Feuchte eines Gasgemisches

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte und/oder einer Viskosität sowie einer Feuchte eines Gasgemisches.

Ein zu hoher Feuchteanteil eines eigentlich trockenen Gasgemisches (< 5 ppm) kann zur Korrosion von Leitungen und Anlagen führen oder Prozesse, wie beispielsweise einen Schweißprozess, nachteilig beeinträchtigen. Weiterhin kann die Feuchte auch die Messgenauigkeit von Sensoren beeinflussen, welche die Gase hinsichtlich der

Zusammensetzung überwachen sollen.

Eine zuverlässige Feuchtemessung bei Gasen mit niedriger Feuchte (< 200 ppm) ist gegenwärtig nur mit teurer und/oder aufwendiger Sensorik zu bewerkstelligen, beispielsweise mittels eines Taupunktspiegelhygrometers, bei dem zur Messung des Taupunktes ein temperierbarer Spiegel verwendet wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige und kostengünstige Möglichkeit vorzuschlagen, die Feuchte bei Gasen bzw. einem Gasgemisch mit niedriger Feuchte zu bestimmen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung einer Dichte und/oder einer Viskosität sowie einer Feuchte oder eines Konzentrationsanteils eines Spurengases eines Gasgemisches, das sich aus mindesten zwei Komponenten zusammensetzt, umfasst: einen ersten mikromechanisch gefertigten Kragbalken, der mit einer ersten Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt wird und der dem Gasgemisch ausgesetzt ist,

einen zweiten mikromechanisch gefertigten Kragbalken, der zumindest teilweise mit einer hygroskopischen Schicht zur Aufnahme von Wassermolekülen oder einem Adsorptionsmittel zur Aufnahme von Spurengasmolekülen beschichtet ist und mit einer zweiten Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt wird, wobei der zweite Kragbalken ebenfalls dem Gasgemisch ausgesetzt ist und der erste und zweite Kragbalken über die erste Resonanzfrequenz oder einer darauf basierenden Größe und die zweite Resonanzfrequenz oder einer darauf basierenden Größe auf das Gasgemisch, insbesondere im trockenen Zustand, kalibriert sind, eine Auswerte- und/oder Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, die Dichte des Gasgemisches im Wesentlichen anhand der ersten Resonanzfrequenz und/oder die Viskosität im Wesentlichen anhand der auf der ersten Resonanzfrequenz basierenden Größe, insbesondere eine Schwingungsgüte, zu bestimmen, wobei die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, anhand der ersten Resonanzfrequenz oder der anhand der ersten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte und der zweiten Resonanzfrequenz oder einer anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte die Feuchte oder den

Konzentrationsanteil des Spurengases zu bestimmen.

Erfindungsgemäß werden zwei mikromechanisch gefertigte Kragbalken bzw. Cantilever dazu eingesetzt, die Feuchte eines Gasgemisches zu bestimmen. Kragbalken bzw. Cantilever zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität sind an sich bekannt. Sie weisen für gewöhnlich einen Vorsprung bzw. ein hervorstehendes Segment auf, welches mit einer Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt wird. Die Anregung kann bspw. durch piezoelektrische, elektromagnetische oder elektrostatische Anregung erfolgen. Die Kragbalken sind mikromechanisch gefertigte Kragbalken, die bevorzugt auf ein und demselben monolithischen Chip bzw. Substrat ausgeführt sind. Der Chip bzw. das Substrat ist derartig in den fluidischen Messkanal eingebracht, dass der erste und zweite Kragbalken dem Gasgemisch ausgesetzt bzw. von diesem umgeben sind.

Erfindungsgemäß ist einer der beiden Kragbalken mit einer hygroskopischen Schicht oder einem Adsorptionsmittel versehen, sodass Feuchtemoleküle (Wassermoleküle) oder Moleküle des Spurengases adsorbiert werden. Die Adsorption führt zu einer Veränderung der Schwingungseigenschaft des mit einer zweiten Resonanzfrequenz zur Schwingung angeregten beschichteten Kragbalkens, wohingegen die Schwingungseigenschaft des mit einer ersten Resonanzfrequenz zur Schwingung angeregten anderen Kragbalkens im Wesentlichen unverändert bleibt. Diese Eigenschaft wird sich zur Ermittlung der Feuchte des Gasgemisches oder des Konzentrationsanteils des Spurengases zu Nutze gemacht, indem die Auswerte- und/oder Recheneinheit neben der Dichte und/oder Viskosität, die im Wesentlichen anhand der ersten Resonanzfrequenz oder einer darauf basierenden Größe bestimmt werden, auch die Feuchte des Gasgemisches oder den

