Präzisionssensor für elektrisch leitfähige Substanzen
Ref-Nr: TA-PTH01-0245
Kurzfassung
Es wird eine neue hochempfindliche nichtinvasive Messtechnik zur Bestimmung von mittleren Fließgeschwindigkeiten oder elektrischen Leitfähigkeiten schwach leitfähiger Substanzen, wie es z.B. Glas- oder Salzschmelzen sind, vorgestellt.
Hintergrund
Die Magnetisierung der HTS-Bulks erfolgt durch etablierte Methoden, z.B. engl. Field cooling (FC), Pulsed-field magnetization (PFM) und zero field cooling (ZFC). Die höchsten Magnetfelder werden mit der FC Methode erzielt.
Zur Kühlung der HTS-Bulks sind in Abhängigkeit von der Sprungtemperatur Tc des verwendeten HTS-Materials Flüssiggase (LN2, … LHe) zu benutzen oder die Kryogenfreitechnologie
(z.B. Kryokühler)
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Lösung
Der Sensor nutzt das Prinzip der Lorentzkraft-Anemometrie (LKA). Die LKA basiert auf der Wechselwirkung eines extern erzeugten statischen Magnetfeldes mit einem strömenden Fluid und der daraus resultierenden Kraft, die als Reaktionskraft am Magnetsystem messbar ist.
Zur Bestimmung solcher Fließ- / Bewegungsgeschwindigkeiten oder elektrischen Leitfähigkeiten sind notwendig:
•Ein Kraftmesssystem bis zu 1 nN auf Basis der Torsionswaage
•Ein Magnetsystem auf Basis von Hochtemperatur-Supraleiter-Bulks (HTS-Bulks) mit Flussdichten >1 T und deren Kühlung
•Die Integration von Kraftmesssystem und Magnetsystem
in einem Kryostat.
Vorteile
Messung an heißen oder aggressiven Fluiden oder auch
anderen elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten
Messung von Fließ-/ Bewegungsgeschwindigkeiten bis zu
10-3 m/s oder von Leitfähigkeiten bis zu 10-3 S/m
§Berührungslos, portable, kompakt
Anwendungsbereiche
- Hersteller von High-Tech- Gläsern und/ oder der dazugehörenden Glasschmelztechnik
(ð Online Prozesskontrolle durch Flow Control) - Hersteller/ Betreiber von Solarthermischen Kraftwerken
(ð Online Prozesskontrolle durch Flow Control) - Chemische Verfahrenstechnik
(ð Online Prozesskontrolle durch Flow Control) - Hersteller von Messtechniken, Prüflabore
Service
Entwicklungsstand & Schutzrechte
- Experimenteller Nachweis, Laboraufbau
- Patent: DE102017005210
- Erfinder: Dr. Bernd Halbedel, M.Sc. Oleksii Vakaliuk, M.Sc. Na Yan,
Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Thomas Fröhlich
- Anmelder: Technische Universität Ilmenau
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Entwicklungsstand
Labormuster
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- DE 10 2017 005 210.7 erteilt