Die Erfindung betrifft einen Feuchtesensor zur kapazitiven Messung der in einem Material, vorzugsweise Schüttgut, ent¬ haltenen Feuchte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Feuchtesensor ist aus der Patentschrift DE 36 12 282 bekannt und dient dazu, die Feuchte eines über eine Prallplatte strömenden Schüttguts, das zuvor durch Abwurf auf die Prallplatte in seiner Dichte in reproduzierbarer und gleichbleibender Weise homogenisiert worden ist, zu messen. Der dabei verwendete Feuchtesensor ist in einem Kunststoff¬ gehäuse mit einer Abschlußplatte untergebracht und derart an die Prallplatte befestigt, daß die Ebene der Gleitfläche der Prallplatte mit der Abschlußplatte fluchtet. Auf der dem Schüttgut abgewandten Seite der Abschlußplatte befindet sich ein Streufeldkondensator, dessen Kondensatorpole durch zwei konzentrische Drahtschleifen gebildet sind. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden Drahtschleifen bildet sich zwischen den Drahtschleifen ein Streufeld aus, das die Abschlußplatte und das über die Abschlußplatte strömende Schüttgut durchdringt. Hierdurch wirkt das Schütt¬ gut bezüglich des Streufeldes als Dielektrikum, dessen Di¬ elektrizitätskonstante im wesentlichen von der Feuchte des Schüttguts abhängt. Da die geometrischen Verhältnisse des Streufeldkondensators konstant bleiben, kann angenommen wer¬ den, daß Änderungen in der Feuchte annähernd proportional zu Kapazitätsänderungen des Streufeldkondensators sind. Die Auswertung dieser Kapazitätsänderungen geschieht bei dem gattungsgemäßen Feuchtesensor dadurch, daß der Streufeld¬ kondensator mit einer Festkapazität als Spannungsteiler

verschaltet ist, wobei der Spannungsteiler durch eine hochfrequente WechselSpannung versorgt wird. An dem Streu¬ feldkondensator entsteht somit eine feuchteabhängige Hoch¬ frequenzspannung, die elektronisch weiterverarbeitet werden kann. Die Weiterverarbeitung geschieht dabei durch eine zen¬ trale Auswerteeinheit, die mit dem Feuchtesensor über eine Verbindungsleitung verbunden ist.

Der Einsatz des oben beschriebenen Feuchtesensors hat sich insbesondere bei der Herstellung von Transportbeton als wichtig erwiesen, da die Betonqualität auch entscheidend von der Einhaltung des Wasser-Zement-Werts abhängt und sich die¬ ser Wert nur zuverlässig bestimmen läßt, wenn die Feuchte der Zuschlagstoffe berücksichtigt wird. Besonders hohe Anforde¬ rungen an die Meßgenauigkeit und die Empfindlichkeit der ver¬ wendeten Feuchtesensoren werden dabei bei der Dosierung mehrerer Zuschlagstoffe gestellt, da die Ungenauigkeiten der einzelnen Feuchtsensoren sich dann addieren. Es hat sich ge¬ zeigt, daß in diesen Fällen die Genauigkeit und die Empfind¬ lichkeit bekannter Feuchtesensoren nicht ausreicht, um hoch¬ wertigen Transportbeton herzustellen. Ein weiteres Problem bei dem parallelen Betrieb mehrerer Feuchtesensoren besteht weiterhin darin, daß die zentrale Auswerteeinheit mitunter nicht mehr in der Lage ist, die anfallenden Datenmengen aus¬ zuwerten. Außerdem ist der Austausch eines einzelnen Feuchte¬ sensors in einer parallel arbeitenden Mischanlage sehr auf¬ wendig, da hierzu der gesamte Mischbetrieb der Anlage unter¬ brochen werden muß, um den einzelnen Sensor neu zu kalibrie¬ ren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Feuchtesensor der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der die Anforderungen in Bezug auf Genauigkeit, Empfindlichkeit,

Austauschbarkeit und Datenverarbeitung für einen parallelen Mischbetrieb erfüllt.

