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Dr. Gerd Mutschke
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Nadelsonden

Zielstellung

Als Nadelsonden werden spitze/nadelförmige Sonden bezeichent, die der Untersuchung von lokalen Parametern wie der elektrischen Leitfähigkeit bzw. der elektrischen Perimitivität, der Temperatur oder dem Brechindex in einer Strömung dienen. Solche Sonden ermöglichen die Untersuchung von Mehrphasenströmungen mit flüssigen und gasförmigen Phasenanteilen mit einer hohen zeitlichen Auflösung. Am Institut für Sicherheitsforschung werden seit Jahren verschiedene Sonden für die unterschiedlichsten Einsatzgebiete in Forschung und Industrie entwickelt. Ein spezielles Augenmerk liegt dabei auf einer hohen zeitlichen Abtastung (10.000 Messwerte/Sekunde) sowie einer guten Widerstandfähigkeit gegen extreme Umweltbedingungen (z.B. Wasser/Wasserdampf bis 300 °C und 160 Bar). Hierbei kommen spezielle Materialien und ein große Know-How an Fertigungs- und Verbindungstechnologien zum Einsatz.

Nadelsonden und die dazugehörige Auswerteelektronik werden im Forschungszentrum Dresden-Rossendorf seit vielen Jahren gefertigt und befinden sich in Forschungseinrichtungen weltweit im Einsatz. Das derzeitige Hauptanwendungsgebiet der Nadelsonden sind experimentelle Grundlagenuntersuchungen in sicherheitsrelevanten thermohydraulischen Anlagenkomponenten von Kernkraftwerken. Solche Untersuchungen dienen der Analyse von Störfallszenarien sowie der Evaluierung und Weiterentwicklung thermohydraulischer Simulationscodes, wie CFX, für Probleme mehrphasiger Strömungsmedien. Mit den neuen kombinierten Leitfähigkeits-Thermonadelsonden ist es sogar möglich, die einzelnen Phasentemperaturen in mehrphasigen Systemen zu bestimmen. Die Kompleximpedanz-Nadelsonden dienen vorranging der Untersuchung von nicht leitfähigen Fluiden und Fluidgemischen beispielsweise in der Verfahrenschemie für organische Reagenzien oder in der Ölproduktion und -verarbeitung, etwa zur Bestimmung der Wasser und Gasgehalte bei der Erdölgewinnung.

Gasgehaltsmessung

 
Nebenstehende Flash-Animation simuliert die Aufzeichnung der lokalen Leitfähigkeit in einer Blasensäule mittels einer Leitfähigkeits-Nadelsonde für eine vom Nutzer festgelegte Blasenanzahl. Anschließend können die aufgezeichneten Daten ausgewertet werden um den lokalen Gasgehalt zu berechnen. Die Animation ist 16,6 kB groß und dauert etwa eine Minute.
(Flash-Animation; 16 kB)

weiterführende Informationen

Kontakt

E. Schleicher, M. J. Da Silva