Konzentrationsanteil des Spurengases bestimmt. Hierzu verwendet die Auswerte- und/oder Recheneinheit sowohl die erste Resonanzfrequenz oder die anhand der ersten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte und die zweite Resonanzfrequenz oder eine anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelte Dichte.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, die erste

Resonanzfrequenz oder die anhand der ersten Resonanzfrequenz ermittelte Dichte in Relation zu der zweiten Resonanzfrequenz oder die anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelte Dichte zu setzen, um die Feuchte oder den

Konzentrationsanteil des Spurengases zu bestimmen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, anhand einer relativen zeitlichen Ableitung der zweiten Resonanzfrequenz oder der anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte bezogen auf eine zeitliche Ableitung der ersten Resonanzfrequenz oder der anhand der ersten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte die Feuchte oder den Konzentrationsanteil des Spurengases zu bestimmen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, anhand einer Differenzbildung, in die die erste Resonanzfrequenz oder die anhand der ersten

Resonanzfrequenz ermittelte Dichte und die zweite Resonanzfrequenz oder die anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte eingeht, die Feuchte oder den

Konzentrationsanteil des Spurengases zu bestimmen. Beispielsweise kann die Auswerte- und/oder Recheneinheit die Differenz zwischen der ersten Resonanzfrequenz und der zweiten Resonanzfrequenz oder die Differenz zwischen der anhand der ersten

Resonanzfrequenz ermittelten Dichte und der anhand der zweite Resonanzfrequenz ermittelten Dichte als Maß für die Feuchte oder den Konzentrationsanteil des

Spurengases heranziehen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die hygroskopische Schicht ein Hydrogel, ein Zeolith oder Silikagel aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ferner eine Heizerstruktur, die dazu eingerichtet ist, die hygroskopische Schicht oder das Adsorptionsmittel in mindestens einem Ausheizvorgang zu erhitzen, sodass die

Wassermoleküle aus der hygroskopischen Schicht oder Moleküle des Spurengases aus dem Adsorptionsmittel entfernt werden. Insbesondere kann die Ausgestaltung vorsehen, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, nach

Durchführung des mindestens einen Ausheizvorgangs einen Sensordrift des zweiten Kragbalkens festzustellen und/oder dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit ferner dazu eingerichtet ist, beim Feststellen des Sensordrifts eine Kompensation bzw. einen Abgleich des zweiten Kragbalkens durchzuführen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst ferner ein Gehäuse mit einem Einlass zum Einführen des Gasgemisches und einem Auslass zum Auslassen des Gasgemisches, wobei der Einlass und der Auslass über zumindest einen fluidischen Messkanal miteinander verbunden sind, und zumindest einer, vorzugsweise beide, der Kragbalken in dem zumindest einen fluidischen Messkanal, vorzugsweise nebeneinander, übereinander, gegenüber oder hintereinander angeordnet sind. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass der erste Kragbalken keine hygroskopische Schicht, insbesondere keine Beschichtung, aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Adsorptionsmittel ein Molekularsieb, insbesondere ein Zeolith, ein mesoporöses Silikat, ein Silikagel, eine Aktivkohle und/oder ein organisches Polymer, insbesondere ein Hydrogel aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Spurengas einen Molanteil von kleiner 1000 ppm, bevorzugt kleiner 500 ppm, ganz besonders bevorzugt kleiner 100 ppm aufweist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Spurengas Wasser, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Schwefeldioxyd, Kohlendioxyd, Ozon oder eine flüchtige organische Verbindung wie beispielsweise

Chlorkohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Methan, Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexane oder Alkohole wie beispielsweise Ethanol, Methanol, Isopropanol, Toluol aufweist. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die neben der Dichte und/oder Viskosität eines Gasgemisches auch die Feuchte bzw. einen Feuchteanteil mittels zweier Kragbalken bzw. Cantilever bestimmt,

Fig. 2: beispielhaft ein Diagramm, in dem die aus der ersten bzw. zweiten

Resonanzfrequenz ermittelten Frequenzen für die beiden Kragbalken gegenüber der Zeit aufgetragen sind, und exemplarisch eine Änderung der Feuchte des Gasgemisches aufgetragen ist, und

Fig. 3: einen exemplarischen Verfahrensablauf zum Betreiben zweier Kragbalken zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität sowie der Feuchte eines über die beiden Kragbalken geführten Gasgemisches. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 , die neben der Dichte und/oder Viskosität eines Gasgemisches 2 auch die Feuchte bzw. einen Feuchteanteil mittels zweier Kragbalken bzw. Cantilever 3, 4 bestimmt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 9 mit einem fluidischen Messkanal 12 als integraler Bestandteil.

