Die Vorteile eines Coriolis-Sensors
Die meisten MEMS-Durchflusssensoren basieren auf einem thermischen Messprinzip. Es hat sich gezeigt, dass solche Sensoren in der Lage sind, den Flüssigkeitsstrom bis auf wenige Nanoliter pro Minute zu messen. Der Vorteil dieser Sensoren ist, dass sie schnell und sehr stabil sind. Ein Nachteil ist allerdings, dass sie für jede spezifische Flüssigkeit kalibriert werden müssen. Ein für Wasser kalibrierter Sensor ist also nicht für andere Fluide einsetzbar.
Ein Coriolis-Durchflusssensor, d.h. Durchflusssensoren mit einem schwingenden Rohr, in dem ein Massenstrom Corioliskräften ausgesetzt ist, haben dieses Problem nicht. Die Coriolis-Kräfte sind direkt proportional zum Massenstrom und unabhängig von Temperatur, Druck, Strömungsprofil und Fluideigenschaften. Coriolis-Durchflusssensoren messen den realen wahren Massendurchfluss.
Coriolis-Durchflussmesser werden meist zur Messung größerer und sehr großer Durchflussmengen (>1 Kilogramm pro Stunde) eingesetzt, da die relativ schwachen Coriolis-Kräfte bei kleinen Durchflüssen entsprechend schwerer zu erfassen sind. Um eine ausreichende Empfindlichkeit für die Messung von extrem niedrigen Durchflüssen unter 2 Gramm pro Stunde zu erreichen, müssen die Sensorgröße und die Rohrwandstärke auf ein Minimum reduziert werden. Dies ist bei der konventionellen Bearbeitung von Edelstahl nicht möglich.
Hier kommt die MEMS-Technologie ins Spiel. "Surface Channel Technology", ein Verfahren, das wir in enger Zusammenarbeit mit der Universität Twente entwickelt haben, ermöglicht die Herstellung von Rohren mit 1 Mikrometer dünnen Siliziumnitrid-Wänden. Durch die Wahl des Materials sind diese Rohre auch bei dieser extrem dünnen Wandstärke mechanisch stabil.