DE102019200707A1 - Measuring arrangement and method for measuring moisture in a cavity of a bodyshell - Google Patents

Measuring arrangement and method for measuring moisture in a cavity of a bodyshell Download PDF

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Manfred Stadler
Friedrich Retzer
Daniel Scholz
Markus Thurmeier
Michael Salewski
Henning Löser
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung (1) zur Messung von Feuchtigkeit (3) in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie (5), mit einem elektrischen Schwingkreis (10), welcher eine elektrische Spule (L) und einen elektrischen Kondensator (C) und korrespondierende elektrische Verbindungen (14) umfasst, und einer Messvorrichtung (20), wobei der elektrischen Kondensator (C) derart an der Rohbaukarosserie (5) angeordnet ist, dass sich dessen Kapazität bei Eindringen von Feuchtigkeit (3) in den Hohlraum aufgrund einer veränderten Dielektrizitätskonstante verändert, wobei die Messvorrichtung (20) die Kapazität des elektrischen Kondensators (C) ermittelt, sowie ein Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit (3) in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie (5) mit einer solchen Messanordnung (1). Erfindungsgemäß umfasst die Messvorrichtung (20) eine Auswerte- und Steuereinheit (22) und eine elektrische Koppelspule (LK) umfasst, wobei die Messvorrichtung (20) über eine induktive Kopplung (12) zwischen der elektrischen Koppelspule (LK) und der elektrischen Spule (L) berührungslos mit dem Schwingkreis (10) gekoppelt ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) über die induktive Kopplung (12) den elektrischen Schwingkreis (10) zum Schwingen anregt und aus dem angeregten elektrischen Schwingkreis (10) die aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators (C) bestimmt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) aus der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensator (C) auf das Maß der in den Hohlraum eingedrungenen Feuchtigkeit (3) schließt.The invention relates to a measuring arrangement (1) for measuring moisture (3) in a cavity of a bodyshell (5), with an electrical resonant circuit (10), which has an electrical coil (L) and an electrical capacitor (C) and corresponding electrical connections (14), and a measuring device (20), the electrical capacitor (C) being arranged on the bodyshell (5) in such a way that its capacity changes when moisture (3) enters the cavity due to a changed dielectric constant, whereby the measuring device (20) determines the capacitance of the electrical capacitor (C), and a method for measuring moisture (3) in a cavity of a bodyshell (5) with such a measuring arrangement (1). According to the invention, the measuring device (20) comprises an evaluation and control unit (22) and an electrical coupling coil (LK), the measuring device (20) via an inductive coupling (12) between the electrical coupling coil (LK) and the electrical coil (L ) is coupled to the resonant circuit (10) in a contactless manner, the evaluation and control unit (22) stimulating the electrical resonant circuit (10) to vibrate via the inductive coupling (12) and the current capacitance of the electrical from the excited electric resonant circuit (10) Capacitor (C) is determined, the evaluation and control unit (22) concluding from the current capacity of the electrical capacitor (C) the degree of moisture (3) penetrating into the cavity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie mit einer solcher Messanordnung.The invention relates to a measuring arrangement for measuring moisture in a cavity of a bodyshell according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for measuring moisture in a cavity of a bodyshell with such a measuring arrangement.

Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie sind in zahlreichen Variationen bekannt. So kann beispielsweise über eine Widerstandsmessung festgestellt werden, ob Feuchtigkeit in einen Hohlraum eingedrungen ist. Hierbei können beispielsweise Feuchtigkeitsdetektoren in einen Teppichboden bzw. in eine auf dem Bodenblech der Karosserie angeordnete Dämmschicht eingestochen werden, um zu prüfen, ob Feuchtigkeit in die Karosserie eingedrungen ist. Als nachteilig kann hierbei angesehen werden, dass bei dickem Schaum kein sicheres Messergebnis möglich ist. Zudem ist in abgeschlossenen Hohlräumen von Fahrzeugträgern keine Messung möglich. Weiterhin sind zur Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen optische und/oder haptische Verfahren bekannt, bei welchen die Dämmschicht und der Teppichboden aus dem Fahrzeug herausgenommen werden, um so ein mögliches Eindringen von Wasser festzustellen. Dies ist jedoch sehr zweitaufwändig. Zudem muss zuerst ein Zugang zum Messraum geschaffen werden. Außerdem ist es bekannt die Dichtigkeit mittels eines Dochts zu überprüfen, welcher auch unter dickem Schaum messen kann. Auch hier muss erst ein Zugang zum Messraum geschaffen werden.Numerous variations of the measuring arrangement for measuring moisture in a cavity of a bodyshell are known. For example, a resistance measurement can be used to determine whether moisture has entered a cavity. For example, moisture detectors can be pierced into a carpet or into an insulation layer arranged on the floor panel of the body in order to check whether moisture has penetrated into the body. It can be considered a disadvantage here that a reliable measurement result is not possible with thick foam. In addition, no measurement is possible in closed cavities of vehicle carriers. Furthermore, optical and / or haptic methods are known for the leak test of motor vehicles, in which the insulation layer and the carpet are removed from the vehicle in order to determine a possible penetration of water. However, this is very time-consuming. In addition, access to the measuring room must first be created. It is also known to check the tightness using a wick, which can also measure under thick foam. Here, too, access to the measuring room must first be created.