Ausgehend von einem Feuchtesensor der gattungsgemäßen Art be¬ steht eine Lösung der Erfindung darin, daß mindestens ein Pol des Streufeldkondensators als leitende Schicht auf der dem Material bzw. Schüttgut abgewandten Seite der Abschlußplatte aufgebracht ist. Die erfindungsgemäße Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß durch auf der Rückseite der Abschlußplatte dünn aufgebrachte Schichten starke Streufelder zwischen die¬ sen Schichten senkrecht zur Ebene der Abschlußplatte erzeugt werden können. Im Vergleich zu einem aus Drahtschleifen ge¬ bildeten Streufeldkondensator können hierdurch sehr viel größere Nutzsignale erzeugt werden, was zu einer höheren Empfindlichkeit und einer höheren Genauigkeit des gesamten Sensors führt.

Die Abschlußplatte ist zweckmäßigerweise eine verschleißfeste Keramikplatte, vorzugsweise bestehend aus Aluminiumoxiden. Dies hat den Vorteil, daß hierdurch sich die Standzeiten eines Feuchtesensors gegenüber einer Abschlußplatte aus Kunst¬ stoff erheblich verlängern lassen, da es sich bei den Zu¬ schlagstoffen üblicherweise um stark abrasive Materialien handelt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die leitende Schicht aus einem auf die Abschlußplatte aufgedampften Metall besteht. Die Kondensatorplatten kommen dadurch näher an das Schüttgut heran, wodurch sich ein gün¬ stigere dielektrische Schichtung ergibt. In Versuchen hat sich gezeigt, daß die Schichtdicke vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,1 mm liegt, wobei die Dicke der Abschlußplatte dabei wenige Millimeter betragen sollte.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der zweite Pol des Streufeldkondensators mit dem Potential des Gehäuses bzw. der Prallplatte verbunden ist. Hierdurch braucht nur ein Pol als leitende Schicht auf der Abschlu߬ platte vorgesehen werden, so daß sich deren Herstellung ver¬ einfacht. Außerdem wirkt die leitende Schicht dabei als Pol¬ spitze gegenüber dem Potential der Prallplatte bzw. des Ge¬ häuses, da die Prallplatte bzw. das Gehäuse als quasi unent- lich großer Pol wirkt. Aus Versuchen hat sich ergeben, daß mit einer kreisrunden Metallschicht, deren Rand gegenüber der angrenzenden Prallplatte einen Abstand von einigen Milli¬ metern aufweist, sich extrem große Streufelder ausbilden lassen.

Eine andere vorteilhafte Anordnung der Kondensatorpole kann allerdings auch darin bestehen, daß beide Kondensatorpole auf die Abschlußplatte aufgedampft sind. In diesem Fall sind die beiden Pole vorzugsweise kammförmig oder auch streifenformig zueinander angeordnet.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Gehäuse aus einem rostfreien Edelstahl, um so den Feuchtesensor wirksam vor Umwelteinflüssen zu schützen. Das Gehäuse weist dabei zweckmäßigerweise einen zylinderringförmi¬ gen Fortsatz auf, der stirnseitig durch die Abschlußplatte ge¬ schlossen ist und der von einem Flansch gehalten wird. Der Flansch kann mit der Prallplatte durch zu der Achse des Fort¬ satzes parallele Schrauben verbunden sein, die zur fluchten¬ den Einstellung der Abschlußplatte mit der Gleitfläche der Prallplatte mit Distanzstücken hinterlegt werden können. Eine besonders einfache und gute Justierung des Gehäuses relativ zu der Prallplatte läßt sich auch dadurch erreichen, daß

statt des Flansches ein Spannring vorgesehen ist. Der Spann¬ ring ist dabei zweckmäßigerweise mit einem radialen Schlitz versehen und kann mit einer Spannschraube senkrecht zum Schlitz mit dem Gehäuse verspannt werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der obengenannten Auf¬ gabe, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, besteht darin, daß eine digitale Recheneinheit in dem Gehäuse ange¬ ordnet ist, die eine in einem digitalen Speicher abgelegte Ka¬ libriertabelle zur Ermittlung von Feuchtewerten in Abhängig¬ keit von den Meßsignalen der Kapazitätsmeßschaltung und von auf den Feuchtesensor einwirkenden Störgrößen aufweist. Der besondere Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß der Feuchtesensor unabhängig von einer zentralen Auswerteeinheit betrieben und kalibriert werden kann. Hierdurch ist es mö¬ glich, daß der Feuchtesensor bereits vor Inbetriebnahme kali¬ briert wird und somit gegen einen defekten Feuchtesensor ohne aufwendige Kalibriermaßnahmen vor Ort ausgetauscht werden kann. Außerdem kann durch die digitale Recheneinheit bereits eine Datenkomprimierung im Feuchtesensor stattfinden, so daß die zu der zentralen Auswerteeinheit zu übertragenden Daten¬ mengen erheblich reduziert werden können.

