Volume 77, Issue 2

Zusammenfassung Ein Massendurchflusssensor zur Bestimmung von geförderten Stäuben mit Hilfe von resonanten “Composite Right-/Lefthanded”-Leitungsstrukturen (CRLH) wurde entwickelt. Das vorgestellte Sensorprinzip bietet die Möglichkeit, kostengünstige Massendurchflusssensoren für pneumatisch geförderte Feststoffe mit hoher Messgüte zu realisieren. Die Nutzung der Raumfiltermethode zur Geschwindigkeitsmessung eröffnet zudem die Möglichkeit, mit dem CRLH-Sensor die Materialkonzentration und -geschwindigkeit des Fördergutes mit einer einzigen Messung zu bestimmen. Mögliche Anwendungsgebiete dieser Art von Sensoren ist die Bestimmung des Massendurchflusses von Luft/Feststoff-, Luft/Flüssigkeit- und Flüssigkeit/Feststoff-Mischungen in der Prozessüberwachung.

Zusammenfassung Der magnetostriktive Wandlungseffekt eröffnet neue Wege, Aktoren für Mikrosysteme (MEMS) herzustellen. Speziell die auf dem Prinzip des monomorphen Biegebalkens basierenden magnetostriktiven Mikroaktoren bieten interessante Anwendungsfelder. Diese Aktoren werden unter Einfluss äußerer Magnetfelder zu Biegung und Schwingung angeregt. Es werden Berechnungsmethoden, Herstellungsprozess und Messtechnik vorgestellt, um die Entwicklung von Mikrosystemen basierend auf derartigen Mikroaktoren zu ermöglichen. Der Fokus der Untersuchungen liegt auf den mechanischen Eigenfrequenzen sowie den magnetostriktiven Kennlinien der Aktoren. Aufgrund der Ergebnisse lassen sich die gewählten Berechnungsmethoden sowie die Reproduzierbarkeit des Herstellungsprozesses verifizieren und lineare Arbeitsbereiche definieren.

Zusammenfassung Es wird ein Experimentalaufbau zur Anregung und drahtlosen Messung von Schwingungen einer teilweise in einen künstlichen Oberschenkelknochen einzementierten Hüftprothese vorgestellt. Um das dynamische Verhalten des mechanischen Systems zu diskutieren, wurde ein translatorisch-rotatorisches Netzwerkmodell erstellt. Mit diesem Modell werden die Eigenfrequenzen des Femur-Prothesen-Verbundes berechnet.

Zusammenfassung Stand der Technik bei Differenzdrucksensoren für die Prozessmesstechnik ist ein Nennmessbereich von Δ p N =10 mbar bei einem statischen Nenndruck bis p Stat =160 bar. Dabei wird eine Messunsicherheit ≤2×10 -3 angestrebt. Drucksensoren für raue Umgebungsbedingungen, deren Verformungskörper aus Silizium besteht, benötigen metallische Trennmembranen zur Medientrennung. Zum Schutz des Meßelementes vor zu hoher statischer und dynamischer Druckbelastung werden spezielle mechanische Überlastschutzvorrichtungen verwendet. Um zuverlässige Überlastschutzsysteme zu entwickeln, wird deren Frequenzcharakteristik experimentell durch eine neuartige dynamische Druckquelle ermittelt.

Zusammenfassung In der biotechnologischen Flüssigkeitssensorik spielen adaptive optische Systeme zur Anregung und Detektion von Lumineszenzsignalen eine wichtige Rolle. Diese Arbeit untersucht zwei Typen von optofluidischen Elementen, welche sowohl den Funktionsumfang als auch die Sensitivität sogenannter “Lab-on-a-chips” erhöhen können. Im ersten Teil wird eine hydrodynamisch verformbare Flüssigkeitslinse mit dreidimensionaler Fokusveränderbarkeit auf Basis einer mikrofluidischen Kanalstruktur diskutiert. Das zweite Sensorsystem beinhaltet einen adaptierbaren Flüssigkeitslichtleiter. Die Prototypen wurden in einem transparenten Photopolymer mit Mikro-Stereolithographie gefertigt.

Zusammenfassung Die taktile Messung von Mikrobauteilen erfordert Taster mit sehr kleinen Antastelementen und Antastkräften. Der taktil-optische Taster (sog. Fasertaster) stellt hierbei eine herausragende, etablierte Lösung dar und erlaubt auch die Messung von ansonsten unzugänglichen Mikrogeometrien. Allerdings war durch die auf diesem Prinzip basierende taktil-optische Messmethode bislang keine volle 3D-Messfähigkeit erreichbar. Neue Ansätze zur Überwindung dieser Einschränkung stellen die stereoskopische Erfassung der Tastkugel sowie die auf einem Speckle-Muster basierende Auswertung der z -Auslenkung des Tastelements dar.

Zusammenfassung Präzise Impedanzanalysatoren werden in jüngerer Vergangenheit vermehrt zur Auswertung resonanter Sensoren eingesetzt. In diesem Beitrag wird dazu ein Schaltungskonzept vorgestellt und der geplante Einsatz, ein Viskositätssensor basierend auf einem Quarz-Schwinger zur Überwachung eines Zeolith-Kristallisationsexperimentes auf der Internationalen Raumstation (ISS), präsentiert.

The WiseNET system includes an ultra low-power system-on-chip (SoC) hardware platform, WiseMAC, a low power medium access control protocol (MAC) dedicated to duty-cycled radios and a cluster-tree routing protocol. These elements have been designed to meet the specific requirements of wireless sensor networks and are particularly well suited to ad-hoc and hybrid networks. The WiseNET radio offers dual-band operation (434 MHz and 868 MHz) and runs from a single 1.5-V battery. It consumes only 2.5 mW in receive mode with a sensitivity smaller than -108 dBm at a BER of 10 -3 and for a 100-kb/s data rate. In addition to this low-power radio, the WiseNET system-on-chip (SoC) also includes all the functions required for data acquisition, processing and storage of the information provided by the sensors. Ultra-low power consumption with the WiseNET system is achieved thanks to the combination of the low power consumption of the transceiver and the high energy efficiency of the WiseMAC protocol. The WiseNET solution consumes more than 250 times less power than comparable solutions based on the IEEE 802.15.4 standard.

Zusammenfassung Mit in Verbundwerkstoffen eingebettetem Kohlenstoff-Filamentgarn können mittlere Dehnungen großer Messflächen erfasst werden. Zur Abschätzung der messtechnischen Praxistauglichkeit wurden in einen Glasfaser-Polypropylen-Verbundwerkstoff integrierte Kohlenstoff-Filamentgarn-Dehnungssensoren hinsichtlich der erreichbaren Messgenauigkeit bei Kurzzeitmessungen (maximal 15 Minuten Messzeit) untersucht. Anhand vergleichender Dehnungsmessungen mit Metallfolien-Dehnungsmessstreifen wurden der Übertragungsfaktor, der Linearitäts-, Hysterese- und Kriechfehler sowie die Wiederholbarkeit bestimmt. Die Einflüsse des Verbundwerkstoffes und der Temperatur wurden ebenso untersucht wie verschiedene Technologien zur elektrischen Kontaktierung von Kohlenstoff-Filamentgarn.