Aus der DE 198 15 062 A1 ist eine gattungsgemäße Messanordnung bekannt, welche zur Detektion von Feuchtigkeit bei einer Dichtheitsprüfung von Kraftfahrzeugen eingesetzt wird. Hierbei wird die Fahrzeugkarosserie einem Wasserschwall ausgesetzt. Anschließend wird zwischen dem Bodenblech der Karosserie und einer elektrisch leitfähigen Schicht, die über der Innenfläche des Bodenblechs so angeordnet ist, dass ein Zwischenraum zwischen dem Bodenblech und der leitfähigen Schicht besteht, eine elektrische Spannung angelegt und die Kapazität der Anordnung aus Bodenblech und leitfähiger Schicht gemessen. Aus der gemessenen Kapazität wird ermittelt, ob sich Wasser zwischen dem Bodenblech und der leitfähigen Schicht angesammelt hat.From the DE 198 15 062 A1 a generic measuring arrangement is known, which is used for the detection of moisture during a leak test of motor vehicles. Here, the vehicle body is exposed to a surge of water. An electrical voltage is then applied between the floor panel of the body and an electrically conductive layer, which is arranged over the inner surface of the floor panel such that there is a space between the floor panel and the conductive layer, and the capacitance of the arrangement of the floor panel and the conductive layer is measured . From the measured capacitance, it is determined whether water has accumulated between the floor panel and the conductive layer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie sowie ein Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie unter Anwendung einer solchen Messanordnung bereitzustellen, welche in beliebigen Hohlräumen einer Rohbaukarosserie eine berührungslose Messung von Feuchtigkeit ermöglicht.The invention is based on the object of providing a measuring arrangement for measuring moisture in a cavity of a body-in-white and a method for measuring moisture in a cavity of a body-in-white using such a measuring arrangement, which enables contactless measurement of moisture in any cavities of a body-in-white .

Diese Aufgabe wird durch eine Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a measuring arrangement for measuring moisture in a cavity of a body-in-white body with the features of claim 1 and by a method for measuring moisture in a cavity of a body-in-white body with the features of claim 6. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Um eine Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie bereitzustellen, welche in beliebigen Hohlräumen einer Rohbaukarosserie eine berührungslose Messung von Feuchtigkeit ermöglicht, umfasst eine Messvorrichtung eine Auswerte- und Steuereinheit und eine elektrische Koppelspule. Hierbei ist die Messvorrichtung über eine induktive Kopplung zwischen der elektrischen Koppelspule und einer elektrischen Spule berührungslos mit einem Schwingkreis gekoppelt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit über die induktive Kopplung den elektrischen Schwingkreis zum Schwingen anregt und aus dem angeregten elektrischen Schwingkreis eine aktuelle Kapazität eines elektrischen Kondensators bestimmt. Die Auswerte- und Steuereinheit schließt aus der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensator auf das Maß der in den Hohlraum eingedrungenen Feuchtigkeit zurück.In order to provide a measuring arrangement for measuring moisture in a cavity of a body-in-white, which enables a non-contact measurement of moisture in any cavities of a body-in-white, a measuring device comprises an evaluation and control unit and an electrical coupling coil. Here, the measuring device is coupled to an oscillating circuit via an inductive coupling between the electrical coupling coil and an electrical coil, the evaluation and control unit stimulating the electrical oscillating circuit to oscillate via the inductive coupling and a current capacitance of an electrical capacitor from the excited electrical oscillating circuit certainly. The evaluation and control unit draws from the current capacity of the electrical capacitor to the degree of moisture that has penetrated into the cavity.

Zudem wird ein Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie unter Verwendung einer solchen Messanordnung vorgeschlagen. Hierbei wird die Rohbaukarosserie einem Flüssigkeitsschwall ausgesetzt. Anschließend wird der elektrische Schwingkreis zum Schwingen angeregt und eine aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators ermittelt, wobei eingedrungene Feuchtigkeit im Falle einer Undichtigkeit die Kapazität des elektrischen Kondensators beeinflusst. Zudem wird die ermittelte aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators mit einer Referenzkapazität im trockenen Zustand verglichen, wobei auf in den Hohlraum eingedrungene Feuchtigkeit geschlossen wird, wenn eine Abweichung der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators von der Referenzkapazität einen Schwellwert übersteigt.In addition, a method for measuring moisture in a cavity of a bodyshell using such a measuring arrangement is proposed. The bodyshell is exposed to a surge of liquid. The electrical oscillating circuit is then excited to oscillate and a current capacitance of the electrical capacitor is determined, with moisture penetration influencing the capacitance of the electrical capacitor in the event of a leak. In addition, the determined current capacitance of the electrical capacitor is compared with a reference capacitance in the dry state, and it is concluded that moisture has entered the cavity if a deviation of the current capacitance of the electrical capacitor from the reference capacitance exceeds a threshold value.

Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen bei geringem Materialeinsatz eine Feuchtigkeitsmessung mit einer sehr guten Messgüte und einer reduzierten Fehleranfälligkeit. Zudem ist durch die induktive Koppelung auch eine Feuchtigkeitsmessung in unzugängliche Bauräumen möglich.Embodiments of the invention enable a moisture measurement with a very good measurement quality and a reduced susceptibility to errors with little use of material. In addition, the inductive coupling also enables moisture measurement in inaccessible installation spaces.

Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie umfassen einen elektrischen Schwingkreis, welcher eine elektrische Spule und einen elektrischen Kondensator und korrespondierende elektrische Verbindungen umfasst, und eine Messvorrichtung. Hierbei ist der elektrischen Kondensator derart an der Rohbaukarosserie angeordnet, dass sich dessen Kapazität bei Eindringen von Feuchtigkeit in den Hohlraum aufgrund einer veränderten Dielektrizitätskonstante verändert, wobei die Messvorrichtung die Kapazität des elektrischen Kondensators ermittelt.Embodiments of the measuring arrangement according to the invention for measuring moisture in a cavity of a bodyshell include an electrical resonant circuit, which comprises an electrical coil and an electrical capacitor and corresponding electrical connections, and a measuring device. Here, the electrical capacitor is arranged on the bodyshell in such a way that its capacity changes when moisture enters the cavity due to a changed dielectric constant, the measuring device determining the capacitance of the electrical capacitor.

