Innovativer Sensor für die Durchflussgeschwindigkeit
Dieser Mikrosensor hat die Form eines kleinen Glasrohres und beinhaltet ein Reservoir für einen Tracer (Markierungsstoff), eine Siliziummembran und einen dünnen Messwandler. Der Messwandler - beispielsweise ein Gas-Mikrosensor - arbeitet tracerspezifisch und ist innerhalb des Tracergas-Reservoirs angeordnet. Durch die Siliziummembran, die die Spitze des Tracergas-Reservoirs isoliert, ragt die Spitze des Messwandlers. Der neu entwickelte Sensor basiert auf dem innovativen Konzept eines Tracers, der seine Diffusionseigenschaften verliert, wenn er aus einem Reservoir durch eine membrangefüllte Pore strömt. Diese Konzentrationsänderungen, die ein Maß für Strömungsparameter wie z.B. die Flüssigkeitsgeschwindigkeit sind, werden von der Messwandlerspitze registriert und mit Hilfe der Picoampèremetertechnologie in ein Signal umgewandelt. Die genaue Anordnung des Sensors wird mit geeigneten Positionierapparaturen bewerkstelligt, die am Markt verfügbar sind. Mögliche Tracer sind Wasserstoff, Sauerstoff und Azetylen, wobei sich Wasserstoff am besten eignet, weil er die Entwicklung von Messwandlern gestattet, die besonders zuverlässige und schnelle Geschwindigkeitsmessungen ermöglichen. Weil Wasserstoff außerdem in kleinen Konzentrationen nicht einfach nachweisbar ist, könnte diese revolutionäre Technologie auch die Lösung für Probleme mit der Messung von Wasserstoff-Strömungsgeschwindigkeiten unter derart schwierigen Bedingungen sein. Der Sensor ist in unterschiedlichen Tracergas-Messwandler-Kombinationen realisierbar und lässt sich somit auf verschiedene messtechnische Anforderungen abstimmen. Im Vergleich zu anderen heute angewandten konventionellen Verfahren - beispielsweise zu Laser-Doppler-Techniken und Partikel-Bildverarbeitungsystemen - bietet der innovative Sensor eine Reihe bemerkenswerter Vorteile. Diese Vorteile können zu wesentlich niedrigeren Geschwindigkeits-Nachweisgrenzen (bis herab zu 5 Mikron/Sekunde) und einer räumlichen Auflösung in der Größenordnung von 10 Mikron führen. Durch diese bislang unerreichten Eigenschaften kann der neue Sensor zur Untersuchung der Strömungsverhältnisse in verschiedenen Bereichen der Forschung eingesetzt werden, so z.B. in der Biologie und Medizin oder in der physiologischen Forschung und der Hydrologie.
