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Kapazitive Gasphasendetektion in flüssigem Stickstoff

Titelangaben

Kandlbinder, Christoph ; Fischerauer, Alice ; Mösch, Mario ; Helling, Tobias ; Fischerauer, Gerhard ; Siegl, Martin:
Kapazitive Gasphasendetektion in flüssigem Stickstoff.
In: AMA Service GmbH (Hrsg.): Tagungsband : 18. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2016. - Wunstorf : AMA Service GmbH , 2016 . - S. 218-223
ISBN 978-3-9816876-0-6
DOI: https://doi.org/10.5162/sensoren2016/3.4.3

Abstract

Die Ober- und Hauptstufen von Trägerraketen werden häufig mit kryogenen Flüssigkeiten betrieben. Besonders für eine Zündung des Triebwerkes unter Schwerelosigkeit ist es wichtig, das Verhalten dieser kryogenen Flüssigkeiten zu beobachten. Dabei stellen Gasblasen, welche in die Treibstoffzuleitungen gelangen und das Zünden eines Triebwerks verhindern können, ein Risiko dar. Zur Messung einer entstehenden Gasphase und ihres Volumens haben wir ein kapazitives Messsystem für Zweiphasengemische realisiert, welches ohne Energieeintrag in die Flüssigkeit eine Füllstandsänderung unter tiefkalten Bedingungen detektieren kann. Dabei sind die Elektroden so angeordnet, dass Phasenänderungen am Rand, etwa eine an der Behälterseite stattfindende Verdampfung, erfasst werden können. Die charakteristischen Kapazitätsverläufe der unterschiedlichen Elektrodenpaarungen wurden experimentell bestimmt und einerseits mit Finite-Elemente-Simulationen (Ansys) verglichen. Andererseits wurden Berechnungen zur elektrischen Flussdichte angestellt, welche die simulierten Kapazitätsverläufe mit theoretischen Aussagen ergänzen. Die
experimentell ermittelten Ergebnisse spiegeln die Simulationsdaten dabei mit nur geringen Abweichungen wieder. Durch Messung der Teilkapazitäten und der Kapazitäten gegen Masse ließ sich sowohl eine hohe Empfindlichkeit auf eine Phasenänderung an den Wänden realisieren, als auch der tatsächliche Füllstand eindeutig zuordnen.

Weitere Angaben

Publikationsform: Aufsatz in einem Buch
Begutachteter Beitrag: Nein
Keywords: Kapazitive Sensoren; Mehrelektrodensysteme; Zweiphasengemische; kryogene Flüssigkeiten
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik
Fakultäten > Fakultät für Ingenieurwissenschaften > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik > Lehrstuhl Mess- und Regeltechnik - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer
Profilfelder > Emerging Fields > Energieforschung und Energietechnologie
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen > ZET - Zentrum für Energietechnik
Profilfelder
Profilfelder > Emerging Fields
Forschungseinrichtungen
Forschungseinrichtungen > Forschungsstellen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Eingestellt am: 12 Mai 2016 08:49
Letzte Änderung: 12 Mai 2016 08:49
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/32357