Unter einer Auswerte- und Steuereinheit wird im Folgenden eine elektrische Baugruppe verstanden, welche einen Signalgenerator umfasst, um den elektrischen Schwingkreis zum Schwingen anzuregen. Zudem kann die Auswerte- und Steuereinheit nach der Anregung des Schwingkreises eine korrespondierende Resonanzfrequenz des Schwingkreises messen und diese zur Ermittlung der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators des Schwingkreises auswerten. Da eine Induktivität der elektrischen Spule des Schwingkreises konstant ist, wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises durch die Kapazität des elektrischen Kondensators bestimmt, welche von der Dielektrizitätskonstante abhängig ist. Da sich das Dielektrikum des elektrischen Kondensators aufgrund von in den Hohlraum eingedrungener Feuchtigkeit verändert, ändert sich die Kapazität des Kondensators und damit die Resonanzfrequenz des Schwingkreise in Abhängigkeit der eingedrungenen Feuchtigkeit. Somit kann die Auswerte- und Steuereinheit basierend auf der gemessenen Resonanzfrequenz die aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators berechnen und aus der berechneten aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators auf das Maß der eingedrungenen Feuchtigkeit schließen.An evaluation and control unit is understood below to mean an electrical assembly which comprises a signal generator in order to excite the electrical oscillating circuit to oscillate. In addition, the evaluation and control unit can measure a corresponding resonance frequency of the resonant circuit after the excitation of the resonant circuit and evaluate it to determine the current capacitance of the electrical capacitor of the resonant circuit. Since an inductance of the electrical coil of the resonant circuit is constant, the resonance frequency of the resonant circuit is determined by the capacitance of the electrical capacitor, which is dependent on the dielectric constant. Since the dielectric of the electrical capacitor changes due to moisture that has penetrated into the cavity, the capacitance of the capacitor and thus the resonance frequency of the resonant circuits change depending on the moisture that has penetrated. The evaluation and control unit can thus calculate the current capacitance of the electrical capacitor on the basis of the measured resonance frequency and infer the degree of moisture penetration from the calculated current capacitance of the electrical capacitor.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Messanordnung können die elektrische Spule und/oder der elektrische Kondensator und/oder die elektrischen Verbindungen jeweils auf einer Oberfläche der Rohbaukarosserie angeordnet werden. Zudem können die elektrische Spule und/oder der elektrische Kondensator und/oder die elektrischen Verbindungen des elektrischen Schwingkreises automatisch auf die Rohbaukarosserie aufgetragen werden. So können die einzelnen Komponenten des Schwingkreises beispielsweise durch einen Roboter auf die Oberfläche der Rohbaukarosserie aufgebracht werden.In an advantageous embodiment of the measuring arrangement, the electrical coil and / or the electrical capacitor and / or the electrical connections can each be arranged on a surface of the bodyshell. In addition, the electrical coil and / or the electrical capacitor and / or the electrical connections of the electrical resonant circuit can be automatically applied to the bodyshell. For example, the individual components of the resonant circuit can be applied to the surface of the bodyshell by a robot.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messanordnung kann der elektrische Kondensator als Doppelleiter ausgebildet werden, dessen beide Leiter in einem vorgegebenen Abstand parallel zueinander verlaufen. Hierbei kann der als Doppelleiter ausgebildete elektrische Kondensator in Mäanderform oder Zick-Zack-Form oder in Wellenform oder in einer anderen geeigneten Form auf einem flächigen Bauteil der Rohbaukarosserie angeordnet werden. Dadurch kann auch in Hohlräumen von großen Bauteilen, wie beispielsweise zwischen einem Fahrzeugbodenblech und einem korrespondierenden Bodenbelag, oder zwischen einem Kofferraumbodenblech und einem korrespondierenden Bodenbelag, ermittelt werden, ob Feuchtigkeit eingedrungen ist.In a further advantageous embodiment of the measuring arrangement, the electrical capacitor can be designed as a double conductor, the two conductors of which run parallel to one another at a predetermined distance. Here, the electrical capacitor designed as a double conductor can be arranged in a meandering shape or zigzag shape or in a wave shape or in another suitable shape on a flat component of the bodyshell. As a result, it is also possible to determine in the cavities of large components, for example between a vehicle floor panel and a corresponding floor covering, or between a trunk floor panel and a corresponding floor covering, whether moisture has entered.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messanordnung kann die elektrische Spule an einer vor Feuchtigkeit geschützten Stelle angeordnet werden. So kann die elektrische Spule des Schwingkreises beispielsweise im Fahrzeuginnenraum hinter einem Verkleidungsteil oder in einer Fahrzeugtür angeordnet werden. Hierbei sind die elektrischen Verbindungen länger ausgeführt, um die elektrische Spule des Schwingkreises mit dem in einem Hohlraum der Rohbaukarosserie angeordneten elektrischen Kondensator zu verbinden. Des Weiteren kann die elektrische Spule in einem Boden eines Becherhalters integriert werden, wobei die elektrische Koppelspule der Messvorrichtung zur Feuchtigkeitsmessung in den Becherhalter eingeführt werden kann.In a further advantageous embodiment of the measuring arrangement, the electrical coil can be arranged at a location protected from moisture. For example, the electrical coil of the resonant circuit can be arranged in the vehicle interior behind a trim part or in a vehicle door. In this case, the electrical connections are longer in order to connect the electrical coil of the resonant circuit to the electrical capacitor arranged in a cavity of the bodyshell. Furthermore, the electrical coil can be integrated in a bottom of a cup holder, wherein the electrical coupling coil of the measuring device for moisture measurement can be inserted into the cup holder.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Messanordnung können die elektrische Spule und/oder der elektrische Kondensator und/oder die elektrische Verbindungen des elektrischen Schwingkreises aus einem elektrisch leitenden Lack und/oder aus einem elektrisch leitenden Metallband bestehen. Durch den elektrisch leitenden Lack kann der elektrische Kondensator kostengünstig auf die großen flächigen Bauteile aufgebracht werden. Das elektrische leitende Metallband kann aufgrund der sehr guten elektrischen Leitfähigkeit vorzugsweise als Kupferband ausgeführt werden.In a further advantageous embodiment of the measuring arrangement, the electrical coil and / or the electrical capacitor and / or the electrical connections of the electrical resonant circuit can consist of an electrically conductive lacquer and / or an electrically conductive metal strip. Due to the electrically conductive lacquer, the electrical capacitor can be applied inexpensively to the large flat components. Due to the very good electrical conductivity, the electrically conductive metal strip can preferably be designed as a copper strip.

Alternativ können die elektrische Spule und/oder der elektrische Kondensator und/oder die elektrischen Verbindungen in einen Bereich der Rohbaukarosserie integriert werden.Alternatively, the electrical coil and / or the electrical capacitor and / or the electrical connections can be integrated into an area of the bodyshell.

Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention. Embodiments are thus also to be regarded and encompassed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, but which emerge and can be generated from the explained embodiments by separate combinations of features.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:

  • 1 ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Messanordnung zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie; und
  • 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. In the Drawing designate the same reference numerals components or elements that perform the same or analog functions. Here show:
  • 1 a schematic circuit diagram of an embodiment of a measuring arrangement according to the invention for measuring moisture in a cavity of a bodyshell; and
  • 2nd a schematic flow diagram of an embodiment of a method according to the invention for measuring moisture in a cavity of a body shell.