Um eine Grundkalibrierung des Feuchtesensors vornehmen zu kön¬ nen, weist die Kalibriertabelle weitere Eingangsparameter auf, die aus den auf den Sensor wirkenden Störgrößen beste¬ hen. Die wesentlichen Störgrößen sind dabei die Temperatur des Schüttguts und die Temperatur der Kapazitätsmeßschaltung, die ein Meßsignal in Abhängigkeit von der Kapazität des Streu¬ feldkondensators liefert. In weiterer Ausgestaltung der Erfin¬ dung ist es deshalb vorgesehen, daß die auf der Kapazitätsme߬ schaltung vorherrschende Temperatur mit einem ersten Tempera¬ tursensor meßbar ist, wobei die Temperatur der Kapazitätsmeß-

Schaltung ein weiterer Eingangsparameter der Kalibriertabelle ist. Zweckmäßigerweise ist außerdem ein zweiter Temperatursen¬ sor vorgesehen, der die auf der Abschlußplatte vorherrschende Temperatur mißt, wobei die Temperatur der Abschlußplatte bzw. des Schüttguts ein weiterer Eingangsparameter der Kalibrier¬ tabelle ist.

Eine weitere zu berücksichtigende Störgröße sind Dichtestörun¬ gen des zu messenden Schüttguts, die sich aufgrund der Feuchtigkeit selbst ergeben. Als Beispiel hierfür ist das An¬ rühren eines Gipspulvers zu nennen, dessen Volumen schwindet, sobald dieses mit Wasser angerührt wird. Die Dichtestörungen sind materialspezifisch und ändern sich mit der Art des Schüttguts bzw. Materials. Um diese Störeinflüsse material¬ spezifisch berücksichtigen zu können, ist vorgesehen, daß die feuchtespezifische Dichte des Materials bzw. des Schüttguts vor dem Meßvorgang einmalig bestimmbar oder während des Me߬ vorgangs fortlaufend ermittelbar ist, wobei die feuchte¬ spezifische Dichte des Materials bzw. des Schüttguts ein wei¬ terer Eingangsparameter der Kalibriertabelle ist. Zweckmäßi¬ gerweise werden in die Recheneinheit Standardwerte üblicher Schüttgutsorten eingespeist, so daß entsprechend der Schütt¬ gutqualität ein bestimmter zugehöriger Wert als Eingangspa¬ rameter in die Kalibriertabelle eingehen kann.

Um die auf der Kapazitätsmeßschaltung vorherrschende Tempe¬ ratur in geeigneter Weise messen zu können, ist die Kapa¬ zitätsmeßschaltung zweckmäßigerweise auf einem Hybrid¬ schaltkreis mit einem gut wärmeleitfähigen Substrat aufge¬ bracht. Als Substrat kann zum Beispiel Aluminiumoxid ver¬ wendet werden, das eine gute Temperaturleitfähigkeit besitzt, wodurch ein guter Temperaturübergang zwischen den tempera¬ turabhängigen Halbleiterbauelementen und dem ersten Tempera-

tursensor herstellbar ist.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Recheneinheit über eine Busleitung mit der zentralen Auswerteeinheit verbunden ist, wobei die zentrale Auswerteeinheit der Recheneinheit des Feuchtesensors Start¬ befehle erteilt und die ermittelten Feuchtewerte abruft. Um den Leitungsaufwand gering halten zu können, ist zweckmäßiger¬ weise eine serielle Busleitung vorgesehen. Bei der Verwendung mehrerer Feuchtesensoren ist die zentrale Auswerteeinheit zweckmäßigerweise über die Busleitung mit den digitalen Recheneinheiten der einzelnen Feuchtesensoren verbunden, so daß ein paralleler Mischbetrieb mit mehreren Feuchtesensoren bei geringem Aufwand für die zu übertragenden Daten und die zu verlegenden Leitungen möglich ist. Beispielsweise können an die Busleitung bis zu 16 Feuchtesensoren angechlossen sein.

