Glasiger Mini-Druckmesser - wissenschaft.de
Anzeige
Anzeige

Astronomie+Physik Technik+Digitales

Glasiger Mini-Druckmesser

Wissenschaftler der Universität von Maribor in Slowenien haben eine gewöhnliche Glasfaser in einen hochempfindlichen Druckmesser verwandelt, der direkt in kleinen Blutgefäßen eingesetzt werden könnte. Dazu verschlossen die Forscher ein Ende der Glasfaser mit einer dünnen Kunststoffmembran, so dass ein einseitig abgeschlossener Resonator entsteht. Wird die Membran einem Druck ausgesetzt, verbiegt sie sich und ändert somit die Schwingungsfrequenzen des Resonators. Darüber berichten die Wissenschaftler im Fachmagazin „Applied Optics“ (Band 44 Seite 2736).

Der von Denis Donlagic und seinen Kollegen entwickelte Sensor besteht aus einer gewöhnlichen optischer Glasfaser mit einem Durchmesser von 125 Mikrometern, deren eines Ende durch eine dünne, flexible Kunststoffmembran abgeschlossen ist (siehe Bild). Wenn nun ein äußerer Druck auf diese Membran ausgeübt wird,
verbiegt sie sich leicht nach innen und ändert somit die Länge des Hohlraums zwischen dem offenen Ende der Faser und der Membran.

Diese Längenänderung kann auf relativ einfache Weise mithilfe eines Interferenzverfahrens nachgewiesen werden. Dazu muss nur ein Laserstrahl durch das offene Ende der Faser in diese eingespeist werden. Der Strahl wird daraufhin an der Kunststoffmembran reflektiert und nach seinem Austritt durch das offene Ende der Faser mit einem weiteren Strahl zur Überlagerung gebracht.

Die Intensität des durch die Kombination der beiden Strahlen entstanden Gesamtstrahls hängt von der Länge der durchwanderten Glasfaser und damit von dem an die Membran angelegten Druck ab. Auf diese Weise gelang es den Forschern, Drücke zwischen 0 und 40 Kilopascal mit einer Genauigkeit von nur 10 Pascal nachzuweisen (der Atmosphärendruck beträgt etwa 10 Kilopascal).

Obwohl auf dem gleichen Prinzip beruhende Drucksensoren schon seit längerem bekannt sind, konnten diese bisher nicht mit derartig kleinen Ausmaßen hergestellt werden. Donlagic zu Folge besteht das Geheimnis seines Erfolges in dem verwendeten Kunststoff ? herkömmliche Sensoren setzen zumeist Membranen aus Silizium ein, die bei Miniaturisierung ihren mechanischen Widerstand drastisch einbüßen.

Anzeige

Stefan Maier
Anzeige

bild der wissenschaft | Aktuelles Heft

Anzeige

Aktueller Buchtipp

Sonderpublikation in Zusammenarbeit  mit der Baden-Württemberg Stiftung
Jetzt ist morgen
Wie Forscher aus dem Südwesten die digitale Zukunft gestalten

Wissenschaftslexikon

Fluss|pferd  〈n. 11; Zool.〉 1 Mitglied einer flüssebewohnenden Familie der Paarhufer, plumpes, fast unbehaartes Tier mit wohlschmeckendem Fleisch: Hippopotamidae 2 〈i. e. S.〉 in Strömen u. Flüssen Afrikas lebende Art: Hippopotamus amphibius; ... mehr

Trom|mel|wir|bel  〈m. 5; Mus.〉 Wirbel, schnelle Schläge mit den Trommelstöcken auf der Trommel

Li|tho|to|mie  〈f. 19; Med.〉 Operation von Steinen (der Galle, Niere) [<grch. lithos ... mehr

» im Lexikon stöbern
Anzeige
Anzeige