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W. Steindl:
"Piezoelektrische MEMS Sensoren zur Dichte- und Viskositätsbestimmung";
Supervisor: M. Kaltenbacher; Mechanik und Mechatronik, 2015.

Das Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen bestehenden piezoelektrischen MEMS (micro electromechanical systems) Sensor zur Dichte- und Viskositätsmessung zu optimieren. Dazu wurde im Zuge einer vorhergehenden Dissertation ein entsprechendes Sensorkonzept entwickelt und dessen Funktionalität geprüft. Zur Optimierung werden in dieser Arbeit neue Sensordesigns präsentiert, die mittels Simulationen dahingehend ausgelegt werden, dass die Sensoren bei definierten Frequenzen ein gewünschtes Schwingverhalten aufweisen. Die Verbesserungen an der Geometrie des Sensors werden mit Hilfe der Finiten Elemente Methode vorgenommen. In weiterer Folge wird der Fertigungsprozess dahingehend optimiert, dass eine größere Ausbeute an funktionstüchtigen Bauteilen gewährleistet werden kann. Außerdem wird die Bauteilfertigung vereinfacht, sodass weniger Prozessschritte notwendig sind. Dadurch wird die Fehlerquote gesenkt und Fertigungszeit gespart. Die mikrotechnologisch hergestellten Bauelemente werden im Anschluss für die Bestimmung der Dichte als auch Viskosität von unterschiedlichsten Fluiden herangezogen. Dazu bedarf es einem physikalischen Modell, um die gefertigten Sensoren mit den Eigenschaften der Fluide zu verknüpfen. Deshalb werden bekannte Modelle aus der Literatur auf die gegebene Problemstellung angewendet. Des Weiteren werden wichtige Eigenschaften des Sensors z.B. Temperaturstabilität, Langzeitstabilität, etc. präsentiert. Dadurch ist es möglich einen Vergleich mit anderen Sensorprinzipien zu ziehen. Um den Fortschritt zu Dokumentieren werden Vergleichsmessungen mit früheren Sensordesigns durchgeführt.

MEMS / Piezoelektrizität / Dichte / Viskosität