit einem als offenen Kondensator, insbesondere als Interdigitalkondensator, ausgebildeten Sensor 16 , hat das Material, in dem der Sensor 16 eingebettet ist, auf das Messsignal Auswirkungen.
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Insbesondere wird das Messergebnis durch kleinste Änderungen, welche bspw. durch hohe Temperaturunterschiede und die damit verbundene unterschiedliche Wärmeausdehnung hervorgerufen werden, negativ beeinflusst. Die Abschirmung 26 verhindert diese Einflüsse und gewährleistet die Zuverlässigkeit der Messergebnisse. Insbesondere wird dazu die Abschirmung 26 entweder direkt mit dem Sensor 16 verbunden oder auf Masse gelegt oder alternativ auch an ein sonstiges aktives Signal gelegt, um als Referenzfläche zu dienen.
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Auf dem Träger 14, bspw. auf der Rückseite 14b, kann zusätzlich ein Temperatursensor 24 angeordnet werden, um gleichzeitig während der Messung des Zustands des Messguts auch die Temperatur des Messguts bestimmen zu können.