Messung physikalischer Flüssigkeitseigenschaften mit beidseitig eingespannten Balkenstrukturen

In diesem Beitrag wird ein Sensorkonzept zur Messung von Viskosität und Dichte von Flüssigkeiten untersucht. Dabei wird das Resonanzverhalten eines beidseitig eingespannten Balkens ausgewertet. Die durch die Flüssigkeit zustande kommende Widerstandskraft pro Längeneinheit wird aus einer numerischen Berechnung des Strömungsfeldes abgeleitet. Messungen wurden an einem Sensorelement, basierend auf kupferbeschichteten Polyesterfolien, durchgeführt. Die Balkenschwingung wird elektromagnetisch angeregt. Als Messsignal dient die durch Bewegungsinduktion zustande kommende Spannung. Zusätzlich wurde das Frequenzverhalten mit einer einfachen optischen Methode verifiziert.