Dem Messkanal 12 kann über einen Einlass 10 das Gasgemisch 2 zugeführt werden, welches durch den Messkanal 12 zu einem Auslass 1 1 geleitet wird. In Fig. 1 exemplarisch durch einen Pfeil angedeutet. Die Vorrichtung 1 umfasste ferner zwei Kragbalken oder auch sogenannte Cantilever 3 und 4, wovon ein erster Kragbalken 3 zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität des Gasgemisches 2 und ein zweiter Kragbalken 4 in Kombination mit dem ersten Kragbalken 3 zur Bestimmung der Feuchte bzw. eines Feuchteanteils dient. Die beiden Kragbalken 3, 4 können, wie ein Fig. 1 dargestellt, hintereinander im Messkanal 12 angeordnet sein. Alternativ können die Kragbalken 3, 4 aber auch nebeneinander oder übereinander, d.h. einer im oberen Bereich und der andere im unteren Bereich des Messkanals 12, angeordnet sein.

Ferner umfasst die Vorrichtung 1 eine Auswerte- und/oder Recheneinheit 6, die dazu eingerichtet ist, den ersten Kragbalken 3 mit einer ersten Resonanzfrequenz fl und den zweiten Kragbalken 4 mit einer zweiten Resonanzfrequenz f2 als elektromechanische Resonatoren zu betreiben, sodass sowohl der erste als auch der zweite Kragbalken 3, 4 jeweils ein Schwingkreis im elektrischen Sinne darstellen. Die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 kann bspw. einen Mikroprozessor aufweisen.

Erfindungsgemäß weist der zweite Kragbalken 4 eine hygroskopische Schicht 5 bzw. Beschichtung auf, die in der Lage ist, Wassermoleküle zu adsorbieren, sodass sich die Masse der hygroskopischen Schicht 5 aufgrund der angelagerten Wassermoleküle verändert. Die hygroskopische Schicht 5 kann insbesondere ein Hydrogel, ein Zeolith oder ein Silikagel aufweisen. Alternativ kann der zweite Kragbalken auch eine Schicht aus einem Adsorptionsmittel aufweisen, das in der Lage ist, Moleküle eines Spurengases zu adsorbieren, sodass sich die Masse des Adsorptionsmittel aufgrund der angelagerten Moleküle verändert. Dieses Adsorptionsmittel ist beispielsweise ein Molekularsieb, insbesondere ein Zeolith, ein mesoporöses Silikat, ein Silikagel, eine Aktivkohle und/oder ein organisches Polymer, insbesondere ein Hydrogel.

Demgegenüber weist der erste Kragbalken 3 wiederum keine derartige hygroskopische Schicht 5 bzw. Beschichtung auf, sondern ist vorzugsweise unbeschichtet. Durch die Adsorption der Moleküle verändert sich die Masse der hygroskopischen Schicht 5 bzw. des Adsorptionsmittels und somit auch die zweite Resonanzfrequenz f2 des zweiten Kragbalkens 4, wobei sich die erste Resonanzfrequenz fl des ersten, unbeschichteten Kragbalkens im Wesentlichen nicht ändert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 kombiniert also die unterschiedlichen Effekte, die an den beiden Kragbalken 3, 4 auftreten, umso einerseits die Dichte und/oder Viskosität des Gasgemisches 2 zu bestimmen und zusätzlich noch die Feuchte bzw. den

Konzentrationsanteil des Spurengases.

Zur Bestimmung der Dichte des Gasgemisches 2 in einem Messbetrieb S200 ist die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 dazu eingerichtet, die erste Resonanzfrequenz f1 dahingehend auszuwerten, dass anhand dieser die Dichte des Gasgemisches 2 bestimmt wird. Dies kann bspw. derart erfolgen, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 eine zeitliche Veränderung der Resonanzfrequenz fl aufgrund einer Dichteänderung des Gasgemisches 2 mit Hilfe eines mathematisch-physikalischen Modells in eine entsprechende Dichte umwandelt.

