This page contains a Flash digital edition of a book.
Toepassingen MEMS-technologie heeft voor veel toepas- singen diverse voordelen, meent Van der Wouden, maar is niet per defi nitie voor elke applicatie geschikt: “Als je te maken hebt met deeltjes in het medium, loop je snel tegen de beperking aan dat de kanaaltjes op de chip daar simpelweg te klein voor zijn. Je moet dus niet in ruwe olie willen meten. Maar voor toepassingen waarbij je te maken hebt met hele kleine volumes, zoals in de farma, of bij laboratoriumtoepassingen, is MEMS juist weer wél heel interessant, vooral als je meer wilt weten dan fl ow alleen. Overigens, MEMS kan wel gebruikt worden voor hogere fl ows, echter zul je dan fi ltering moeten toepassen of gebruik maken van een bypass technologie.” Een andere toepassing die volgens Van der Wouden interessant is, betreft de ‘organs on chips’. “Het idee is dat waar je voorheen gro- te analyseapparatuur nodig had, je nu een lab op miniatuur niveau bouwt. Organs on


Testresultaat voor een testperiode van 84 uur.


chips is ontwikkeld om in testomgevingen relatief snel metingen te kunnen verrichten op kleine volumes. Deze trend, die ook on- der de microfl uidics valt, matcht eigenlijk heel goed met de MEMS-technologie die wij inzetten.”


Gaskwaliteit beoordelen Ook de gasmarkt is interessant voor de en- gineers bij Bronkhorst. “Het Groninger gas wordt snel dichtgeschroefd. De behoefte aan gas wordt kleiner, maar vervult nog steeds een belangrijke rol als transitiebrand- stof”, legt Van der Wouden uit. “Doordat we te maken krijgen met biogas en power to gas, zullen we steeds meer variatie krijgen in het gas. Het wordt dus steeds belangrijker om snel en nauwkeurig de kwaliteit van het gas te kunnen meten en met onze Toolbox kun je diverse variabelen in één instrument meten. Op dit moment worden vooral grote dure apparaten ingezet voor gas kwaliteits metingen zoals gaschromatografen. Met ons MEMS platform wordt het mogelijk om de kosten voor controle terug te bren- gen en hiermee fi jnmaziger aan kwaliteits- controle te doen.”


extreem minimum worden beperkt. Dat is met de conventionele productiemethode met roestvrij staal echter onmogelijk. Hier komt de MEMS-technologie om de hoek kijken. In nauwe samenwerking met de Universiteit Twente hebben wij de ‘surface channel technology’ ontwikkeld. Hiermee kunnen buisjes worden geproduceerd met wanden van silici- umnitride met een ‘dikte’ van 1 micrometer. Zelfs met deze extreem dunne wanden blijven de buisjes dank- zij het gebruikte materiaal mechanisch stabiel.


Micro-Coriolis mass fl ow sensor.


soren hebben het voordeel dat ze snel en zeer stabiel zijn. Een nadeel is dat ze voor elke nieuwe vloeistof opnieuw gekalibreerd moeten worden. Bij de Coriolis- fl owsensoren (d.w.z. fl owsensoren met een vibrerend buisje waarin een massfl ow blootgesteld wordt aan Coriolis-krachten) is dat opnieuw kalibreren niet no- dig. De Coriolis-krachten zijn namelijk recht evenredig met de massfl ow en zijn onafhankelijk van de tempe- ratuur, de druk, het fl owprofi el en de vloeistofeigen- schappen, aangezien Coriolis-fl owsensoren de feite- lijke massfl ow meten. Coriolis-fl owmeters worden meestal gebruikt voor het meten van grote debieten (>1 kilo per uur), om- dat de relatief zwakke Coriolis-krachten kleine fl ows veel moeilijker kunnen detecteren. Om voldoende sensitiviteit te creëren om ultralage fl ows van minder dan 2 gram per uur te meten, moeten de afmetingen van de sensor en de dikte van de buiswanden tot een


Werking van de MEMS-Coriolis-sensor In afbeelding 4 wordt de werking van de MEMS- Coriolis-sensor verduidelijkt. De sensor die in dit demonstratiemodel is geïntegreerd, is gebaseerd op de MEMS-technologie. Het demonstratiemodel kan gas- en vloeistofdebieten meten en regelen van 0,01 tot 2 gram per uur. De buis gaat resoneren door de Lorentzkracht. De Coriolis-kracht Fc is het resultaat van massfl ow Φm door de buis. Een bijkomend voordeel van de MEMS-technologie is dat de Coriolis-buis in het instru- ment zulke kleine afmetingen heeft dat de resonantiefrequentie van de buis in een kHz-orde van grootte ligt. Daardoor is dit instrument veel minder gevoelig voor externe trillin- gen dan de conventionele Coriolis- instrumenten van roestvrij staal.


Werking van de MEMS- Coriolis verduidelijkt.


BL100, demonstratiemodel micro-Coriolis technologie voor praktijktests.


9


Page 1  |  Page 2  |  Page 3  |  Page 4  |  Page 5  |  Page 6  |  Page 7  |  Page 8  |  Page 9  |  Page 10  |  Page 11  |  Page 12  |  Page 13  |  Page 14  |  Page 15  |  Page 16  |  Page 17  |  Page 18  |  Page 19  |  Page 20  |  Page 21  |  Page 22  |  Page 23  |  Page 24  |  Page 25  |  Page 26  |  Page 27  |  Page 28  |  Page 29  |  Page 30  |  Page 31  |  Page 32  |  Page 33  |  Page 34  |  Page 35  |  Page 36  |  Page 37  |  Page 38  |  Page 39  |  Page 40  |  Page 41  |  Page 42  |  Page 43  |  Page 44  |  Page 45  |  Page 46  |  Page 47  |  Page 48