Durchflussmessung Messung von Gasströmungen

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Die Firma IST AG (Innovative Sensor Technology) entwickelt und produziert standardisierte und kundenspezifische Dünnschichtsensoren für Strömung, Feuchte und Temperatur. Ein Vertreter der thermischen Heissfilmsensoren ist der Typ FS2.

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Thermischer Heissfilmsensor vom Typ FS2 (Bild: IST)
Thermischer Heissfilmsensor vom Typ FS2 (Bild: IST)

Der Flowsensor FS2 beinhaltet vier Platin-Dünnschicht-Messwiderstände auf einem nur 0,15mm dickem Keramik- Chip. Das kleinflächige, niederohmige Pt- Element wird als Heizer verwendet, während die beiden daneben liegenden hochohmigen Elemente zur Messung der Durchflussmenge und der Strömungsrichtung verwendet werden. Die beiden Messwiderstände rechts und links vom Heizer ergeben in einer Brückenschaltung ein Signal, durch welches auf die Grösse und die Richtung der Strömung geschlossen werden kann. Wenn keine Strömung vorhanden ist, werden beide Messwiderstände gleichermassen erwärmt, was eine exakte Null- Flow- Detektion gestattet. Wird der Sensor einer Strömung ausgesetzt kühlt, je nach Strömungsrichtung, einer der Messwiderstände stärker ab. Aufgrund der sich ergebenden Temperaturdifferenz lässt sich der Massendurchfluss bestimmen. Dieses Messprinzip in Verbindung mit einer Halbbrückenauswertung erlaubt es sehr kleine Durchflussmengen zu detektieren. Bei grösseren Strömungen wird der zusätzliche Temperatursensor in Kombination mit dem Heizer in einer Anemometer- Messbrücke verschaltet. (CTA = Constant Temperature Anemometer). Der hierdurch erreichbare dynamic range beträgt ca. 5000:1. Durch die zum Einsatz kommende Platintechnologie weisen die Sensorstrukturen die gleichen stabilen Eigenschaften auf, wie die nach DIN IEC 751 gefertigten Temperatursensoren. Verglichen mit siliziumbasierenden MEMS- Sensoren ist der FS2 sehr robust, konventionell handlebar und kann dadurch kundenspezifisch eindesigned werden. (qui)

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