Zweckmäßigerweise führt die in dem Feuchtesensor angeordnete digitale Recheneinheit eine Mittelung mehrerer Messungen durch, bevor ein Feuchtewert an die zentrale Auswerteeinheit übergeben wird. Befindet sich ein Feuchtesensor dabei unter einem Zuschlagsilo mit einem Grobauslauf und einem Feinaus¬ lauf, so werden zweckmäßigerweise die jeweiligen Feuchte¬ meßwerte entsprechend der Stellung des Grobauslaufs und des Feinauslaufs gewichtet. Da der Feinauslauf nach dem Schließen des Grobauslaufs lediglich zur Feindosierung dient, ist es zweckmäßig, die Meßwerte während des Feinauslaufs geringer als die Meßwerte während des Grobauslaufs zu wichten. Die Feindosierung kann auch dadurch geschehen, daß nur eine Auslaufklappe vorhanden ist, die zur Grobdosierung voll ge¬ öffnet und bei der Feindosierung nur zum Teil geöffnet ist. Wenn von der Grobdosierung auf die Feindosierung umgeschaltet

wird, wird mit einer neuen Mittelwertbildung begonnen, so daß am Ende des Dosiervorgangs zwei Meßwerte von dem Feuchtesen¬ sor an die zentrale Auswerteeinheit übergeben werden. Der De¬ finitionsbereich für die Meßwerte kann der digitalen Rechen¬ einheit übergeben werden. Auf diese Weise können nicht rele¬ vante Werte oder Störspitzen ausgeblendet werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der obengenannten Auf¬ gabe, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, besteht darin, daß die Kapazitätsmeßschaltung eine Amplitudenstabi¬ lisierung derart aufweist, daß die Spannung an dem Streufeld¬ kondensator über die Zeit konstant ist. Diese erfindungsge¬ mäße Lösung trägt dem Umstand Rechnung, daß auch der Leitwert des Materials bzw. des Schüttguts als Störgröße in die Messung eingeht. Im elektrischen Ersatzschaltbild äußert sich dieser Leitwert als ein zum Streufeldkondensator parallel ge¬ schalteter Wirkwiderstand. Wird nun aber die Spannung am Streufeldkondensator durch eine Amplitudenstabilisierung in der Kapazitätsmeßschaltung konstant gehalten, so hat der Leit¬ wert des Materials bzw. des Schüttguts nur noch einen vernach¬ lässigbaren Einfluß. Um eine Amplitudenstabilisierung einzu¬ setzen, wird als Kapazitätsmeßschaltung zweckmäßigerweise ein Schwingkreis verwendet, dessen Frequenz ein Maß für die Kapa¬ zität des Streufeldkondensators ist. Beispielsweise kann der Streufeldkondensator zu einer Spule parallel geschaltet sein, wobei die an dem Schwingkreis anliegende Spannung durch einen Verstärker entdämpft wird. In dieser Anordnung kann die an dem Schwingkreis bzw. an dem Streufeldkondensator anliegende Spannung durch eine Amplitudenstabilisierung konstant gehal¬ ten werden, so daß Änderungen des Leitwerts des Schüttguts bzw. des Materials sich nur in vernachlässigbarer Weise auf die Resonanzfrequenz des Schwingkreises auswirken.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der obengenannten Aufga¬ be, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, besteht in einem Verfahren zur Kalibrierung des Feuchtesensors vor des¬ sen Inbetriebnahme. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Materialprobe mit bekannten dielektrischen Eigenschaften vor der Abschlußplatte des Feuchtesensors be¬ festigt. Der Feuchtesensor wird sodann auf die niedrigste zu¬ lässige Betriebstemperatur abgekühlt und sodann auf die höchste zulässige Betriebstemperatur aufgeheizt. Während des Aufheizenz wird eine Kalibriertabelle in Abhängigkeit der Me߬ signale der Kapazitätsmeßschaltung und/oder des ersten Tempe¬ ratursensors und/oder des zweiten Temperatursensors und/oder weiterer Eingangsparameter erstellt, wobei die Werte in einem nichtflüchtigen Speicher der digitalen Recheneinheit abgelegt werden.

