PCB integrated flow sensor development (B1: Leiterplatten-integrierte Stömungserfassung)

Motivation für diese Forschungsarbeit sind mögliche Energieeinsparungen in künftigen sowie in bestehenden Heizungs-, Lüftungs- und Klima-Anlagen, die auf der Grundlage von umfassenden Sensorinformationen mittels intelligenter Steuerung und Regelung erzielbar sind. Im vorliegenden Projekt wird versucht, mit Hilfe der gut etablierten Fertigungstechnologie der gedruckten Schaltungen (printed circuit boards, PCBs) neuartige Wandler für die Erfassung von Gas- und Flüssigkeitsströmen zu entwickeln. Werden diese Wandler durch elektronische Signalaufbereitung und Auslesung per Funk ergänzt, so resultieren daraus kostengünstige, sehr einfach zu implementierende Strömungssensoren. Die Schwelle für die Implementierung von effizienzsteigernden Maßnahmen bei HLK-Anlagen wird damit bedeutend herabgesetzt. Neben Sensoren zur Erfassung der lokalen Fluidgeschwindigkeit eröffnet die Leiterplatten-Technologie eine elegante Möglichkeit, einen neuen Typ von Sensoren zu realisieren, mit dessen Hilfe die Ermittlung des Durchschnittswerts der Fluidgeschwindigkeit über den Strömungsquerschnitt bedeutend genauer gelingt. Die primäre technisch-wissenschaftliche Herausforderung besteht in der Erzielung einer sehr effektiven Konversion der Fluidgeschwindigkeit trotz der einschränkenden Randbedingungen für die geometrischen und materialtechnischen Gestaltungsmöglichkeiten, welche die kostengünstige PCB-Technologie bedingt. Das vorliegende Sensorprojekt ist am Schnittpunkt mehrerer Wissenschaftsdisziplinen angesiedelt. Die anwendungsorientierte Zielsetzung kann nur bei Beachtung der fundamentalen Erkenntnisse aus der Aero-, Hydro- und Thermodynamik, den Materialwissenschaften und der Elektronik sowie der Nutzung fortschrittlicher Entwicklungsmethodik erreicht werden. ** Dieses Projekt wird von der FFG im Rahmen des Brückenschlagprogrammes in der Programmlinie Bridge 1 gefördert.