Durchflusssensoren werden überall dort benötigt, wo Fluide charakterisiert, gesteuert, transportiert oder beeinflusst werden. Sie sind in vielen Industriebranchen wie z.B. Prozessmesstechnik, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Öl- und Erdgasmessung, Lebensmitteltechnik usw. zu finden. Wichtige Fluide wie Wasserstoff (als einer der Energieträger der Zukunft), Kohlendioxid (z.B. für die Getränkeherstellung und Kühlung) sowie Luft- und Wasserströmungen im Bereich Heizung, Lüftung und Klimatisierung in Gebäuden werden mittels dieser Sensoren überwacht.
Das Ziel ist die Entwicklung einer kostengünstigen Packaging-Technologie für mikrokalorimetrische membranbasierte Flusssensor-Chips zur Messung von strömenden Gasen und Luft sowohl in einer Dimension (1D) z.B. in Pipelines, als auch 2-dimensional. Maßgeblicher Parameter ist hierbei die Strömungsgeschwindigkeit. Aus der Geschwindigkeit wird anschließend der Volumenstrom abgeleitet. Der Fokus liegt in der sicheren Bestimmung sehr geringer Strömungsgeschwindigkeiten.
Durch die Option eines einfachen und kostengünstigen Packagings soll der Aufbau mit verschiedenen Strömungskanälen erfolgen. Verschiedene Montageoptionen mit anwendungsspezifischen Trägerplatine, Strömungskanälen, Gehäusen und Anschlüssen für eine optimale Sensorpositionierung werden untersucht. Der kalorimetrische Strömungssensor auf Siliziumbasis soll ein schnelles Ansprechverhalten garantieren und leicht für viele Anwendungen modifizierbar sein.
Für den Einsatz in Gas-Pipelines und in HVAC-Anlagen bestehen hohe Sicherheitsansprüche – beispielsweise Explosionsschutz – an die Sensorlösung.
Mit dem Forschungsvorhaben wird Basiswissen geschaffen, um eine kostengünstige, nichtinvasive und hochskalierbare mehrdimensionale Fluss-Sensor-Plattform zu entwickeln.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten werden im Forschungsprojekt „Packaging Technologie für thermische Fluss-Sensoren“ (Pack-Flu) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MF 230039