Wie aus 1 ersichtlich ist, weist die Messanordnung 1 zur Messung von Feuchtigkeit 3 in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie 5 im dargestellten Ausführungsbeispiel einen elektrischen Schwingkreis 10, welcher eine elektrische Spule L und einen elektrischen Kondensator C und korrespondierende elektrische Verbindungen 14 umfasst, und eine Messvorrichtung 20 auf. Der elektrische Kondensator C ist derart an der Rohbaukarosserie 5 angeordnet, dass sich dessen Kapazität bei Eindringen von Feuchtigkeit 3 in den Hohlraum aufgrund einer veränderten Dielektrizitätskonstante verändert. Hierbei ermittelt die Messvorrichtung 20 die Kapazität des elektrischen Kondensators C.How from 1 can be seen, the measuring arrangement 1 for measuring moisture 3rd in a cavity of a body-in-white 5 in the illustrated embodiment, an electrical resonant circuit 10th which is an electrical coil L and an electrical capacitor C. and corresponding electrical connections 14 comprises, and a measuring device 20th on. The electrical capacitor C. is like that on the bodyshell 5 arranged that its capacity against moisture penetration 3rd changed in the cavity due to a changed dielectric constant. Here, the measuring device determines 20th the capacitance of the electrical capacitor C. .

Erfindungsgemäß umfasst die Messvorrichtung 20 eine Auswerte- und Steuereinheit 22 und eine elektrische Koppelspule LK. Die Messvorrichtung 20 ist über eine induktive Kopplung 12 zwischen der elektrischen Koppelspule LK und der elektrischen Spule L berührungslos mit dem Schwingkreis 10 gekoppelt. Die Auswerte- und Steuereinheit 22 regt über die induktive Kopplung 12 den elektrischen Schwingkreis 10 zum Schwingen an und bestimmt aus dem angeregten elektrischen Schwingkreis 10 die aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators C, wobei die Auswerte- und Steuereinheit 22 aus der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensator C auf das Maß der in den Hohlraum eingedrungenen Feuchtigkeit 3 schließt.According to the invention, the measuring device comprises 20th an evaluation and control unit 22 and an electrical coupling coil LK . The measuring device 20th is via an inductive coupling 12th between the electrical coupling coil LK and the electrical coil L contactless with the resonant circuit 10th coupled. The evaluation and control unit 22 stimulates the inductive coupling 12th the electrical resonant circuit 10th to vibrate and determined from the excited electrical resonant circuit 10th the current capacity of the electrical capacitor C. , the evaluation and control unit 22 from the current capacity of the electrical capacitor C. to the amount of moisture that has entered the cavity 3rd closes.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Messanordnung 1 sind die elektrische Spule L, der elektrische Kondensator C und die elektrischen Verbindungen 14 jeweils auf einer Oberfläche der Rohbaukarosserie 5 angeordnet. Hierbei bestehen die elektrische Spule L, der elektrische Kondensator C und die elektrische Verbindungen 14 des elektrischen Schwingkreises 10 jeweils aus einem elektrisch leitenden Kupferband. Hierbei ist die elektrische Spule L beispielsweise als flächige Spiralspule ausgeführt. Der elektrische Kondensator C ist beispielsweise als Doppelleiter mit zwei parallel mit einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnete Kupferbandstreifen ausgeführt. Hierbei ist der elektrische Kondensator C vorzugsweise an einem tiefsten Punkt des Hohlraums angeordnet, an welchem sich eingedrungene Feuchtigkeit zuerst sammelt. Die elektrische Spule L hingegen ist vorzugsweise an einer vor Feuchtigkeit geschützten Stelle angeordnet. So kann die Spule L beispielsweise an einer höheren Stelle des Hohlraums angeordnet. Alternativ kann die elektrische Spule L entfernt vom Hohlraum im Fahrzeuginnenraum hinter einem Verkleidungsteil oder in einer Fahrzeugtür angeordnet werden. In diesem Fall sind die elektrischen Verbindungen 14 als isolierte Verbindungkabel ausgeführt, um die elektrische Spule L des Schwingkreises 10 mit dem in einem Hohlraum der Rohbaukarosserie 5 angeordneten elektrischen Kondensator C zu verbinden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die elektrische Spule L des Schwingkreises in einen Boden eines Becherhalters integriert. Hierbei wird die elektrische Koppelspule LK der Messvorrichtung 20 zur Feuchtigkeitsmessung in den Becherhalter eingeführt.In the illustrated embodiment of the measuring arrangement 1 are the electrical coil L , the electric capacitor C. and the electrical connections 14 each on one surface of the bodyshell 5 arranged. Here are the electrical coil L , the electric capacitor C. and the electrical connections 14 of the electrical resonant circuit 10th each made of an electrically conductive copper tape. Here is the electrical coil L for example designed as a flat spiral coil. The electrical capacitor C. is designed, for example, as a double conductor with two copper strip strips arranged parallel to one another at a predetermined distance. Here is the electrical capacitor C. preferably arranged at a deepest point of the cavity, at which penetrated moisture collects first. The electrical coil L on the other hand, it is preferably arranged at a location protected from moisture. So can the coil L for example arranged at a higher point in the cavity. Alternatively, the electrical coil L away from the cavity in the vehicle interior behind a panel or in a vehicle door. In this case, the electrical connections 14 designed as an insulated connection cable to the electrical coil L of the resonant circuit 10th with that in a cavity of the bodyshell 5 arranged electrical capacitor C. connect to. In another embodiment, the electrical coil L of the resonant circuit integrated in a bottom of a cup holder. This is the electrical coupling coil LK the measuring device 20th inserted into the cup holder for moisture measurement.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Kondensator C in Mäanderform oder Zick-Zack-Form oder in Wellenform oder in einer anderen geeigneten Form auf einem flächigen Bauteil der Rohbaukarosserie 5, wie beispielsweise auf einem Fahrzeugbodenblech oder einem Kofferraumbodenblech angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der elektrische Kondensator C vorzugsweise als Doppelleiter aus elektrisch leitenden Lackspuren ausgebildet. Dadurch kann auch in Hohlräumen von großen Bauteilen kostengünstig ermittelt werden, ob Feuchtigkeit eingedrungen ist. Die elektrische leitenden Lackspuren des elektrischen Kondensators C des elektrischen Schwingkreises 10 werden automatisch durch einen Roboter auf die entsprechenden Bauteile der Rohbaukarosserie 5 aufgetragen.In an alternative embodiment, the capacitor C. in meander shape or zigzag shape or in wave form or in another suitable shape on a flat component of the body shell 5 , such as arranged on a vehicle floor panel or a trunk floor panel. In this embodiment, the electrical capacitor C. preferably designed as a double conductor made of electrically conductive traces of paint. In this way, it is also possible to inexpensively determine whether moisture has penetrated into the cavities of large components. The electrically conductive traces of paint on the electrical capacitor C. of the electrical resonant circuit 10th are automatically transferred by a robot to the corresponding components of the bodyshell 5 applied.

Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Messanordnung 1 sind die elektrische Spule L, der elektrische Kondensator C und die elektrischen Verbindungen 14 in einen Bereich der Rohbaukarosserie 5 integriert. So können die Komponenten des Schwingkreises 10 in Teile der Rohbaukarosserie 5 eingebettet werden, welche als Verbundwerkstoffteile oder als Kunststoffspritzgussteile ausgebildet sind.In an alternative embodiment of the measuring arrangement, not shown 1 are the electrical coil L , the electric capacitor C. and the electrical connections 14 in an area of the body shell 5 integrated. So the components of the resonant circuit 10th into parts of the bodyshell 5 embedded, which are designed as composite parts or as plastic injection molded parts.

Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, wird im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zur Messung von Feuchtigkeit 3 in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie 5 unter Verwendung der Messanordnung 1 aus 1 in einem Schritt S100 die Rohbaukarosserie 5 einem Flüssigkeitsschwall ausgesetzt. In einem Schritt S110 wird der elektrische Schwingkreis 10 berührungslos zum Schwingen angeregt und im Schritt S 120 wird eine aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators C berührungslos ermittelt, wobei eingedrungene Feuchtigkeit im Falle einer Undichtigkeit die Kapazität des elektrischen Kondensators C beeinflusst. Im Schritt S130 wird die ermittelte aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators C mit einer Referenzkapazität im trockenen Zustand verglichen, und im Schritt S140 wird auf in den Hohlraum eingedrungene Feuchtigkeit geschlossen, wenn eine Abweichung der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators C von der Referenzkapazität einen Schwellwert übersteigt.How from 2nd is further evident, is shown in the illustrated embodiment of the method according to the invention 100 for measuring moisture 3rd in a cavity of a body-in-white 5 using the measurement setup 1 out 1 in one step S100 the bodyshell 5 exposed to a surge of liquid. In one step S110 becomes the electrical resonant circuit 10th excited to vibrate without contact and in step S 120 one current capacity of the electrical capacitor C. Non-contact determined, penetration of moisture in the event of a leak, the capacity of the electrical capacitor C. influenced. In step S130 becomes the determined current capacitance of the electrical capacitor C. compared to a reference capacity in the dry state, and in the crotch S140 It is concluded that moisture has entered the cavity if there is a deviation in the current capacitance of the electrical capacitor C. of the reference capacity exceeds a threshold.