Der erfindungsgemäße Feuchtesenor wird somit einheitlich nach einem gemeinsamen Verfahren vor dessen Inbetriebnahme kali¬ briert. Hierdurch ist es insbesondere möglich, daß ein Feuchtesensor nach dessen Ausfall oder nach einem Verschleiß durch einen gleichartigen Feuchtesensor ersetzt werden kann, ohne daß die gesamte Anlage neu kalibriert oder justiert wer¬ den muß. Außerdem läßt sich auf diese Weise auch eine Steige¬ rung der Meßgenauigkeit erreichen, da die Kalibrierung unter reproduzierbaren Laborbedingungen erfolgen kann.

Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah¬ rens besteht darin, daß der Aufheizvorgang in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz des ersten und des zweiten Temperatursensors gesteuert wird. Insbesondere kann das Auf¬ heizen derart erfolgen, daß die Temperaturdifferenz des ersten und des zweiten Temperatursensors stets konstant ist. Hierdurch läßt sich erreichen, daß der Temperaturanstieg in-

nerhalb des Gehäuses und insbesondere an der Kapazitätsme߬ schaltung linear erfolgt. Dies hat wiederum den Vorteil, daß eine Abtastung der Werte für die Kalibriertabelle auf der gleichen Zeitbasis erfolgen kann, da aufgrund des linearen Temperaturanstiegs eine ungleichmäßige Änderung von Abtastwer¬ ten nicht berücksichtigt werden muß.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht einer Abschlußplatte mit aufge¬ dampfter Metallschicht eines Feuchtesensors,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Feuchte¬ sensors mit Flansch,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer unter einem Zu¬ schlagsilo angeordneten Prallplatte mit Feuchte¬ sensor,

Fig. 4 eine schematische Darstellung von mehreren in Prall- platten angeordneten Feuchtesensoren, die durch eine gemeinsame Busleitung mit einem zentralen Auswerte¬ gerät verbunden sind,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der Recheneinheit eines Feuchte¬ sensors und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Kalibriervorrichtung für einen Feuchtesensor.

Fig. 1 zeigt die Draufsicht einer Abschlußplatte 1 eines_ Feuchtesensors. Die Abschlußplatte 1 besteht aus einer Aluminiumoxid-Keramik und ist kreisrund ausgeführt. Kon¬ zentrisch dazu ist auf der dem Material bzw. Schüttgut ab¬ gewandten Seite eine Metallschicht 2 aufgedampft. Die Metall¬ schicht 2 bildet dabei einen Pol des Kondensators, während der andere Pol durch das umgebende Gehäuse oder eine in der Ebene der Abschlußplatte liegende Prallplatte gebildet wird. Durch Versuche wurde herausgefunden, daß die Dicke der Ab¬ schlußplatte 1 sehr viel kleiner sein muß als der Abstand d zwischen dem äußeren Rand der Metallschicht 2 und dem äußeren Rand der Abschlußplatte 1.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Feuchte¬ sensors 6. Das Gehäuse 3 des Feuchtesensors 6 wird durch einen Flansch 4 gehalten, der beispielsweise gegenüber einer Prallplatte verschraubt werden kann. Oberhalb des Flansches 4 befindet sich ein zylinderringförmiger Fortsatz 7, der durch die in Fig. 1 abgebildete Abschlußplatte 1 stirnseitig ge¬ schlossen ist. Die mit der Metallschicht 2 versehene Seite der Abschlußplatte 1 zeigt dabei in das innere des Gehäuses 3. Unterhalb des Flansches ist ein Kabeleinlaß 5 vorgesehen. Das Gehäuse 3, der Flansch 4 und der zylinderförmige Fortsatz 7 bestehen aus rostfreiem Edelstahl.

