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DE3034070C2 - Feuchtigkeitsmeßfühler - Google Patents

Feuchtigkeitsmeßfühler

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Publication number
DE3034070C2
DE3034070C2 DE3034070A DE3034070A DE3034070C2 DE 3034070 C2 DE3034070 C2 DE 3034070C2 DE 3034070 A DE3034070 A DE 3034070A DE 3034070 A DE3034070 A DE 3034070A DE 3034070 C2 DE3034070 C2 DE 3034070C2
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DE
Germany
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ceramic
layer
humidity sensor
moisture
semiconductor ceramic
Prior art date
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Expired
Application number
DE3034070A
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English (en)
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DE3034070A1 (de
Inventor
Michihiro Nishikyo Kyoto Murata
Shinsei Takatsuki Osaka Okabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of DE3034070C2 publication Critical patent/DE3034070C2/de
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
    • G01N27/121Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid for determining moisture content, e.g. humidity, of the fluid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Pathology (AREA)
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Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Feucbtigkeitsmeßfühler mit einem Keramikkörper, auf dem Nachweiselektroden und eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht angeordnet sind.
Ganz allgemein arbeiten die Feuchtigkeitsmeßfühler auf der Grundlage eines elektrischen Widerstands einer Substanz, der sich in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ändert. Die an solche Feuchtigkeitsmeßfühler zu stellenden Anforderungen umfassen eine hohe Verläßlichkeit, eine lange Lebensdauer, einen praktischen Meßbereich, der einem Widerstand R von 10— IO7 Ω entspricht, eine Stabilität in einer Gasatmosphäre, eine geringe Temperaturabhängigkeit, die Kignungdes Meßfühlers bei niedrigen und hohen Temperaturen, wie beispielsweise 100°C, und dergleichen. Bislang sind jedoch nur wenige oder keine Feuchtigkeitsmeßfühler erhältlich, die diese idealen Anforderungen erfüllen.
Beispielsweise leiden die Feuchtigkeitsmeßfühler auf der Grundlage von organischen Makromolekülen, wie sie in »Electronic Engineering«, Vol. 21, Nr. 9 (1979), Seiten 31 bis 37 beschrieben worden sind, an dem Problem der Verläßlichkeit und der Lebensdauer. Auch die Feuchtigkeitsmeßfühler, die aus einem Magnetitfilm mit einer Dicke von 30 μητ, auf dem ein Elektrodenpaar angeordnet ist (»Material and Moisture Handbook« (1968), Seiten 168 bis 169, herausgegeben von dem Committee of Polymer and Hygroscopicity in the Society of Polymer, Japan), bestehen, besitzen nicht die erforderliche Lebensdauer. Es sind auch Feuchtigkeitsmeßfühler der Nickelferrit-Gmppe entwickelt und angekündigt worden (»Electronic Ceramics«, VoL 5, Nr. 1 (1974), Seiten 15 bis 19), haben sich jedoch nicht für die praktische Anwendung als geeignet erwiesen, indem sie schwierig herzustellen sind und eine Massenproduktion mit guter Reproduzierbarkeit nur schwer möglich erscheint
Aus der DE-OS 28 26 515 ist ein Festkörper-Sensorelement zur Bestimmung des Sauerstoffpartialdrucks, des Vorhandenseins bestimmter Gase in der uingebenden Atmosphäre oder auch zur Feuchtigkeitsmessung bekannt Dieses Sensorelement umfaßt einen Körper aus einem elektrisch isolierenden Material oder einem Material mit elektrisch isolierenden Oberflächen, auf dem leitende Elektroden angeordnet sind, die ihrerseits mit einer Schicht aus einem Material bedeckt sind, welches auf Änderungen eines ausgewählten Parameters der umgebenden Atmosphäre elektrisch anspricht Im Falle eines Feuchtigkeitssensors besteht die Sonde aus einem Aluminiumoxidsubstrat weiches mit einer Lösung eines hygroskopischen Materials, wie Lithiumchlorid oder LithiumcASorid und Polyvinylalkohol imprägniert ist Auch dieses Festkörper-Sensorelement vermag die eingangs angesprochenen Anforderungen an einen Feuchtigkeitsmeßfühler nicht in ausreichendem Maße zu erfüllen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen Feuchtigkeitsmeßfühler der eingangs angegebenen Gattung derart zu verbessern, daß er sich in einfacher Weise herstellen läßt, eine hohe Meßgenauigkeit bei langer Lebensdauer in erut ii für die Praxis geeigneten breiten Meßbereich ermöglicht in den üblicherweise anzutreffenden Gasatmosphären die erforderliche Stabilität aufweist und geringe Temperaturabhängigkeiten zeigt und sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden kann.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Feuchtigkeitsmeßfühlers gemäß Hauptanspruch. Die Unteransprüche betreffen besonders bevorzugte Ausführungsformen dieses Erfmdungsgegenstandes.