Ergänzend oder alternativ kann zur Bestimmung der Viskosität des Gasgemisches 2 in dem Messbetrieb S200 die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 ferner dazu eingerichtet sein, anhand einer auf der ersten Resonanzfrequenz fl basierenden Größe, bspw. einer Güte des elektrischen Schwingkreises, die Viskosität zu bestimmen. Hierbei wird sich zu Nutze gemacht, dass je höher die Viskosität des Gasgemisches 2 ist, desto höher auch die Bedämpfung des Schwingkreises ist. Die Bedämpfung des Resonators zur

Bestimmung der Güte des Schwingkreises kann auf unterschiedliche Weise gemessen werden. So kann die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 bspw. dazu eingerichtet sein, die Leistungszufuhr, die benötigt wird, um den Schwingkreis mit einer konstanten Amplitude schwingen zu lassen, zu ermitteln, umso die Güte zu bestimmen.

Die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 ist ferner dazu eingerichtet in dem Messbetrieb, anhand der ersten Resonanzfrequenz f1 oder der durch die erste Resonanzfrequenz fl ermittelten Dichte in Kombination mit der zweiten Resonanzfrequenz f2 oder einer durch die zweite Resonanzfrequenz f2 ermittelten Dichte die Feuchte bzw. den

Konzentrationsanteil des Spurengases zu bestimmen. Die durch die zweite

Resonanzfrequenz f2 ermittelte Dichte wird im Wesentlichen gleich ermittelt wie die durch die erste Resonanzfrequenz fl ermittelte Dichte, d.h. es wird dasselbe mathematischphysikalische Modell zu Grunde gelegt. Dies bedeutet, dass solange die Feuchte des Gasgemisches unterhalb eines spezifischen Wertes, bspw. kleiner 5 ppm, bleibt, die beiden ermittelten Dichten im Wesentlichen einen gleichen Wert aufweisen. Steigt die Feuchte des Gasgemisches 2 über den spezifischen Wert an, weichen die beiden ermittelten Dichten voneinander ab. Die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 kann somit die beiden Resonanzfrequenzen fl , f2 oder die beiden ermittelten Dichten in Relation zueinander setzen, um die Feuchte zu bestimmen. Entsprechendes gilt auch für die Auswertung des Konzentrationsanteils des Spurengases des Gasgemisches. Eine spezifischer Werte unterhalb dessen eine Detektion des Spurengases nicht mehr zuverlässig möglich ist, lässt sich jedoch nicht so ohne weiteres angeben. Diese hängt insbesondere von dem Adsorptionsverhalten und/oder der molaren Masse des

Spurengases ab.

Im einfachsten Fall, kann die Auswertung derartig erfolgen, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 eine Subtraktion durchführt, bei der die Auswerte- und Recheneinheit 6 die erste Resonanzfrequenz f1 von der zweiten Resonanzfrequenz f2 oder die durch die erste Resonanzfrequenz f1 ermittelte Dichte von der durch die zweite Resonanzfrequenz f2 ermittelten Dichte subtrahiert. Die Differenz kann der Auswerte- und/oder

Recheneinheit 6 wiederum als ein Maß für die Feuchte des Gasgemisches 2 oder des Konzentrationsanteils des Spurengases dienen. Ferner kann die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 auch dazu eingerichtet sein, die Feuchte oder den Konzentrationsanteil des Spurengases anhand der relativen zeitlichen Ableitung der ersten Resonanzfrequenz fl und der zweiten Resonanzfrequenz f2 zu ermitteln.

Für den eigentlichen Messbetrieb S300 der Vorrichtung 1 sind der erste und zweite Kragbalken 3 und 4 in einem Kalibrierschritt S200 kalibriert. Der Kalibrierschritt ist dem eigentlichen Messbetrieb zeitlich vorangestellt und kann bspw. in einer Laborumgebung erfolgen. In dem Kalibrierschritt S200 wird ein trockenes Gasgemisch, welches eine Feuchte kleiner 5 ppm aufweist, über den ersten und zweiten Kragbalken 3, 4 geführt und eine etwaige Differenz der beiden Resonanzfrequenzen bzw. der ermittelten Dichten wird eliminiert, sodass die beiden ermittelten Dichten für das trockene Gasgemisch im Wesentlichen gleich sind. Bei der Kalibration auf ein Spurengas wird vorzugsweise ein Gasgemisch verwendet, welches kein oder einen möglichst geringen Anteil (« 1 ppm) eines Spurengas aufweist. Der Kalibrierschritt S200 wird vorzugsweise durch die Auswerte- und/oder Recheneinheit durchgeführt.