Die Koppelspule LK der Messvorrichtung 20 kann beispielsweise als tragbare Sonde ausgeführt werden, welche über ein Verbindungskabel mit der Auswerte- und Steuereinheit 22 verbunden ist. Zum Ermitteln der aktuellen Kapazität des Kondensators C des Schwingkreises wird die Sonde mit der Koppelspule LK in einem möglichst geringen Abstand über der elektrischen Spule L des Schwingkreises 10 platziert. Anschließend wird der Schwingkreis 10 über die induktive Kopplung 12 zwischen der Koppelspule LK und der elektrischen Spule L zum Schwingen angeregt und die korrespondierende Resonanzfrequenz des Schwingkreises 10 gemessen. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 10 wird dann zur Ermittlung der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators C des Schwingkreises 10 ausgewertet. Da eine Induktivität der elektrischen Spule L des Schwingkreises 10 konstant ist, bestimmt die Kapazität des elektrischen Kondensators C die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 10, welche von der Dielektrizitätskonstante abhängig ist. Das Dielektrikum des elektrischen Kondensators C verändert sich aufgrund von in den Hohlraum eingedrungener Feuchtigkeit und dadurch ändert sich auch die Kapazität des Kondensators C und damit die Resonanzfrequenz des Schwingkreise 10 in Abhängigkeit der eingedrungenen Feuchtigkeit. Somit kann basierend auf der gemessenen Resonanzfrequenz die aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators C berechnet und aus der berechneten aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators C kann auf das Maß der eingedrungenen Feuchtigkeit geschlossen werden.The coupling coil LK the measuring device 20th can be designed, for example, as a portable probe, which is connected to the evaluation and control unit via a connecting cable 22 connected is. To determine the current capacitance of the capacitor C. of the resonant circuit is the probe with the coupling coil LK at the smallest possible distance above the electrical coil L of the resonant circuit 10th placed. Then the resonant circuit 10th via inductive coupling 12th between the coupling coil LK and the electrical coil L excited to vibrate and the corresponding resonant frequency of the resonant circuit 10th measured. The resonant frequency of the resonant circuit 10th is then used to determine the current capacitance of the electrical capacitor C. of the resonant circuit 10th evaluated. Because an inductance of the electrical coil L of the resonant circuit 10th is constant, determines the capacitance of the electrical capacitor C. the resonance frequency of the resonant circuit 10th , which depends on the dielectric constant. The dielectric of the electrical capacitor C. changes due to moisture penetrating into the cavity and this also changes the capacitance of the capacitor C. and thus the resonance frequency of the resonant circuits 10th depending on the moisture penetration. The current capacitance of the electrical capacitor can thus be based on the measured resonance frequency C. calculated and from the calculated current capacity of the electrical capacitor C. the degree of moisture penetration can be concluded.

BezugszeichenlisteReference list

11
MessanordnungMeasuring arrangement
33rd
Feuchtigkeithumidity
55
RohbaukarosserieBodyshell
1010th
elektrischer Schwingkreiselectrical resonant circuit
1212th
induktive Kopplunginductive coupling
1414
elektrische Verbindungelectrical connection
CC.
Kondensatorcapacitor
LL
SpuleKitchen sink
2020th
MessvorrichtungMeasuring device
2222
Auswerte- und SteuereinheitEvaluation and control unit
LKLK
KoppelspuleCoupling coil
100100
Verfahren zur Messung von Feuchtigkeit in einem Hohlraum einer RohbaukarosserieMethod for measuring moisture in a cavity of a body-in-white
S100 bis S140S100 to S140
VerfahrensschrittProcedural step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 19815062 A1 [0003]DE 19815062 A1 [0003]

Claims (10)

