Durchflussmessung
Tasthaar misst den Fluss von heißem Metall

Durchflussmesser, mit dem der Verbrauch einer bestimmten Flüssigkeit gemessen wird, finden sich heutzutage überwiegend in Zapfsäulen und Wasseruhren. Auch Gießerfachleute würden sie gerne für ihre Zwecke nutzen, doch bis dato fehlte ein passender Werkstoff, der den hohen Temperaturen standhält. Dieses Problem scheint nun gelöst.

HB DÜSSELDORF. Zuverlässig surren Durchflussmesser in tausenden Benzin-Zapfsäulen und Millionen von Wasseruhren vor sich hin. Mit Hilfe von unscheinbaren Flügelrädern wird der Verbrauch streng überwacht. Auch Gießereifachleute würden die kleinen Räder gerne nutzen, um in ihren Metallschmelzen den Materialfluss zu kontrollieren. Doch es fehlt ein Werkstoff, der auf Dauer in einer 1 500 Grad heißen Stahlschmelze bestehen kann. Über einen Durchbruch bei der Suche nach alternativen Messmethoden berichtet nun die Zeitschrift „Physical Review Letters“. Danach ist es einem Wissenschaftlerteam an der Technischen Universität Ilmenau unter Leitung von Professor André Thess gelungen, ein berührungsloses Flügelrad für die Durchflussmessung in Metallschmelzen zu entwickeln.

Das Ilmenauer Messverfahren geht auf eine Beobachtung des schwedischen Nobelpreisträgers Hannes Alfvén zurück. Der Physiker fand im Jahr 1942 heraus, dass sich eine Magnetfeldlinie geringfügig verbiegt, sobald sie die Strömung eines flüssigen Metalls kreuzt. Gleichzeitig übt die Feldlinie auf ihren Ursprungspunkt – zum Beispiel einen Permanentmagneten – eine winzig kleine Kraft aus. Die Feldlinie wirkt wie ein Tasthaar am Schnurrbart eines Katers. Den Ilmenauer Forschern ist es nicht nur gelungen, diese Kraft zu messen, sondern mit ihr ein Flügelrad anzutreiben – die Drehzahl steigt und fällt linear zur Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Metalls.

Die magnetischen Tasthaare besitzen gegenüber mechanischen Sensoren eine Reihe von Vorteilen. Sie halten beliebig hohen Temperaturen stand, verschleißen nicht und können zentimeterdicke Wände mühelos durchdringen. Das zum Patent angemeldete Ilmenauer Verfahren hat sich nicht nur im Labor bewährt, sondern bereits in einer Aluminium-Firma seine Feuertaufe bestanden. Künftige Experimente werden zeigen, ob das rotierende Flügelrad oder das ruhende Tasthaar für industrielle Anwendungen besser geeignet sind. Auch bei anderen elektrisch leitfähigen Stoffen könnte die Technik zum Einsatz kommen – etwa in Glasschmelzen. Für Messungen bei Salzwasser und Blut ist sie ebenfalls geeignet.

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