In Fig. 2 sind beispielhaft die für den ersten und zweiten Kragbalken 3, 4 ermittelten Frequenzen dargestellt. Aus den Frequenzen fl und f2 lassen sich anhand des folgenden Zusammenhangs f = K1 + 1/(Dichte-K0) die Dichten bestimmen, die zur Bestimmung der Feuchte von der Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 voneinander subtrahiert werden.

K0 und K1 sind hierbei Konstanten, die insbesondere von der konkreten Ausgestaltung der Kragbalken abhängig sind.

Aus Fig. 2 wird ersichtlich, dass solange es sich bei dem Gasgemisch 2 um ein trockenes Gasgemisch 2 handelt, d.h. dass das Gasgemisch eine Feuchte < 5 ppm aufweist, die für die beiden Kragbalken 3, 4 ermittelte Dichte im Wesentlich gleich ist, sofern diese zuvor auf das trockene Gasgemisch 2 kalibriert worden sind. In dem Moment wo die Feuchte des Gasgemisches einen Wert > 5 ppm annimmt (in Fig. 2 ca. ab dem Zeitpunkt t > 4), verändert sich die für den zweiten Kragbalken 4 ermittelte Dichte aufgrund der Adsorption von Wassermolekülen an der hygroskopischen Schicht 5, sodass die Differenz der beiden Dichten als Maß für die Feuchte von der Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 herangezogen werden kann. Neben der in Fig. 2 dargestellten Dichte kann auch eine zeitliche Ableitung der ersten und zweiten Resonanzfrequenz fl , f2 zur Ermittlung der Feuchte herangezogen werden. Hierbei ist die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 dazu eingerichtet, die zeitliche Ableitung der zweiten Resonanzfrequenz oder der anhand der zweiten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte in Relation zu der zeitlichen Ableitung der ersten Resonanzfrequenz oder der anhand der ersten Resonanzfrequenz ermittelten Dichte zu setzen, und über den zeitlichen Verlauf der beiden zeitlichen Ableitungen in Relation zueinander die Feuchte zu bestimmen.

Der zweite Kragbalken 4 kann ferner eine Heizerstruktur 7 aufweisen, die ebenfalls mikromechanisch gefertigt wird und die auf dem zweiten Kragbalken 4 vorzugsweise zwischen der hygroskopischen Schicht 5 und einer Oberfläche des zweiten Kragbalkens 4 angeordnet ist. Die Heizerstruktur 7 ist dazu ausgebildet, die hygroskopische Schicht 5 zu erhitzen, sodass Wassermoleküle, die adsorbiert wurden, entfernt werden. Hierfür kann vorgesehen sein, dass die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 die Heizerstruktur 7 derartig ansteuert, dass die hygroskopische Schicht 5 durch mindestens einen

Ausheizvorgang bzw. -schritt S400, wie er exemplarisch in Fig. 2 dargestellt ist, ausgeheizt wird.

Ergänzend kann die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 ferner dazu eingerichtet sein, nach dem mindestens einen Ausheizvorgang S400 ggfl. auch nach mehreren

Ausheizvorgängen einen Sensordrift 13 des zweiten Kragbalkens 4, bspw. in Form einer Veränderung der zweiten Resonanzfrequenz f2 in Bezug auf einen Referenzwert, festzustellen. Ein derartiger Sensordriftl 3 kann insbesondere dann auftreten, wenn nach dem Ausheizvorgang noch Wasser oder Spurengasmoleküle durch die adsorbierende Schicht 5 adsorbiert sind. Als Referenzwert kann bspw. ein in dem Kalibrierschritt ermittelter und in der Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 hinterlegter Wert oder ein aus dem Messbetrieb hinterlegter historischer Wert der ersten Referenzfrequenz f1 dienen. Die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 kann ferner dazu eingerichtet sein, in dem Fall, dass ein Sensordrift 13 festgestellt wurde, eine Kompensation bzw. einen Abgleich des zweiten Kragbalkens 4 durchzuführen, umso einen durch den Sensordrift 13

entstandenen Offset 14 zu eliminieren.