Messanordnung (1) zur Messung von Feuchtigkeit (3) in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie (5), mit einem elektrischen Schwingkreis (10), welcher eine elektrische Spule (L) und einen elektrischen Kondensator (C) und korrespondierende elektrische Verbindungen (14) umfasst, und einer Messvorrichtung (20), wobei der elektrischen Kondensator (C) derart an der Rohbaukarosserie (5) angeordnet ist, dass sich dessen Kapazität bei Eindringen von Feuchtigkeit (3) in den Hohlraum aufgrund einer veränderten Dielektrizitätskonstante verändert, wobei die Messvorrichtung (20) die Kapazität des elektrischen Kondensators (C) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (20) eine Auswerte- und Steuereinheit (22) und eine elektrische Koppelspule (LK) umfasst, wobei die Messvorrichtung (20) über eine induktive Kopplung (12) zwischen der elektrischen Koppelspule (LK) und der elektrischen Spule (L) berührungslos mit dem Schwingkreis (10) gekoppelt ist, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) über die induktive Kopplung (12) den elektrischen Schwingkreis (10) zum Schwingen anregt und aus dem angeregten elektrischen Schwingkreis (10) die aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators (C) bestimmt, wobei die Auswerte- und Steuereinheit (22) aus der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensator (C) auf das Maß der in den Hohlraum eingedrungenen Feuchtigkeit (3) schließt.Measuring arrangement (1) for measuring moisture (3) in a cavity of a body-in-white (5), with an electrical resonant circuit (10) which comprises an electrical coil (L) and an electrical capacitor (C) and corresponding electrical connections (14) , and a measuring device (20), the electrical capacitor (C) being arranged on the bodyshell (5) such that its capacity changes when moisture (3) enters the cavity due to a changed dielectric constant, the measuring device (20 ) determines the capacitance of the electrical capacitor (C), characterized in that the measuring device (20) comprises an evaluation and control unit (22) and an electrical coupling coil (LK), the measuring device (20) via an inductive coupling (12) between the electrical coupling coil (LK) and the electrical coil (L) is coupled contactlessly with the resonant circuit (10), the evaluation and control Unit (22) via the inductive coupling (12) excites the electrical oscillating circuit (10) to oscillate and determines the current capacitance of the electrical capacitor (C) from the excited electrical oscillating circuit (10), the evaluation and control unit (22) the current capacitance of the electrical capacitor (C) to the degree of moisture penetrating into the cavity (3). Messanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) und/oder der elektrische Kondensator (C) und/oder die elektrischen Verbindungen (14) jeweils auf einer Oberfläche der Rohbaukarosserie (5) angeordnet sind.Measuring arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the electrical coil (L) and / or the electrical capacitor (C) and / or the electrical connections (14) are each arranged on a surface of the bodyshell (5). Messanordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) und/oder der elektrische Kondensator (C) und/oder die elektrischen Verbindungen (14) des elektrischen Schwingkreises (10) automatisch auf die Rohbaukarosserie (5) aufgetragen sind.Measuring arrangement (1) according to Claim 2 , characterized in that the electrical coil (L) and / or the electrical capacitor (C) and / or the electrical connections (14) of the electrical resonant circuit (10) are automatically applied to the bodyshell (5). Messanordnung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kondensator (C) als Doppelleiter ausgebildet ist, dessen beide Leiter in einem vorgegebenen Abstand parallel zueinander verlaufen.Measuring arrangement (1) according to Claim 2 or 3rd , characterized in that the electrical capacitor (C) is designed as a double conductor, the two conductors of which run parallel to one another at a predetermined distance. Messanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Doppelleiter ausgebildete elektrische Kondensator (C) in Mäanderform oder Zick-Zack-Form oder in Wellenform auf einem flächigen Bauteil der Rohbaukarosserie (5) angeordnet ist.Measuring arrangement (1) according to Claim 4 , characterized in that the electrical capacitor (C), which is designed as a double conductor, is arranged in a meandering or zigzag shape or in a wave shape on a flat component of the bodyshell (5). Messanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) an einer vor Feuchtigkeit geschützten Stelle angeordnet ist.Measuring arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the electrical coil (L) is arranged at a location protected from moisture. Messanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) in einem Boden eines Becherhalters integriert ist, wobei die elektrische Koppelspule (LK) der Messvorrichtung (20) zur Messung der Feuchtigkeit in den Becherhalter eingeführt wird.Measuring arrangement (1) according to Claim 6 , characterized in that the electrical coil (L) is integrated in a base of a cup holder, the electrical coupling coil (LK) of the measuring device (20) for measuring the moisture being introduced into the cup holder. Messanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) und/oder der elektrische Kondensator (C) und/oder die elektrische Verbindungen (14) des elektrischen Schwingkreises (10) aus einem elektrisch leitenden Lack und/oder aus einem elektrisch leitenden Metallband bestehen.Measuring arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the electrical coil (L) and / or the electrical capacitor (C) and / or the electrical connections (14) of the electrical resonant circuit (10) consist of an electrically conductive lacquer and / or an electrically conductive metal strip. Messanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Spule (L) und/oder der elektrische Kondensator (C) und/oder die elektrischen Verbindungen (14) in einen Bereich der Rohbaukarosserie (5) integriert sind.Measuring arrangement (1) according to Claim 1 , characterized in that the electrical coil (L) and / or the electrical capacitor (C) and / or the electrical connections (14) are integrated into an area of the body shell (5). Verfahren (100) zur Messung von Feuchtigkeit (3) in einem Hohlraum einer Rohbaukarosserie (5) unter Verwendung einer Messanordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Rohbaukarosserie (5) einem Flüssigkeitsschwall ausgesetzt wird, wobei der elektrische Schwingkreis (10) berührungslos zum Schwingen angeregt und eine aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators (C) berührungslos ermittelt wird, wobei eingedrungene Feuchtigkeit im Falle einer Undichtigkeit die Kapazität des elektrischen Kondensators (C) beeinflusst, wobei die ermittelte aktuelle Kapazität des elektrischen Kondensators (C) mit einer Referenzkapazität im trockenen Zustand verglichen wird, und wobei auf in den Hohlraum eingedrungene Feuchtigkeit geschlossen wird, wenn eine Abweichung der aktuellen Kapazität des elektrischen Kondensators (C) von der Referenzkapazität einen Schwellwert übersteigt.Method (100) for measuring moisture (3) in a cavity of a bodyshell (5) using a measuring arrangement (1) according to one of the Claims 1 to 9 , whereby the body-in-white (5) is exposed to a surge of liquid, the electrical oscillating circuit (10) being excited to vibrate without contact and a current capacitance of the electrical capacitor (C) being determined without contact, the penetration of moisture in the event of a leak causing the capacitance of the electrical capacitor ( C) is influenced, wherein the determined current capacitance of the electrical capacitor (C) is compared with a reference capacitance in the dry state, and the moisture penetrating into the cavity is inferred if a deviation of the current capacitance of the electrical capacitor (C) from the reference capacitance exceeds a threshold.
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