Fig. 3 zeigt den Einbau eines Feuchtesensors 6 in eine Prall- platte 10. Die Prallplatte 10 befindet sich unter der Aus¬ strömöffnung eines Zuschlagsilos 12. Die Ausströmöffnung des Zuschlagsilos 12 kann durch einen schwenkbaren Schieber 13 ge¬ öffnet und geschlossen werden, der über einen hydraulischen Stellzylinder 14 automatisch betätigt werden kann. Das aus der Öffnung des Silos austretende Schüttgut 15 trifft auf die Prallplatte 10 und wird von dieser in Richtung des Feuchtesen-

sors 6 abgelenkt. Durch die Ablenkung bildet sich auf der Prallplatte 10 ein gleitender Gutstrom 16 mit reproduzierba¬ rer Dichte und Geschwindigkeit aus. Der Feuchtesensor 6 ist so montiert, daß die Abschlußplatte 1 in einer Ebene der Prallplatte 10 montiert ist, so daß das von dem Feuchtesensor 6 erzeugte elektrische Streufeld 11 den gleitenden Gutström

16 durchdringen kann. Durch diese Anordnung kann die Volumen¬ feuchte in dem Schüttgut bestimmt werden. Da in dem gleiten¬ den Gutstrom 16 weiterhin die Materialdichte annähernd kon¬ stant ist, ist die gemessene Volumenfeuchte proportional zu der Gewichtsfeuchte des Schüttguts. Die somit bestimmte Ge¬ wichtsfeuchte kann nun zur Berechnung einer Feuchtekorrektur zwischen Zuschlagstoff und Wasser herangezogen werden. Diese Korrektur findet in einem nicht näher dargestellten Wiegebe¬ hälter statt, in den das Schüttgut 15 in Richtung des Pfeils

17 weitergeleitet wird.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung von mehreren in Prallplatten 10 angeordneten Feuchtesensoren 6, die parallel betrieben werden. Die Feuchtesensoren sind durch eine gemein¬ same Busleitung 20 mit einer zentralen Auswerteeinheit 21 ver¬ bunden. Von jedem Feuchtesensor 6 zur Busleitung 20 führt ein Verbindungskabel 22, das an der Steckerbuchse 5 des Feuchte¬ sensors 6 angeschlossen ist. Um den Leitungsaufwand gering zu halten, findet eine serielle Datenübertragung auf der Buslei¬ tung statt. Hierzu werden in der Busleitung 20 bzw. in dem Verbindungskabel 22 zwei Datenleitungen benötigt, außerdem wird durch zwei zusätzliche Leitungen der Feuchtesensor 6 mit Spannung versorgt.

Zur Durchführung einer Messung übermittelt die zentrale Aus¬ werteeinheit 21 einen Startauftrag an den jeweiligen Feuchte¬ sensor 6, dem eine entsprechende Adresse zugeordnet ist.

Daraufhin startet die in dem Feuchtesensor angeordnete Rechen¬ einheit eine Messung, wobei mehrere Meßwerte über die Zeit ge- mittelt werden. Ist die Messung abgeschlossen, wird der be¬ rechnete Feuchtewert an die zentrale Auswerteeinheit 21 als Ergebnis übergeben. Zusätzlich zum Feuchtewert können selbst¬ verständlich auch weitere, bereits im Sensor aufbereitete Da¬ ten übertragen werden, wie zum Beispiel Temperaturen, Mittel¬ werte, Fehlermeldungen oder Meßstatus. Ferner kann der Start¬ auftrag der zentralen Auswerteeinheit auch weitere Informati¬ onen enthalten, so daß die Messung gegebenenfalls parame- triert durchgeführt werden kann.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild der Recheneinheit und den daran angeschlossenen Komponenten eines Feuchtesensors. Der Streufeldkondensator 27 wird durch einen gehäuseseitigen Pol 28 und einen sensorseitigen Pol 29 gebildet. Der gehäuse- seitge Pol 28 wird durch das Gehäuse 3 bzw. die daran an¬ schließende Prallplatte 10 gebildet und ist elektrisch mit Masse verbunden. Der sensorseitige Pol 29 ist mit der auf¬ gedampften Metallschicht 2 verbunden. Beim Anlegen einer Spannung zwischen den Polen 28 und 29 bildet sich ein Streu¬ feld des Streufeldkondensators 27 aus, wobei die Kapazi¬ tätsänderungen des Streufeldkondensators 27 aufgrund Feuch¬ teänderungen des gleitenden Gutstroms 16 durch die Kapazitäts¬ meßschaltung 30 ausgewertet werden. Parallel zu dem Streufeld¬ kondensator 27 ist ein Schwingkreis 32 bestehend aus einer Spule und einem weiteren Kondensator geschaltet. Der Schwing¬ kreis 32 wird durch den Verstärker 33 entdämpft und schwingt auf dessen Resonanzfrequenz im Megahertzbereich. Die Amplitu¬ denstabilisierung 31 hält dabei die Spannung am Streufeldkon¬ densator 27 konstant. Hierdurch wird zum einen sicherge¬ stellt, daß der Verstärker 33 nicht übersteuert, zum anderen kann damit aber wirkungsvoll der Einfluß verschiedenen Leit-