Gegenstand der Erfindung i<. daher ein Feuchtigkeitsmeßfühler mit einem Keramikkörper, auf dem Ncchweiselektroden und eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht angeordnet sind, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Keramikkörper aus einer Halbleiterkeramik besteht, die an den Kornoberfiächen eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht mit hohem Widerstand aufweist.
Vorzugsweise besteht diese Schicht mit h.hem Widerstand aus einer Oxidschicht, die mandur ί Oxidation der Kornoberfiächen der Halbleiterkeram». erhalt Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zufolge besteht die Schicht mit hohem Widerstand aus einer Verunreinigungsschicht, die durch Reaktion von Ionen mit den Kornoberfiächen der Halbleiterkeramik gebildet worden ist
Da der Körper des Feuchtigkeitsmeßfühlers aus einer Halbleiterkeramik bzw. einer halbleitenden Keramik
besteht, zeigt die Sonde eine geringere temperaturabhängige Änderung der Eigenschaften und stabilisierte Betriebseigenschaften. Weiterhin kann man die Empfindlichkeit und den Widerstand des Feuchtigkeitsmeßfühlers ohne weiteres durch Veränderung der Dicke der auf den Kornoberflächen der Halbleiterkeramik gebildeten Schicht mit hohem Widerstand und durch Änderung der Art der bei der Bildung der Verunreinigungsschicht eingesetzten Ionen ändern, wodurch es möglich wird, den Feud-t;gkeitsme3fühler auf die jeweils gewünschten Anwendungsbedingungen einzustellen. Da die Halbleiterkeramik als solche auch einen inneren Widerstandswert aufweist, kann man die Einstellung der Eigenschaften des Feuchtigkeitsmeßfühlers auch durch Änderung des Materials der Halbleiterkeramik in der gewünschten Weise verändern. Darüber hinaus läßt sich der erfindungsgemäße Feuchrigkeüsmeßfühler sehr gut miniaturisieren und einfach und billig herstellen.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsfcrrr, des Feuchtigkeitsmeßfühlers;
F i g. 2 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsforrn des Feuchtigkeitsmeßfühlers;
F i g. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung, die die Kornoberfläche der Halbleiterkeramik des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 1 wiedergibt;
F i g. 4 eine grafische Darstellung, die die Impedanz/ Feuchtigkeits-Kennlinie des FeuchtigkeitsmePfühlers vom Beispiel 1 verdeutlicht;
Fig.5 eine vergrößerte schematische Darstellung, die die Kornoberflächen der Halbieiterkeramik des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 2 zeigt;
F i g. 6 eine grafische Darstellung, die die Impedanz/ Feuchtigkeits-Kennlinie des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 2 verdeutlicht;
F i g. 7 eine grafische Darstellung, die das Ansprechverhalten des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 2 verdeutlicht; und
F i g. 8 eine Kurve, die die Impedanz/Feuchtigkeits-Kennlinie des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 3 wiedergibt
Es wird somit ein Feuchtigkeitsmeßfühler bzw. eine Feuchtigkeitsmeßsonde beschrieben, der bzw. die als Sondenkörper eine vorzugsweise poröse Halbleiterkeramik mit Korpoberflächen aufweist, wobei eine Schicht mit hohem Widerstand an den Kornoberflächen der Halbleiwkeramik ausgebildet ist. die das feuchtigkeitsempfindlici e Verhalten zeigt, und welcher Feuchtigkeitsmeßfühler bzw. weicht Feuchtigkeitsmeßsonde auf der Hauptoberfläche des Halbleiterkeramikkörpers eine bzw. mehrere Elektroden zum Abführen des elektrischen Signals aufweist.
