P8.2 - Instrumentierte Strömungsfolger mit erweiterter Positionsdetektion und Auftriebseinheit
- Event
- 12. Dresdner Sensor-Symposium 2015
2015-12-07 - 2015-12-09
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- P8. Sensoren für die Umweltüberwachung
- Author(s)
- S. Reinecke, U. Hampel - Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Dresden/D
- Pages
- 291 - 296
- DOI
- 10.5162/12dss2015/P8.2
- ISBN
- 978-3-9813484-9-1
- Price
- free
Abstract
Zur Untersuchung der ablaufenden Prozesse in großen Behältern, wie z. B. Biogasfermentern, Bioreaktoren und Belebtschlammbecken, wurde am HZDR das Konzept instrumentierter, strömungsfolgender Sensorpartikel entwickelt. Die Sensorpartikel werden als auftriebsneutrale Strömungsfolger eingesetzt und erfassen dabei kontinuierlich Prozessparameter. Diese Daten werden nach der Rückgewinnung der Sensorpartikel aus dem Prozess einem computergestützten Analysesystem zur Verfügung gestellt. Die erweiterten Sensorpartikel bestehen aus robusten Kapseln, welche mit einer integrierten Messelektronik und einer mechanischen Auftriebseinheit ausgestattet sind. Das Systemkonzept berücksichtigt derzeit miniaturisierte Sensoren für die Umgebungstemperatur, die Eintauchtiefe als Funktion des hydrostatischen Drucks, die Beschleunigung und das Magnetfeld. Das Konzept ist zudem offen für die Einbindung ergänzender miniaturisierter Messfühler, wie z.B. für pH-Wert und Gelöst-Sauerstoff. Die Auftriebseinheit erlaubt eine automatisierte Tarierung der Sensorpartikel im ruhenden Prozessmedium, wodurch ein aufwändiges manuelles Justieren der Partikelmasse entfällt. Zudem ist mit der Auftriebseinheit eine erleichterte Rückgewinnung der Sensorpartikel von der Flüssigkeitsoberfläche nach Beendigung der Messung möglich. Weiterhin wurde die Detektion eines festen Positionsmarkers mit den Sensorpartikeln realisiert. Als Positionsmarker wird eine eigens entwickelte Tauschspule eingesetzt, deren kodiertes Anregungssignal über das entstehende Magnetfeld von den vorbeiströmenden Sensorpartikeln empfangen wird. Diese Positionsdetektion wurde erstmals in einem Laborfermenter genutzt, um über eine entsprechende Signalanalyse die Zirkulationszeitverteilung und daraus die PECLÉT-Zahl zu ermitteln.