Äußerst effiziente Durchflussmessungen

Die gesteigerte Nachfrage nach außergewöhnlichen Eigenschaften der für verschiedene Aktoren-Anwendungen genutzten Materialien sorgte dafür, dass sich die Arbeit des PIRAMID-Projekts auf solide relaxor-ferroelektrische Lösungen konzentrierte.

Eines der Schlüsselergebnisse des Projekts umfasste die Entwicklung eines äußerst effizienten Ultraschall-Signalwandlers, der auf der Basis von piezoelektrischen Keramikmaterialien gebaut wurde. Dieser neuartige Signalwandler könnte in die Durchflussmesszelle eines Wärmemengenzählers integriert werden und so Durchflussmessungen liefern.

Im Gegensatz zu anderen Signalumwandlern arbeitet dieser auf kolbenähnliche Weise, die zunehmend genauere Messungen ermöglicht und gleichzeitig auch eine geringere Empfindlichkeit gegenüber Durchflussstörungen aufweist. Umfassende Tests des Geräts zeigten, dass Messfehler in guter Übereinstimmung zur annehmbaren metrologischen Grenze standen.

Auf der Grundlage von Berechnungen und Simulationen umfasst die optimale Gestaltung des Signalwandlers eine mehrschichtige Struktur mit fünf Zwischenschicht-Elektroden. Die hergestellten Demonstratoren wurden mit Epoxidharz an die PES-Membran angefügt, die den abtastenden Teil des Durchflussmessungssystems bildet. Das komplette System wurde erfolgreich in den elektronischen Kreislauf eingefügt.

Unter Nutzung einer Prüfleitung innerhalb des Fließbereichs von 35l/h bis 3500l/h wurde die Qualität des Zählers bei einer Betriebsfrequenz von 2.1MHz geprüft. Weiterhin fand man heraus, dass er über einen guten dynamischen Bereich sowie eine höhere Genauigkeit und Stabilität bei den Messungen verfügte als der genutzt Vergleichszähler.

Der Signalwandler des Wärmemengenzählers verfügt über ein gesteigertes Potenzial für zukünftige Energieversorgungs- und Messungsmärkte. Der Eigentümer des Signalwandlers des Wärmemengenzählers besitzt Erfahrungen in den Bereichen Elektrizität, Gas und Wärmemessung sowie mit Kontroll- und Rechnungssystemen. Zur industriellen Herstellung mehrschichtiger piezoelektrischer Keramikmaterialien und zur Verbesserung der Produktion im Bereich der Foliengieß-Technologie werden Partner gesucht.