In der F i g 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Feuchtigkeitsmeßfühlers gezeigt, während die F i g. 2 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Feuchtigkeitsmeßfühlers wiedergibt
Wie in der F i g. 1 dargestellt ist, umfaßt der Feuchtigkeitsmeßfühler einen Sondenkörper 11 aus einer Halbleiterkeramik bzw. einer halbleitenden Keramik, ein ■Paar von kammförmigen Elektroden 12 und 13, die auf der Hauptoberfläche des Sondenkörpers 11 ausgebildet sind und Leitungsanschlüsse 14 und 15 zum Ableiten der elektrischen Signale Von den Elektroden 12 und 13.
Die in der Fig.2 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Sondenkörper 21 au >' einer Halbleiterkeramik, ein Paar von porösen Elektroden 22 und 23, die auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Sondenkörpers 21 ausgebildet sind, so daß sie einander gegenüberliegen und Anschlußleitungen 24 und 25 zum Abführen der elektrischen Signale von den Elektroden 22 und 23.
Die Halbleiterkeramik des Sondenkörpers ί 1 bzw. 21 weist Kornoberflächen auf, in denen eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht mit hohem Widerstand ausgebildet ist
ίο Bei der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform des Feuchtigkeitsmeßfühlers kann man den Anfangswiderstandswert durch entsprechende Auswahl des Abstands zwischen den Elektroden, durch die Länge der überlappenden Bereiche der Elektroden und dergleichen einstellen. Andererseits besitzt die in der F i g. 2 dargestellte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes einen Anfangswiderstandswert, der stark von der Dicke des Sondenkörpers 21 abhängt Dabei kann die Dicke des Sondenkörpers im Hinblick auf die Festigkeit des Keramikkörpers nicht wesentlich vermindert werden, was zur Folge hat, daß im allgemeinen die in der Fig.2 dargestellte Ausführungsform l-ti Vergleich zu der in der F i g. 1 dargestellten Ausführungsform einen relativ hohen Anfangswiderstandswert besitzt
Die Elektroden 22 und 23 der in der F i g. 2 dargesiellten Ausführungsform des Feuchtigkeitsmeßfühlers kön + en die Gesamtoberfläche bedecken oder können einen Teil der Hauptoberflächen des Sondenkörpers 21 unter Berücksichtigung des Feuchtigkeitsabsorptions-Vermögens des Sondenkörpers 21 freilassen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Feuchtigkeitsmeßfühlers kann man die Schicht mit hohem Widerstand, die die oben beschriebene feuchtigkeitsempfindliche Wirkung ausübt dadurch bilden, daß man die Kornoberflächen oxydiert oder daß man zur Steuerung der feuchtigkeitsempfindlichen Eigenschaften Ionen an den Kornoberflächen reagieren läßt
Ganz allgemein kann man, wie gu( bekannt ist, die oben beschriebenen Halbleiterkeramiken oder halbleitenden Keramiken dadurch herstellen, daß man
1. raTiO3 mit einer Verunreinigung, wie Bi2O3, Nb2Os, Sb2Os, neben einem Seltenen Erdelement, wie Y2O3, CeO2, La2O3 oder dergleichen dotiert;
2. BaTiO3 mit einer Venmreinigung, wie Bi2O3, Nb2Os, Sb2Os, neben einem Seltenen Erddement, wie Y2O3, CeO2, La2O3 oder dergleichen dotiert und das Material in einer reduzierenden Atmosphäre sintert; oder
