Ingenieure vom Forschungszentrum Rossendorf schauen derzeit buchstäblich in die Röhre: Sie haben einen Strömungssensor entwickelt, mit dessen Hilfe das Strömungsprofil von durch Röhren fließenden Mischungen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung abgebildet werden kann. Da der Sensor nahtlos in Verbindungsstücke zweier Röhren integriert werden kann, glauben die Forscher an einen weiten Einsatz in der chemischen sowie der pharmazeutischen Industrie.
Der von Uwe Hampel und seinen Kollegen vom Institut für Sicherungsforschung entwickelte Sensor besteht aus zwei Gittern aus feinen Drähten, die in einem Abstand von nur wenigen Millimetern senkrecht zur Flussrichtung in die Röhre eingebaut werden. Wenn an die Gitter nun eine elektrische Spannung angelegt wird, so bilden zwei sich gegenüberliegende Kreuzungspunkte der Drahtgitter gewissermaßen einen kleinen elektrischen Kondensator.
Wie beim Plattenkondensator hängt die Kapazität dieses Punktkondensators von der dielektrischen Konstante der im Zwischenraum befindlichen Materie ab. Die Ingenieure haben nun eine schnelle Elektronik entwickelt, die die parallele Bestimmung der Kapazität in allen Kreuzungspunkten ermöglicht.
In der Pilotstudie gelang es so, die Kapazitäten und somit die dielektrische Konstante mit einer räumlichen Auflösung von etwa einem halben Millimeter zu bestimmen, und das etwa 10.000 Mal pro Sekunde. Die räumliche Auflösung wurde dabei einfach vom Abstand benachbarter Knotenpunkte eines Gitters, also der Maschendichte, bestimmt.
Auf diese Weise können Strömungen komplexer Mischungen mit hoher Genauigkeit untersucht werden, so Hampel. Derartige Mehrphasenmischungen werden in der chemischen und der pharmazeutischen Industrie häufig genutzt, so dass viele Einsatzgebiete für den Sensor denkbar wären.
Mitteilung des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf Stefan Maier
