Mikrowellenbasierter Qualitäts- und Analysesensor (MQS)
Projekt: MQS – Mikrowellenbasierter Qualitäts- und Analysesensor
Fördergeber: BMWi
Laufzeit: 2014 – 2017
Inhalte und Ziele
- Entwicklung eines langzeitstabilen, kostengünstigen Analysesensors für technische Automotive-Fluide wie AdBlue®, Bremsflüssigkeit, Getriebeöl oder Diesel
- Messung der Fluidqualität, Konzentration, Reinheit und Identifikation von Fremdmedien
- Einsatz eines Mikrowellen-Stripline-Prinzips zur Messung in der Tiefe des Fluids, unabhängig von Belag-, Blasen- oder Oberflächeneinflüssen
- Entwicklung einer kompakten Messsonde für Tankintegrationen und Inline-Montage in Saugleitungen
- Aufbau eines robusten Systems mit großer Temperaturbandbreite (-40 °C bis +100 °C), Druckfestigkeit, EMV-Beständigkeit und Wartungsfreiheit
Qualitätssensorik für Automotive-Fluide ist für moderne Abgas-, Einspritz- und Bremssysteme zwingend erforderlich. Bestehende Sensortechnologien – etwa Ultraschall, Dichte- oder Leitfähigkeitsmessungen – leiden jedoch unter starken Einschränkungen: hohe Temperaturabhängigkeiten, Fehleranfälligkeit durch Belagbildung, Blasen, Fremdmedien oder Vibrationen sowie begrenzte Langzeitstabilität. Dies gilt insbesondere für AdBlue®, dessen Konzentration exakt 32,5 % betragen muss, um einen optimalen SCR-Wirkungsgrad zu erreichen. Abweichungen, Fehlbetankungen und Kontaminationen können zu Fehlfunktionen, erhöhtem Emissionsausstoß oder Fahrzeugstillstand führen.
Das Projekt MQS entwickelt daher einen mikrowellenbasierten Qualitäts- und Analysesensor, der die molekularen Resonanzeffekte des Fluids nutzt, um Konzentration und Zusammensetzung hochpräzise zu bestimmen. Die Kerninnovation ist die Stripline-Messsonde, bei der ein planarer Leiter und ein Rundleiter ein homogenes Hochfrequenzfeld erzeugen. Dieses Feld durchdringt das Fluid vollständig – nicht nur an der Oberfläche –, sodass Belag- oder Blasenbildung keinen Einfluss auf das Messergebnis haben. Änderungen im Amplituden- und Phasenverlauf des Mikrowellensignals liefern ein eindeutiges spektrales Fingerprint des Fluids.