3. BaTiO3 in einer reduzierenden Atmosphäre sintert.
Anstelle von BaTiGj kann man auch SrTiO3, MgTiO3, TiO2 oder CaTiO3 als Halbleiterkeramik verwenden. Um die Halbleiterkeramik mit der erforderlichen Porosität zu versehen, wie es oben angesprochen wurde, kann man die Meng»* des zur Bildung der Keramik vor dem Sintern zugesetzten Bindemittels gegenüber der üblichen Menge erhöhen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Die Fig.3 und 4 verdeutlichen den Feuchtigkeitsmeßfühler des vorliegenden Beispiels, wobei die F i g. 3 eine vergrößerte scht'ijiatische Darstellung wiedergibt, die die Kornoberflächen der Halbleiterkeramik zeigt, während die F i g. 4 anhand einer Kurve die Impedanz/
Feuchtigkeits-Kennlinie des Feuchtigkeitsmeßfühlers dieses Beispiels 1 wiedergibt.
Man vermischt pulverförmiges SrTiO3, das mit 0,5 Mol.-o/o Y2O3 dotiert v/orden ist, mit 3 Gew.-°/o Zellulosepulver, mischt gut durch und verformt das Material zu einem Pellet. Dann'brennt man das Pellet während zwei Stunden bei 14000C in einer reduzierenden Atmosphäre ein, worauf man das Material unter Bildung einer Keramikscheibe mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Dicke von 0,4 mm sintert.
Durch Erhitzen der in dieser Weise enthaltenen Keramikscheibe an der Luft auf eine Temperatur von ICOO0C wird die Oberfläche der Kristalle rcoxydiert. Die Fig. 3 zeigt den Zustand der Kornoberflächen 1, in denen Oxydschichten 2 gebildet worden sind. Durch Verlängern der Heizdauer während dieser Reoxydationsbehandlung kann man die Dicke der Oxydschicht 2 steigern. Man bildet zwei unterschiedliche Proben mit Oxydschichten 2 unterschiedlicher Dicke. Während bei der ersten Probe die Dicke der Oxydschicht 2 34 μπι beträgt, beträgt die Dicke der Oxydschicht 2 der zweiten Probe 15 μηι, wobei diese Dicken über die Dielektrizitätskonstante ermittelt worden sind.
Dann bildet man auf den Hauptoberflächen der oben beschriebenen Proben Goldelektroden mit einem Abstand von 2 mm aus und legt eine Wechselspannung von 1 V (60 Hz) zwischen den Elektroden an, um die Impedanz des Feuchtigkeitsmeßfühlers in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit zu messen. Das Meßergebnis ist in der Fig.4 dargestellt. Wie aus der Fig.4 zu erkennen ist, kann man den Impidanzwert durch Verändern der Dikke der Oxydschicht 2 steuern. Die zweite Probe mit einer Oxydschicht 2 mit einer Dicke von 15 μηι zeigt eine linearere Beziehung, als die erste Probe, deren Oxydschicht 2 eine Dicke von 34 μπι besitzt. Somit ist ersichtlich, daß die Linearität der Kennlinie um so besser ist, je dünner die Dicke der Oxydschicht 2 ist.
Beispiel 2
Die Fig.5 und 7 verdeutlichen den Feuchtigkeitsmeßfühler des Beispiels 2, wobei die F i g. 5 eine vergrößerte schematische Darstellung der Kornoberflächen der Halbleiterkeramik zeigt, während in der Fig.6 die Impedanz/Feuchtigkeits-Kennlinie des Feuchtigkeitsmeßfühlers vom Beispiel 2 und in der F i g. 7 anhand einer Kurve das Impedanzansprechverhalten bei Feuchtigkeitsänderung wiedergeben.
