CMOSens® bei Massenflusssensoren für Flüssigkeiten

Seit über 30 Jahren ist die thermische Massenflussmessung mit Wicklungen um eine Stahlkapillare der Standard in der genauen Messung und Dosierung von Massenströmen. Die neue CMOSens® Technologie nimmt das zugrundeliegende physikalische Messprinzip auf und integriert einen extrem schnellen, miniaturisierten thermischen Sensor zusammen mit der gesamten hochpräzisen Auswerteschaltung auf einem einzigen CMOS Mikrochip. Ein Heizelement auf dem Mikrochip bringt für die thermische Flussmessung eine minimale Wärmemenge in das Medium ein. Zwei Temperatursensoren, symmetrisch oberhalb und unterhalb der Wärmequelle positioniert, erfassen mit hoher Sensitivität kleinste Temperaturdifferenzen und liefern so die grundlegende Information über die Wärmeausbreitung, welche direkt von der Fliessgeschwindigkeit abhängt. Mit der Integration auf einem einzigen Chip wird sichergestellt, dass die empfindlichen, analogen Sensorsignale störungsfrei und hochpräzise verstärkt, digitalisiert und weiterverarbeitet werden können. Die Halbleitertechnik bringt überdies den Vorteil mit sich, dass batteriebetriebene, kleine Sensormodule sehr gut zu realisieren sind.

Digitale Signalverarbeitung erlaubt zusammen mit gespeicherten Kalibrationsdaten eine Wiederholgenauigkeit von < 0.2% vom Messwert und die Ausgabe eines linearen, vollständig kalibrierten und temperaturkompensierten Fluss-Messsignals mit Geschwindigkeiten bis zu 200 Werten pro Sekunde. Während solche Sensoren intern voll digital arbeiten, können die Ausgangssignale wahlweise analog oder digital bereitgestellt werden. Neben interessanten Lösungen für Gasapplikationen ermöglicht die neue CMOSens® Technologie vollständig mediengetrennte und volumenfreie Flüssigkeits-Massenstrommessung für Kleinstmengen. Sensoren auf Basis dieses neuen Prinzips sind extrem schnell, klein, leicht und in grossen Stückzahlen herstellbar. Die zuverlässige Erfassung von Massenströmen im Bereich von wenigen Millilitern pro Minute bis sogar hinunter in den Sub-Nanoliter-Bereich ist ohne Problem möglich.