Ratgeber
Feuchtigkeit an sich ist weder lästig noch gefährlich. Es sei denn, sie steckt in hohen Anteilen in Holz, Beton, Mauerwerk oder Estrich. Mit Systemen zum Messen der Materialfeuchte kommt man dem Übel aber schnell auf die Spur.
Erfahren Sie hier, wie Materialfeuchtemessgeräte funktionieren, für welche Einsatzzwecke sie entwickelt wurden und welche Kriterien für die Beschaffung gelten sollten.
Feuchtigkeit in der Luft wird mit einem Hygrometer gemessen. Eine der ältesten und wohl auch bekanntesten Formen ist das Haarhygrometer. Es enthält ein Bündel menschlicher Haare oder Kunststofffasern, die sich bei hoher Luftfeuchtigkeit ausdehnen und bei niedriger zusammenziehen. Die Längenausdehnung wird zur Steuerung eines Zeigerinstruments genutzt. Zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von verschiedensten Materialien sind dagegen spezielle Feuchtigkeitsmesser notwendig.
Zwei Verfahren haben sich dabei durchgesetzt: Die resistive und die kapazitive Messung.
Resistives Verfahren
Resistive Materialfeuchtemessgeräte ermitteln die Änderung des elektrischen Widerstandes im Messobjekt.
Dazu verfügen sie über zwei Einstich-Messelektroden im Abstand von wenigen Zentimetern. Zwischen den beiden Einstichpunkten wird der ohmsche Widerstand des zu untersuchenden Materials gemessen – je geringer der Widerstand, desto höher ist die Feuchte an den Einstichstellen. Die Werte sind auf einem Display sichtbar, und zwar in der Regel als relative Feuchte.
Nachteil dieser Messmethode: Die Sensorspitzen müssen so tief wie möglich in das Material eindringen, um aussagefähige Daten zu erhalten. Es handelt sich somit um ein invasives Verfahren.
Kapazitives Verfahren
Für Anwendungen, bei denen die Unversehrtheit des Materials von Bedeutung sind, bieten sich kapazitive Materialfeuchtemessgeräte an.
Bei ihnen wird der Einfluss von Feuchtigkeit auf die Kapazität eines Kondensators gemessen. Ihr Sensor besteht beispielsweise aus einem metallischen Rohr mit einer Kugel an der Spitze.
Das Material wird damit lediglich berührt, die Eindringtiefe des vom Gerät erzeugten hochfrequenten Signals beträgt bis zu vier Zentimeter.
Kapazitive Materialfeuchtemessgeräte mit ihrer nicht-invasiven Messmethode sind robust gegenüber Effekten wie Kondensation und vorübergehend hohen Temperaturen.
Die Sensoren sind jedoch Verschmutzungs-, Drift- und Alterungseffekten ausgesetzt.
Hauptsächliches Einsatzgebiet von Materialfeuchtemessgeräten ist die Baubranche.
Es kann beispielsweise darum gehen, den Restfeuchtegehalt von Konstruktionsmaterialien zu bestimmen, bevor dieses verwendet wird.
Feuchtemessungen an Wänden, Decken oder Böden sind nach Wasserschäden obligatorisch. Hier geht es in erster Linie um Erfolg oder Misserfolg nachfolgender Trocknungsmaßnahmen.
Bausachverständige nutzen Materialfeuchtemessgeräte, um die Ursache für Schimmelpilzbefall unter Putz oder hinter Tapeten festzustellen. Denn die Vermehrung des Allergene freisetzenden Schimmelpilzes setzt eine relativ hohe Feuchtigkeit im Mauerwerk voraus.
Sollen nur hin und wieder Messungen erfolgen, bei denen winzige Einstiche tolerierbar sind und die ermittelten Werte nur Anhaltspunkte liefern sollen, genügen meist Geräte der Einstiegsklasse mit resistiver Messung. Für die Beurteilung der Restfeuchte von Baustoffen ist allerdings darauf zu achten, dass die beiden Messspitzen tief genug eindringen können. Es kann durchaus vorkommen, dass zum Beispiel Hölzer für den Dachstuhl oberflächlich trocken erscheinen, obwohl wenige Zentimeter tiefer noch Feuchtigkeit gebunden ist.
Sollen Messungen an verschiedensten Baumaterialien zerstörungsfrei erfolgen, sind kapazitive Messgeräte mit erweitertem Funktionsumfang zu empfehlen. Zu den Features gehört beispielsweise eine integrierte Datenbank für unterschiedliche Baumaterialien, die das Umrechnen der Korrekturfaktoren für verschiedene Hölzer erspart. Eine eingebaute Temperaturkompensation sollte ebenso vorhanden sein wie die Vorab-Kalibrierung je nach zu prüfendem Material.
High-end-Geräte verfügen zudem sowohl über eine Digitalkamera für infrarotes und sichtbares Licht als auch über eine Wärmebildkamera. Oft sind auch die Sensoren austauschbar. Durch die Speicherung von Messwerten und Bildern ist eine kontinuierliche Dokumentation der Messungen auch visuell möglich. Schnittstellen wie USB zum schnellen und einfachen Datenaustausch sind in der Regel ebenfalls vorhanden.
Nicht unwesentlich für die Beschaffung sind – neben der Gerätespezifikation für Holz, Baustoffe und sonstige Materialien wie Futtermittel oder Dämmstoffe – die Messbereiche. Für das Messen von Holzfeuchtigkeit liegt der Messbereich im Minimum zwischen minus 50 und 10 Prozent, die Maxima reichen von 20 bis 500 Prozent. Bei Baufeuchtigkeit beginnt die Minimum-Skala bei minus 50 Prozent und endet bei 6 Prozent, im Maximum des Messbereichs sind Werte zwischen 20 und 550 Prozent üblich. Kommt es auf hohe Messgenauigkeit an, sind Geräte mit einer Toleranz von maximal einem Prozent zu empfehlen.
Die weitaus meisten im Handel zu findenden Materialfeuchtemessgeräte sind als Handgeräte für den Batterie- oder Akkubetrieb konstruiert. Ihr Gewicht liegt üblicherweise unter 250 Gramm. Bei einigen Messgeräten ist außerdem eine Selbsttest-Funktion zu finden.
Nach welchem technischen Prinzip arbeitet der kapazitive Sensor in Feutigkeitsmessern?
Der Sensor wirkt hier wie ein einfacher Kondensator: Eine Metallplatte in der Sensorfläche beziehungsweise der kugelförmige Abtaster ist elektrisch mit einem internen Oszillatorschaltkreis verbunden. Abzutastende Objekte wie Wände oder Böden fungieren als zweite Platte des Kondensators.
Die externe Kapazität zwischen dem Messobjekt und dem Sensor bildet einen Teil der Rückkopplungskapazität in der Oszillatorschaltung. Bei der Annäherung des Messobjekts an die Sensorfläche nehmen die Schwingungen zu, bis sie einen Schwellenwert erreichen, den Ausgang aktivieren und das Messergebnis schließlich auf dem Display erscheint.
Bis zu welcher Tiefe lässt sich Feuchte ermitteln?
Bei der resistiven Messung mit Einstich-Elektroden ist die Messtiefe unmittelbar von der Länge des Spitzen und der möglichen Eindringtiefe ins Material abhängig. Kapazitive Geräte können Feuchtigkeit in Tiefen von etwa 10 bis 40 Millimeter feststellen.
