Richtungsaufgelöste Messung von Beschleunigungen mit Sensorpartikeln in industriellen Prozessbehältern

Prozesse wie sie in großen Behältern, etwa in Biogasfermentern, Biorektoren oder Belebtschlammbecken ablaufen, haben ein hohes Optimierungspotenzial hinsichtlich der Energieeffizienz der Vermischung. Schlechtes Mischen im Behälter führt zu zu Totzonen und einer ineffizienten Nutzung der eingetragenen Energie. Messungen in diesen Behältern sind aufgrund des opaken Fluids und der Größe und Beschaffenheit der Behälter mit konventioneller Messtechnik nur an lokalen Messstellen möglich. Um ortsaufgelöst Prozessparameter und die Strömung zu messen, wurde am HZDR das Konzept instrumentierter, strömungsfolgender Sensorpartikel entwickelt. Strömungsfolgende Sensoren werden derzeit von einigen Gruppen weltweit entwickelt. Ausgestattet sind sie mit mindestens einem Druck– und einem Temperatursensor. Auswerteschwerpunkt ist die vertikale Position (Tauchtiefe) im Behälter basierend auf einer Messung des hydrostatischen Drucks. Analysiert werden typischerweise vertikale Aufenthaltswahrscheinlichkeiten, vertikale Geschwindigkeitsprofile, Zirkulationszeiten, aus denen ein Zusammenhang mit der globalen Mischzeit des Reaktors hergestellt wird, sowie ein automatisiertes Einteilen des Behälters in vertikale Mischbereiche als neueste Analysemethode.