MEMS pressure sensor arrays for the spatial- and time-resolved measurement of wall pressure and its fluctuation in turbulent flow

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Ernst Obermeier
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 2003 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5407711

In dem beantragten Vorhaben ist die Entwicklung von MEMS-DruckMikrosensorarrays für die bildgebende Erfassung des Wanddruckfeldes geplant, welche unter Verwendung der verfügbaren MEMS (Microelectromechanical Systems) - Prozesse auf Siliziumbasis realisiert werden sollen. Es ist beabsichtigt, zunächst Einzelsensoren und Lineararrays zu entwickeln, die später zu 2DArrays erweitert werden. Die Drucksensoren werden für einen Messbereich von ± 100 Pa, einer Frequenzauflösung bis zu 10 kHz und eine räumliche Auflösung von 5-2 mm ausgelegt. Um die druckbedingte Auslenkung der Sensor-Membran zu erfassen, werden vier monolithisch integrierte Piezowiderstände in Wheatstone Brückenschaltung verwendet, deren elektrische Ausgangsspannung sich proportional mit dem zu messenden Druck ändert. Um eine Erfassung des Wanddruckfeldes an gekrümmten Flächen vornehmen zu können, werden 2D-Arrays auch auf einem flexiblen Träger realisiert. Die Sensoren werden bei den Partnerinstituten in Aachen, Berlin und Rostock in Kanalexperimenten praktisch erprobt.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1147: Imaging Measurement Methods for Flow Analysis