Man vermischt mit 03 Mol.-% Y2O3 dotiertes pulverförmiges SrTiO3 mit 20 Gew.-°/o Zellulosepulver, mischt gut durch und verformt das Material zu einem Pellet Dann brennt man das Pellet während zwei Stunden in einer reduzierenden Atmosphäre bei 1400° C, wobei man eine Keramikscheibe mit einem Durchmesser von 163 mm und einer Dicke von 0,4 mm erhält
Zum Absorbieren von 05 mg eines Alkalicarbonats beschichtet man die in dieser Weise erhaltene Keramikscheibe mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalicarbonats. Als Alkalicarbonat kann man ein Carbonat von Alkalimetallen, wie Li, Na, K, Rb oder Gs verwenden. Die das Alkalicarbonat absorbierte Keramikscheibe wird dann während einer Stufe an der Luft auf 10000C erhitzt was zur Folge hat daß die Aikalimetallionen als Dotierungsmittel in die Kornoberflächen der Halbleiterkeramik eindiffundieren. Die F i g. 5 verdeutlicht die Kornoberfiächen 3 der Halbleiterkerainik, in die das Dotierungsmittel eindiffundiert ist wodurch sich an den Kornoberfiächen 3 eine Verunreinigungsschicht 4 bildet, die als Schicht mit hohem Widerstand dient.
Dann bildet man kammförmige Elektroden mit einem Elektrodenabstand von 0,6 mm und einem Eltrodenüberlappungsbereich von 1,8 cm auf den Hauptoberflächen der in dieser Weise erhaltenen Proben. Dann legt man an die Elektroden eine Wechselspannung von 1 V (60 Hz) an, und mißt die Impedanz. In der F i g. 6 sind die in Abhängigkeit von der Feuchtigkeit gemessenen Impedanzwerte angegeben.
Die F i g. 6 verdeutlicht gleichzeitig die Eigenschaften jener Proben, die unter Verwendung von Li, Na und K als Alkalimetall die oben beschriebenen Alkalimetall-Carbonatbehandlung gebildet worden sind. Die Fig.6 verdeutlicht die Schwankung des Impedanzwertes durch Liniensegmente, die sich in vertikaler Richtung erstrecken, wobei jedes l.iniensegment die Änderung innerhalb von 3 Monaten verdeutlicht Wie aus der Fig.6 ohne weiteres zu ersehen ist, erzielt man eine stabilisierte Reproduzierbarkeit
Die F i g. 7 verdeutlicht die zeitabhängige Änderung der Impedanz in Abhängigkeit von der relativen Feuchtigkeit, die sich im Fall der oben beschriebenen Proben von 15 - 95% erstreckt Wie aus der F i g. 7 zu erkennen ist, erreicht der Impedanzwert nach etwa 18—20 Sekunden den Gleichgewichtszustand, was auf eine hohe Ansprechgeschwindigkeit schließen läßt
Beispiel 3
Die F i g. 8 verdeutlicht die Impedanz/Feuchtigkeits-Kennlinie des Feuchtigkeitsmeßfühlers des vorliegenden Beispiels.
Man vermischt mit 03 Mol.-% CeO2 dotiertes pulverförmiges BaTiO3 mit 14Gew.-% Zellulosepulver und mischt die Mischung gut durch. Dann verformt man das durchmischte Material mit Hilfe einer Presse zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 12 mm und einer Dicke von i,i mm. Dann brennt riiäii die geförmie Scheibe während einer Stunde bei 12500C worauf man die gebrannte Scheibe auf eine Dicke von 300 μπι poliert und dann reinigt und trocknet Dann beschichtet man beide Oberflächen der polierten Scheibe mit Hilfe eines Siebdruckverfahrens mit einer leitenden Paste, wobei man eine Schicht mit einem Durchmesser von 8 mm ausbildet Dann erhitzt man das Material zur Reoxydation der Halbleiterkeramik und zum Einbrennen der leitenden Paste auf eine Temperatur von 9000C. Dann lötet man Anschlußdrähte an die in dieser Weise erhaltenen porösen Elektroden an und erhält in der F i g. 3 dargestellten Feuchtigkeitsmeßfühler. Dann legt man eine Wechselspannung von 1 V (60 Hz) zwr-chen den Elektroden an und mißt die Impedanz bei verschiedenen relativen Feuchtigkeiten.
