Cluster Mikrosystemtechnik
Flammenionisationsdetektoren (FID) sind etablierte gassensorische Lösungen für die Bestimmung von Kohlenwasserstoffkonzentrationen, die sich insbesondere durch geringe Nachweisgrenzen und geringe Querempfindlichkeiten auszeichnen. Ihr Einsatz erfolgt überwiegend in der Industrie (Analyse), im Explosionsschutz und im Umweltschutz. Die konventionelle Herstellung von FIDs erfolgt über feinwerktechnische Verfahren, die Bereitstellung der Betriebsgase (H2, Luft) über Druckgasflaschen. Die aufwändige Einzelfertigung bzw. die umständliche Bereitstellung der Betriebsgase limitieren den Einsatz der Sensorik hinsichtlich Kosten, Mobilität und Betriebszeit. Die Überwindung dieser Limitierungen durch den Einsatz mehrlagenkeramischer Fertigungstechnologien war Ziel der aufgeführten Entwicklungsaktivitäten.
Die dreidimensionale Vermessung spiegelnder Freiformflächen, wie etwa von Kfz-Karosserien, Brillengläsern oder Teleskopspiegeln, ist ein wichtiges Thema im Bereich der optischen Messtechnik. Aktuell existiert eine Reihe etablierter Verfahren zur Vermessung spiegelnder Oberflächen im industriellen Umfeld, wie z.B. Interferometrie, Deflektometrie, Weißlichtinterferometrie oder Shape from Specular Flow. Allerdings gibt es noch kein Verfahren, welches in der Lage wäre, beliebige bewegte Objekte mit spiegelnder Oberfläche gleichzeitig schnell, robust, vollflächig und hochgenau zu vermessen.
Phasenmessende Deflektometrie (PMD) hat grundsätzlich das Potenzial, die erwähnten Anforderungen zu erfüllen. PMD ist seit mehr als 20 Jahren ein etabliertes Verfahren zur vollflächigen berührungslosen optischen Vermessung der Topographie blanker Oberflächen und zeichnet sich durch ihre Robustheit, Flexibilität und hohe Messdynamik aus. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass an jeder zu vermessenden Position mehrere Bilder eines sinusförmigen Streifenmusters in unterschiedlichen Phasenlagen aufzunehmen sind. Aus diesem Grund darf sich das zu prüfende Objekt während der Messung nicht bewegen. Für viele industrielle Anwendungen – etwa bei der Serienfertigung mit kurzen Taktzeiten oder bei der Produktion von Endlos-Material wie Folien oder Blechen – ist das Anhalten des Objekts für die Prüfung von großem Nachteil und stellt oftmals den größten Hinderungsgrund bei der Einführung dieser Prüftechnologie dar.
In diesem Beitrag wird aufgezeigt, wie die phasenmessende Deflektometrie erweitert werden kann, so dass eine Vermessung beliebig bewegter Objekte mit blanken Oberflächen ohne vorheriges Anhalten und Fixieren möglich wird.
Flexible Elektrolumineszenz-Displays mit einer Pixelmatrix von 32 x 5 Punkten und mit 5 bis 11 Piktogramm-Elementen wurden im Druckverfahren hergestellt und in einer Anwendung zur Erhöhung der Verkehrssicherheit eingesetzt. Dabei kann ein Fahrradfahrer oder ein Skater seine Abbiege- und Bremsmanöver anderen Verkehrsteilnehmern mit Hilfe des in einen Rucksack bzw. eine Jacke integrierten Displays auch in Dunkelheit anzeigen. Die Signalübertragung erfolgt über eine Bluetooth-Verbindung von einer „Control Unit“ oder einem Smartphone an das Display. Zusätzlich erlaubt das System eine Möglichkeit beliebige Botschaften auf das Display vom Smartphone aus zu übertragen und anzuzeigen. Dieser „Fun Mode“ kann z.B. auf Events als „live post“ eingesetzt werden. Im Artikel sind technische Details zur Implementierung beschrieben, gewonnene Erfahrungen bei der Herstellung der Displays und Ergebnisse der Tests von Demonstratoren werden aufgezeigt.