Sensor Mikrosensor misst unterschiedliche Viskositäten

Dr. Georg Pfusterschmied hat am Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien einen Mikrosensor entwickelt, der die Dichte und die Viskosität von Flüssigkeiten messen kann. Für diese Entwicklung hat er den Dr. Ernst-Fehrer-Preis erhalten.

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TU Wien

Viskosität – was ist das überhaupt? Will man einen Löffel aus einem Glas Wasser ziehen, ist das kein Problem. Befindet sich der Löffel in einem Honigglas, wird die Sache schon mühsamer, und wenn der Löffel in klebrigem Bitumen im Asphalt steckt, dann wird man diesen nicht ohne Hilfsmittel herausbekommen. Dieser Widerstand, den eine Flüssigkeit einer Bewegung entgegensetzt, wird als „Viskosität“ bezeichnet.

„Die Dichte und die Viskosität einer Flüssigkeit können in ganz unterschiedlichen Anwendungsbereichen sehr wichtig sein“, sagt Dr. Georg Pfusterschmied vom Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme der TU Wien. „Von der Viskosität des Maschinenöls im Motor hängt ab, ob es die Kolben noch richtig schmiert oder ob ein Ölwechsel nötig ist. Die Viskosität des klebrigen Bitumens im Asphalt sagt uns, ob der Asphalt noch stabil ist oder erneuert werden muss. Aus der Dichte von Wein kann man ableiten, ob der Gärungsprozess richtig funktioniert hat, und die Viskosität von Blut spielt für medizinische Fragen eine wichtige Rolle.“ So spielt Viskosität in vielen Anwendungen eine wichtige Rolle, ist aber nicht immer einfach zu messen.

Ein schwingendes Plättchen im Mikrochip

Mit einem Mikrochip will Georg Pfusterschmied das ändern. „Wir verwenden einen Mikroresonator. Das ist eine winzige Platte, ähnlich dick wie Alufolie, die elektrisch zum Schwingen angeregt wird“, erklärt Georg Pfusterschmied. Der Mikrochip wird in die Flüssigkeit eingetaucht, dann wird gemessen, auf welche Weise sich das Schwingungsverhalten der Platte verändert. Daraus kann man die Dichte und die Viskosität berechnen.

Der Sensor kann extrem kompakt gebaut werden und kommt dementsprechend auch mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen aus. So lässt sich bereits anhand eines einzelnen Tropfens die Dichte und die Viskosität bestimmen. Für bisher verwendete Viskositäts-Messgeräte braucht man deutlich größere Proben.

Für seine Entwicklung wurde Dr. Georg Pfusterschmied vom Rektorat der TU Wien mit dem Dr. Ernst-Fehrer-Preis ausgezeichnet. Dieser Preis wurde von Dr. Rosemarie Fehrer gestiftet, der Witwe des Erfinders und Industriellen Dr. Ernst Fehrer. Der Preis wird jährlich für besondere technische Forschungsleistungen mit praktischer Anwendbarkeit vergeben.

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