fähigkeiten des Schüttguts unterdrückt werden. Dies erklärt sich dadurch, daß die Leitfähigkeit des Schüttguts elektrisch gesehen einen Wirkwiderstand parallel zum Streufeldkondensa¬ tor 27 darstellt, dessen Widerstandsänderung dann zu vernach¬ lässigen ist, wenn die Spannung am Streufeldkondensator durch die Amplitudenstabilisierung 31 konstant gehalten wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers wird einem Synchronzähler 34 zugeführt. Zur Steuerung des gesamten Auswertevorgangs ist ein MikroController 36 vorgesehen, dem über einen Multiplexer 40 und einen AD-Wandler 43 mehrere Meßsignale zugeführt wer¬ den können. Weiterhin weist der Mikrocontroller 36 eine Schnittstelle zu einem Schnittstellenbaustein 44 auf, an dem das Verbindungskabel 22 angeschlossen werden kann. An dem Bus 35 des Mikrocontrollers ist der Synchronzähler 34 sowie ein Eprom 37 angeschlossen.

Als Eingangssignale des Multiplexers 40 dienen die Meßsignale eines ersten Temperatursensors 38, eines zweiten Tempera¬ tursensors 39, einer Referenzspannungsquelle 41 und weiterer Meßsignale 42. Der erste Temperatursensor 38 mißt die Tempe¬ ratur auf der Kapazitätsmeßschaltung 30, wobei die Kapazitäts¬ meßschaltung als Hybridschaltkreis realisiert ist. Als Subs¬ trat des Hybridschaltkreises wird ein Aluminiumoxid ver¬ wendet, durch dessen gute Wärmeleitfähigkeit eine zuver¬ lässige Temperaturmessung des ersten Temperatursensors 38 ge¬ währleistet ist. Der zweite Temperatursensor ist an der Ab¬ schlußplatte 1 angebracht und mißt die Temperatur der Ab¬ schlußplatte bzw. des auf der Abschlußplatte gleitenden Schüttguts. Über den Anschluß 42 können von dem Multiplexer 40 weitere Meßsignale, wie zum Beispiel die feuchtigkeits¬ spezifische Dichte eines Schüttguts, eingelesen werden. Der Multiplexer 40 wird von dem Mikrocontroller 36 getaktet und führt das jeweilige Multiplex-Signal einem AD-Wandler 43 zu,

dessen digitaler Ausgangswert von dem Mikrocontroller 36 ein¬ gelesen wird.

Erhält der Mikrocontroller 36 über das Verbindungskabel 22 von der zentralen Auswerteeinheit 21 den Startbefehl für einen Meßauftrag, so wird der Zählerstand des Synchronzählers 34 über den Bus 35 auf Null gesetzt. Das Taktsignal des Ver¬ stärkers 33 bewirkt sodann ein Hochzählen des Synchronzählers 34, wobei der Zählerstand des Synchronzählers 34 die Anzahl der Resonanzschwingungen des Schwingkreises 32 über eine ge¬ wisse Zeit darstellt. Nach einer vorgegebenen Zeit, die über einen in dem Mikrocontroller 36 integrierten Timer ermittelt wird, wird der Synchronzähler 34 durch den Mikrocontroller 36 über den Bus 35 ausgelesen. Aus dem Zählerstand und der abge¬ laufenen Zeit kann die Frequenz des Schwingkreises 32 ermit¬ telt werden, die ein Maß für die Kapazitätsänderung des Streu¬ feldkondensators 27 ist. Zusammen mit den über den Multi¬ plexer 40 eingelesenen Meßsignalen dient die errechnete Fre¬ quenz nun als Eingangsparameter für eine Kalibriertabelle, die vorher von dem Mikrocontroller aus dem Eprom 37 in dessen Arbeitsspeicher geladen wurde. Ausgangswert der Kalibrierta¬ belle ist ein bestimmter Feuchtewert, der als Ergebnis von dem Mikrocontroller 36 über den Schnittstellenbaustein 44 und das Verbindungskabel 22 an die zentrale Auswerteeinheit 21 weitergeleitet wird. Gegebenenfalls kann auch eine Mittelung über mehrere Meßwerte erfolgen, bevor eine Meßwertübertragung zu der zentralen Auswerteeinheit 21 stattfindet.

Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine Kalibriervorrichtung für einen Feuchtesensor zum Erstellen einer in dem Eprom 37 abzuspeichernden Kalibriertabelle. Hierzu wird der Feuchtesen¬ sor 6 vor dessen Inbetriebnahme mittels eines Schnellspanners 60 auf einem Metallgehäuse 61 befestigt. Die Abschlußplatte 1

des Feuchtesensors liegt dabei auf einer Materialprobe mit be¬ kannten dielektrischen Eigenschaften auf. Aufgrund der bekann¬ ten dielektrischen Eigenschaften der Materialprobe kann die Kalibriertabelle in Abhänigkeit der bei dem Mulitplexer 40 eingehenden Meßsignale erstellt werden. Hierzu wird der auf dem Metallgehäuse 21 festgespannte Feuchtesensor zunächst auf die niedrigste zulässige Betriebstemperatur abgekühlt, also beispielsweise auf -10°. Sodann erfolgt eine Aufheizung des Feuchtesensors auf die höchste zulässige Betriebstemperatur, die beispielsweise 80" beträgt. Die Aufheizung erfolgt dabei mittels einer Heizplatte 63, die unter der Materialprobe 62 angebracht ist. Beim Durchfahren dieser Temperaturspanne wer¬ den nun in Abhängigkeit der Meßsignale des ersten Temperatur¬ sensors 38, des zweiten Temperatursensors 39 sowie weiterer Meßsignale Kalibrierwerte für eine bestimmte Feuchte bei gege¬ bener Frequenz des Schwingkreises 32 abgespeichert. Die der¬ art erstellte Kalibriertabelle wird zusammen mit dem Steuer¬ programm des Mikrocontrollers in dem Eprom 37 abgelegt, des¬ sen Inhalt beim Hochlauf des Mikrocontrollers in dessen Ar¬ beitsspeicher geladen wird.

Wird während des Aufheizvorgangs die Heizung 63 stets mit maximaler Leistung betrieben, so steigt die Temperatur im Inneren des Feuchtesensors 6 exponentiell an und nähert sich immer langsamer dem Endwert. Ein derartiger Temperaturanstieg hat den Nachteil, daß am Anfang des Temperaturanstiegs eine schnelle Abtastung der Meßwerte aufgrund der starken Änderun¬ gen erfolgen muß, während zum Ende des Meßvorgangs hin sich die Meßwerte nur langsam ändern und somit bei gleicher Abtast¬ rate unnötig viele Meßpunkte aufgenommen werden. Deshalb kann es besonders vorteilhaft sein, die Heizung mit einer zusätz¬ lichen Regelung zu versehen, die sicherstellt, daß die Tempe¬ raturdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Temperatur-

sensor konstant bleibt. Da der erste Temperatursensor sich im inneren des Gehäuses 3 des Feuchtesensors 6 befindet, während der zweite Temperatursensor am Gehäuse selber befestigt ist, wird durch die konstante Temperaturdifferenz zwischen beiden Temperatursensoren ein konstanter Wärmestrom vom Äußeren des Gehäuses in das Innere sichergestellt. Hierdurch erfolgt auch ein annähernd konstanter Temperaturanstieg im Inneren des Ge¬ häuses, der eine wesentlich bessere Aufnahme der Kalibrierwer¬ te ermöglicht.