Mikrothermischer Sensor zur Bestimmung von Methanolkonzentration und Strömungsgeschwindigkeit für Direktmethanolbrennstoffzellen

Inhalt:
Zur kostengünstigen Bestimmung von Flüssigkeitsgemischen wird ein mikrothermischer Sensor, basierend auf der Hot Disk Technik, entwickelt. Dieses thermische Messprinzip macht sich die unterschiedlichen thermischen Eigenschaften der Mischungskomponenten zunutze. Hierbei wird mittels eines mikrostrukturierten Heizers ein Wärmepuls in ein Gemisch eingeprägt und die Temperaturerhöhung gemessen, die charakteristisch für das Mischungsverhältnis ist. Die derzeit in stopped-flow Messungen erreichte Genauigkeit bei der Messung von Methanol/Wasser-Gemischen ist besser als 0,5 Vol.-%. Zur Ermöglichung des Einsatzes der Sensoren in variablen Strömungen wird zudem ein Laufzeitverfahren vorgestellt, um die Strömungsgeschwindigkeit unabhängig vom Mischungsverhältnis bestimmen zu können und so die erzwungene Konvektion über dem Heizer für die Gemischmessungen kompensieren zu können.