Många digitaliserade processer är beroende av data som samlas in av allt starkare sensorer och annan test- och mätteknik. När dessa uppgifter behandlas, den ger exakt och tillförlitlig information om driftsmiljön. Nio Fraunhofer -institut kommer att presentera resultaten av sin forskning om sensorteknik och dess tillämpningar inom testning och mätning på Sensor+Test 2019 i Nürnberg från 25 till 27 juni (monter 248 i hall 5).

Många innovationer i dagens digitala era är beroende av förmågan att överföra information från den verkliga världen till det digitala universum - exempel inkluderar framsteg inom gestigenkänning, kontaktfri materialtestning och konstgjord andning. I applikationer som dessa, sensorer och andra test- och mätsystem kan likställas med möjliggörande teknik eftersom många nya utvecklingar bygger på dem. Vid årets upplaga av Sensor+Test, det ledande forumet på detta område världen över, Fraunhofer kommer återigen att presentera exempel på sin forskning inom de många områden som utgör dess omfattande teknikportfölj.

Testning av större spektrum av kontaktfria material

Terahertz avbildning är en av de nya teknikerna som allt oftare används för att övervaka industriprocesser och testa nytt material. Denna beröringsfria metod kan användas för att mäta beläggningstjocklek, analysera strukturen hos polymerkompositer, eller upptäcka defekter i icke-ledande material. Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich Hertz Institute, HHI, kommer att presentera nästa generation av fiberkopplade terahertz-sändtagare. Den integrerade givarsonden tillåter reflektionsmätningar ortogonala på ytan av testprovet och kan användas utan modifiering i kombination med kommersiellt tillgängliga terahertz -mätsystem.

Minska stilleståndstiden för maskinen, tillverkningsfel och avvisningsgrader

Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT kommer att demonstrera hur kvaliteten på arbetsstycken och komponenter kan säkerställas med en kontaktfri, icke-destruktiv testmetod baserad på ljudavkänning av produkt- och processparametrar kombinerat med maskininlärning. Besökare kan lära sig mer om denna metod, som kan användas både för att övervaka produktionsprocesser och för att utföra slutprovade produkttester, i en serie interaktiva utställningar.

Förse sensorer med energi skapad av små vibrationer

En av utmaningarna i Internet of Things (IoT) är hur man levererar ström till trådlösa sensorer - en fråga som Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS hanterar genom att utveckla lösningar för energiupptagning. Även de minsta vibrationer som genererar ett tryck på 100 mg vid en frekvens av 60 hertz är tillräckliga för att en vibrationstransformator ska producera den elektriska energi som behövs för att driva flera sensorer och överföra data en gång per sekund. Maximum Power Point Tracker ger ett effektivt sätt att styra laddningsomvandlaren för att garantera ett maximalt effektutbyte. Energiskördslösningen laddar batteriet medan enheten är i drift och möjliggör design av IoT -sensorer med obegränsad livslängd, utan strömkabel eller byte av batterier.

CMOS optiskt filter för billiga chipstorleksspektrometrar

Med tanke på den redan höga kostnaden för sex-band multispektrala sensorer, sensorer med mer än sex spektralband är för dyra för applikationer på många priskänsliga marknader. NanoSPECTRAL-tekniken som utvecklats av Fraunhofer IIS är baserad på optiska nanostrukturer och möjliggör en mycket kostnadseffektiv monolitisk produktion av de nödvändiga optiska filtren direkt i CMOS halvledarprocesser, tillsammans med de optiska sensorelementen. Den chipstorleksspektrometer som visas på mässan har redan mer än 30 spektralband och är därmed t.ex. lämplig för jordbruksapplikationer, analys, livsmedelsanalys och medicinska tillämpningar.

Mildare artificiell andning

För att minimera obehag för patienten, apparaten som används för att applicera konstgjord ventilation måste vara snabbt och exakt justerbar till en mängd parametrar beroende på patienten i fråga. Detta är särskilt kritiskt för nyfödda eller spädbarn, vars lungor är så små att de bara kan ta in några milliliter luft för varje andetag, och så ömtåligt att eventuellt övertryck kan leda till permanent skada. Det är därför ventilatorer måste kunna reagera på det första tecknet på spontan andning inom en bråkdel av en sekund. Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation IPA har utvecklat en ny teknik som gör att spontana andningsrörelser kan detekteras nästan omedelbart och utan fysisk kontakt. Detta öppnar vägen för mycket flexibla andningshjälpmedel, särskilt för mycket unga patienter med bräckliga lungor.

Ultraljudsbaserad gestigenkänning

Ett team av forskare vid Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS använder en ny klass av mikromekaniska ultraljudsgivare för att på ett tillförlitligt sätt upptäcka tredimensionella avståndsförändringar, rörelsemönster och gester inom ett område på upp till 500 centimeter. De miniatyriserade komponenterna är billiga att producera och genererar höga ljudtryck, med ett frekvenssvar som gör att de kan ställas in på den optimala balansen mellan avstånd och känslighet. Tillämpningar för beröringsfria sensorer inkluderar automations- och säkerhetssystem, medicinska apparater, bilindustrin, underhållningselektronik och hushållsapparater. Fraunhofer IPMS kommer att visa en av sina första funktionsdemonstratorer på Sensor+Test.

Fickstort laboratorium för övervakning av vattenkvaliteten

En mycket selektiv och känslig, autonomt testsystem kan detektera spårmängder av fördefinierade kemiska ämnen (i mikromolområdet) i avloppsvatten. Användningar av detta fickstora laboratorium inkluderar utvärdering av kvaliteten på vattenförekomster. Dess huvudkomponent är en kemisk sensor baserad på mikrofluid teknik, därav dess mycket kompakta design. Genom att minska systemets storlek till så små dimensioner, den kan fungera in situ utan mänskligt ingripande. I konsortiet av elva partner som arbetar med detta EU-finansierade projekt ingår Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM och Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS.

Högpresterande vätesensor

Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT har utvecklat en extremt känslig vätsensor i samarbete med industriell partner LAMTEC som en del av ett offentligt finansierat forskningsprojekt. Lågvätekoncentrationsmätningssensorn (LHyCon) kan ersätta vanliga heliumbaserade läcksökare, erbjuder hög mätkänslighet, och kostar dessutom betydligt mindre än andra metoder med en jämförbar prestanda.