2.3.4 Realisierung eines bistabilen Feuchtesensorschalters mit Schalthysterese

Abstract

Hydrogel-basierte Sensorschalter können zur Inline-Überwachung der Luftfeuchte in Gebäuden, Containern, der Lebensmittelindustrie etc. eingesetzt werden. Der wesentliche Unterschied leistungsloser Feuchtesensoren zu gängigen Feuchtesensoren ist, dass für den Sensorbetrieb selbst keine Betriebsspannung benötigt wird. Auf diese Weise ermöglichen solche Sensorschalter eine deutliche Vereinfachung des Aufbaus. Das Prinzip basiert darauf, dass das Schalten des Mikroschalters beim Überschreiten eines Schwellwertes durch die Luftfeuchte selbst ausgelöst wird, so dass dafür keine elektrische Energie benötigt wird. Dies erfolgt durch einen Bimorphbalken mit einer Hydrogelschicht, die durch Änderungen der Luftfeuchtigkeit quillt bzw. entquillt. Um ein sicheres Schalten zu gewährleisten, muss die mechanische Struktur eine Schalthysterese aufweisen. Dabei kann die Hysterese durch ein belastungsabhängiges Ausbeulen einer axial belasteten Struktur hervorgerufen werden. In diesem Beitrag soll ein solcher Hydrogel-basierter Sensorschalter mit Schalthysterese für die Feuchte vorgestellt werden.