6.3.3 Bestimmung des Mischungsverhältnisses eines strömenden Gasgemisches
- Event
- 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2019
2019-06-25 - 2019-06-26
Nürnberg, Germany - Chapter
- 6.3 Akustische und resonante Sensoren
- Author(s)
- J. Stauffenberg, S. Durstewitz, M. Hofmann, T. Ivanov, M. Holz, J. Zöllner, M. Ziegler, I. Rangelow - TU Ilmenau (Deutschland), W. Ehrhardt - Electronic & Sensors, Ilmenau (Deutschland), W. Riegel - ETG - Entwicklungs- und Technologie Gesellschaft mbH, Ilmenau (Deutschland)
- Pages
- 517 - 522
- DOI
- 10.5162/sensoren2019/6.3.3
- ISBN
- 978-3-9819376-0-2
- Price
- free
Abstract
Mikrocantilever bieten ein breites Anwendungsspektrum in der Sensorik und der Messtechnik. In dieser Arbeit werden Cantilever als Strömungssensoren verwendet. Die meisten konventionell erhältlichen Strömungssensoren sind oft nur auf eine Gasart kalibriert und lassen eine Analyse von Gasgemischen nur mit erhöhtem Aufwand zu. Bei den hier angewendeten Sensoren wird ein Cantilever senkrecht im Strömungskanal positioniert. Dabei ist es möglich, den Sensor im dynamischen und im statischen Modus zu betreiben. Im dynamischen Modus wird der Cantilever in Schwingung versetzt. Dazu werden Resonanzfrequenz, Resonanzamplitude und Phase als Messgrößen erfasst. Im statischen Modus wird die Verbiegung des Cantilever registriert. Die Kombination der Modi lassen es zu, gleichzeitig die verschiedenen Messgrößen zu ermitteln. Durch eine Strömung wird der Sensor in seinem Bewegungsverhalten beeinflusst, wodurch es möglich ist, auf die Strömungsgeschwindigkeit zu schließen. Zusätzlich zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit besteht die Möglichkeit, unterschiedliche Gasarten zu detektieren. Jedes Medium hat bestimmte Eigenschaften (Dichte und Viskosität), die sich verschieden auf die Bewegung des Sensors auswirken. Demzufolge können Konzentrationen eines bekannten Gasgemisches ermittelt werden. Am Beispiel des Luft-Kohlenstoffdioxid-Gemisches wird in dieser Arbeit untersucht, wie sich das Mischungsverhältnis bei unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten auf das Cantileververhalten auswirkt.