Ultraschallsensor zur On-Line Charakterisierung von flüssigen Medien

Die Messung von Schallgeschwindigkeit c und akustischer Impedanz Z führt über die Definition der Impedanz zur Dichtebestimmung aus beiden Meßgrößen. Die Genauigkeit wird durch den Z-Sensor begrenzt. Dagegen ist die Schallgeschwindigkeit mit sehr großer Genauigkeit messbar, wie Erfahrungen des Projektpartners zeigen. Die im wesentlichen durch die akustische Impedanz seines Referenzmaterials bestimmte Z-Sensor-Genauigkeit, ermöglicht beim Einsatz von Glaskeramik eine Dichtegenauigkeit von 10-3 gcm-3, was für wirtschaftlich interessante Anwendungen zu gering ist. Eine prinzipiell mit Kunststoffen erreichbare höhere Genauigkeit soll mit Fluorpolymeren realisiert werden, da diese über Antihafteigenschaften verfügen und hinsichtlich ihrer Unbedenklichkeit erprobt sind, was Anwenderforderungen (z.B. Getränkeindustrie) entspricht. Der Einsatz von Polymeren erfordert die Lösung vieler akustischer Probleme, wie beispiels-weise die Überwindung der starken Dämpfung. Insbesondere stehen die Antihafteigenschaften von Fluorpolymeren der für die Langzeitstabilität notwendigen reproduzierbaren Wandleran-kopplung entgegen. Das Projektziel ist ein Dichtesensor mit einer Genauigkeit von 5x10-4 gcm-3, für den zwei Hauptanwendungen existieren:  Dichtemessung / Konzentrationsmessung  Massestrommessung ( durch Kombination mit Volumenstrommessung ) Der erste Anwendungsfall ist für die Regelung von Flüssigkeitsprozessen interessant, da die Konzentration zur Zustandscharakterisierung von Gemischen verwendet wird. Da die Dichte konzentrationsabhängig ist, kann die Konzentrationsmessung über die Dichtemessung erfolgen.