Fig. 3 zeigt einen exemplarischen Verfahrensablauf zum Betreiben einer

erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Kragbalken zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität sowie der Feuchte oder den Konzentrationsanteil des Spurengases eines über die beiden Kragbalken geführten Gasgemisches. Das Verfahren sieht dabei die folgenden Verfahrensschritte vor: Bereitstellen einer Vorrichtung mit zwei mikromechanisch gefertigten Kragbaken S100, wovon ein Kragbalken 4 eine hygroskopische Schicht 5 zur Adsorption von Wassermolekülen aus dem Gasgemisch und der andere Kragbalken 3 vorzugsweise keine hygroskopische Schicht aufweist. Die beiden Kragbalken 3, 4 werden, wie zuvor dargelegt, mit jeweils einer Resonanzfrequenz fl , f2 zum Schwingen angeregt.

Kalibrierung der Vorrichtung in einem Kalibrierschritt S200, der einem eigentlichen Messbetrieb zeitlich vorangestellt ist, mittels eines trockenen Gasgemisches 2.

Die Kalibrierung kann wie zuvor dargelegt durchgeführt werden.

Nach dem die beiden Kragbalken 3, 4 aufeinander kalibriert wurden, können diese in dem eigentlichen Messbetrieb S300 dem Gasgemisch zur Bestimmung der Dichte und/oder Viskosität sowie der Feuchte bzw. des Konzentrationsanteils des Spurengases ausgesetzt werden. In dem Messbetrieb S300 reagiert der unbeschichtet Kragbalken 3 nur auf eine Dichteänderung des Gasgemisches, wohingegen der mit der hygroskopischen Schicht 5 bzw. dem Absorptionsmittel beschichtet Kragbalken 4 auch auf eine Änderung der Feuchte in dem

Gasgemisch sensitiv ist, d.h. darauf reagiert. Aufgrund der unterschiedlichen Sensitivität der beiden Kragbalken ändern sich auch die entsprechenden

Resonanzfrequenzen fl , f2 oder die darauf basierenden Größen unterschiedlich. Diese Änderung kann wie zuvor dargelegt durch die Auswerte- und/oder

Recheneinheit 6 ausgewertet und bspw. über eine entsprechende Ausgabeeinheit entsprechend ausgegeben werden. Die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 gibt also im Messbetrieb S300 die Dichte, die Viskosität und die Feuchte bzw. den Konzentrationsanteil des Spurengases des Gasgemisches 2 aus.

Ferner kann ein Ausheizschritt S400 dem Messbetrieb S300 nachgeschaltet sein oder als Teil des Messbetriebs S300 durchgeführt werden. In dem Ausheizschritt S400 wird die adsorbierende Schicht 5 des beschichtete Kragbalken 4 mittels eines Heizers 7 erhitzt, sodass die adsorbierten Moleküle entfernt werden. Der Ausheizschritt S400 kann optional einen Abgleichschritt S500 umfassen, indem, nach dem ein Sensordrift 13 festgestellt wurde, die Resonanzfrequenz f2 des mit der hygroskopischen Schicht 5 oder dem Absorptionsmittel beschichteten Kragbalkens 4 auf einen Referenzwert angeglichen wird. Dies kann bspw. durch die Auswerte- und/oder Recheneinheit 6 erfolgen. Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Gasgemisch

3 Erster mikromechanisch gefertigter Kragbalken bzw. Cantilever

4 Zweiter mikromechanisch gefertigter Kragbalken bzw. Cantilever

5 hygroskopischen Schicht oder Adsorptionsmittel

6 Auswerte- und/oder Recheneinheit

7 Heizerstruktur

8 Ausheizvorgang

9 Gehäuse

10 Einlass

1 1 Auslass

12 fluidischer Messkanal

13 Sensordrift

14 Offset

f1 Erste Resonanzfrequenz

f2 Zweite Resonanzfrequenz

S100 Bereitstellen der Kragbalken

S200 Kalibrierschritt

S300 Messbetrieb

S400 Ausheiz- und ggfl. Abgleichschritt

S500 Abgleichschritt