Da der Feuchtigkeitsmeßfühler einen Sondenkörper aus einer Haäbleiterkeramik aufweist zeigt der Meßfühler eine weniger starke zeitabhängige Veränderung der Eigenschaften, so daß sich stabile Betriebsdaten ergeben. Weiterhin kann man die Empfindlichkeit und den Widerstand des Feuchtigkeitsmeßfühlers ohne weiteres ändern, indem man die Dicke der auf den Komoberflächen der Halbleiterkeramik gebildeten Schicht mit hohem Widerstand verändert oder indem man die Art der für die Reaktion eingesetzten Ionen verändert wodurch es möglich wird, den Feuchtigkeitsmeßfühler auf die gewünschten Anwendungsbedingungen einzustellen. Da die Haibieiierkeraniik als solche einen inneren Widerstandswert aufweist kann man diese Anpassung an die Arbeitsbedingungen auch durch Verändern des Ma-
terials für die Halbleiterkeramik erreichen. Der erfindungsgemäße Feuchtigkeitsmeßfühler läßt sich ohne weiteres miniaturisieren und in einfacher und billiger Weise herstellen. In der Vergangenheit war es schwierig, einen dünnen, keramischen feuchtigkeitsempfindlichen Film mit einer Dicke von einigen 10 μηη herzustellen; jedoch kann man den Feuchtigkeitsmeßfühler ohne weiteres mit einem dünnen keramischen feuchtigkeitsempfifrcMchen Film versehen, indem man die Kornoberflächen oxydiert, oder indem man eine Diffusionsreaktion von Ionen durchführt Weiterhin erhält man einen Feuchtigkeitsmeßfühler mit hoher Anspreeligeschwindigkeit, der einen relativ niedrigen Widerstand von einigen Ω bis zu einigen ΜΩ aufweist, der mit Vorteil in den erforderlichen Schaltungen eingesetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß durch Rauschen erzeugte Störungen um so geringer sind, je kleiner der Widerstand der Vorrichtung ist, so daß hierdurch erhebliche Vorteile erzielbar sind. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Widerstandsänderung als Folge einer Verunreinigung der Oberfläche des Feuchtigkeitsmeßfühlers um so geringer ist, je geringer der Widerstand der Vorrichtung ist.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
35
40
45
50
55

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Feuchtigkeitsmeßfühler mit einem Keramikkör+er, auf dem Nachweiselektroden and eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (11; 21) aus einer Halbleiterkeramik besteht, die an den Kornoberflächen eine feuchtigkeitsempfindliche Schicht (2) mit hohem Widerstand aufweist
Z Feuchtigkeitsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) mit hohem Widerstand eine durch Oxidation der Kornoberflächen der Halbleiterkeramik gebildete Oxidschicht ist
3. Feuchtigkeitsmeßfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) mit hohem Widerstand eine beim Einbrennen einer auf die Halbleiterkeramik aufgebrachten leitenden Paste zur Bildung der Nachweiselektroden (12,13; 22,23) durch Oxidation der Kornoberfiächen der Haibieiterkeramik gleichzeitig erzeugte Oxidschicht ist
4. Feuchtigkeitsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (2) mit hohem Widerstand eine durch Reaktion von Ionen mit den Kornoberfiächen der Halblei'erkeramik gebildete Verunreinigungsschicht ist
5. Feuchtigkeitsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikkörper (11; 21) aus einer durch Dotieren einer Keramik mit einer Verunrunigung gebildeten Halbleiterkeramik besteht
6. FeuchtigkeitsmeßfOhler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der "eramikkörper (11; 21) aus einer durch Erhitzen einer Keramik in einer reduzierten Atmosphäre gebildeten Halbleiterkeramik besteht
7. Feuchtigkeitsmeßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Keramikkörper (11; 21) aus einer durch Dotieren einer Keramik mit einer Verunreinigung und Erhitzen in einer reduzierten Atmosphäre gebildeten Halbleiterkeramik be steht
DE3034070A 1979-09-11 1980-09-10 Feuchtigkeitsmeßfühler Expired DE3034070C2 (de)

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