Drei Neuentwicklungen durchdringen die Mikrowelt

Drei Neuentwicklungen durchdringen die Mikrowelt

Forscher des Zentrums für Mikrotechnologien der TU Chemnitz und des Fraunhofer-Institutes für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) stellen vom 13. bis 15. Mai 2003 auf der „Sensor 2003“ in Nürnberg (Messezentrum, Halle 7, Stand 652 sowie Gemeinschaftsstand „Forschung für die Zukunft“, Stand 345/446) drei Sensorsysteme vor: ein Miniatur- Infrarotspektrometer zur Messung von Molekülspektren von Feststoffen bis hin zu Flüssigkeiten, ein Scannersystem mit ablenkbarem Mikrospiegel sowie einen Vibrationssensor, der unerwünschte Schwingungen zum Beispiel an Maschinen aufspürt. Laut Auskunft der Veranstalter werden auf der Messe etwa 15.000 Fachbesucher erwartet.

Portables Miniatur-Infrarotspektrometer für vielseitige Messungen

Das portable Infrarot-Spektrometer dient der Diagnose und Charakterisierung etwa von Feststoffen, Dünnfilmen, Pasten und Flüssigkeiten mittels nicht invasiver und schneller Messung von Molekülspektren. Auch Online- Messungen sind möglich. Dieses kostengünstige Spektrometer arbeitet nach dem Prinzip so genannter dispersiver Gitterspektrometer. Die Hauptkomponente des Instruments bildet ein Mikrospiegel, durch den eine spezifische Wellenlängen-Projizierung des analysierten Lichts auf den Ausgangsspalt realisiert wird.

Mikrospiegel für Scan-Applikationen

In Nürnberg vorgestellt wird auch ein aus einem Mikrospiegel bestehender Scanner, der Muster einlesen kann (z. B. Barcode-Streifen), die dann auf einem Bildschirm angezeigt werden können. Angewendet wird der Scanner beispielsweise in der Qualitätsprüfung sowie für die Erkennung von Hindernissen und Partikeln. Denkbar sind solche Ablenksysteme auch für optische Messungen, optische Datenübertragungen oder für das Laser- Fernsehen, das ohne Bildschirm auskommt und die Fernsehbilder stark vergrößert an die Wand projiziert. Die dafür in Chemnitz entwickelten winzigen Mikrospiegel sind an zwei Stellen beweglich gelagert und können durch das Anlegen einer Spannung ausgelenkt werden. Mit Hilfe verschiedener Spiegeldesigns können auch unterschiedliche Parameter erreicht werden. Auf spezielle Kundenanforderungen kann so relativ einfach reagiert werden. Im Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz wurden in den vergangenen Monaten die Oberflächenrauheit, die Ebenheit und die Reflektionsfähigkeit der als Prototypen gefertigten Spiegelelemente stark verbessert.

Vibrationssensor, der unerwünschte Schwingungen aufspürt

Wenn Maschinen, Motoren oder Pumpen unerwartet anfangen zu schwingen, ist meist eine Unwucht oder ein kleiner Riss in einem Bauteil die Ursache. Um diese unerwünschten Schwingungen frühzeitig zu erkennen, wurde ein neuartiger Vibrationssensor entwickelt. Der zweidimensionale, frequenzselektive Sensor wurde mittels einer Silizium-Ätztechnologie – dem trockenen reaktiven Ionenätzen – hergestellt. Wenn bei unerwünschten Schwingungen die kammähnlichen winzigen Strukturen des Sensors beim Ineinandergreifen vorgegebene Grenzwerte überschreiten, wird ein „Warnsignal“ erzeugt. Eine spezielle Elektronik ermöglicht die Auswertung und Verstärkung dieser Signale und ist hybrid integriert in einem kleinen Metallgehäuse. Das komplette System ist mit Montageadapter nur 3 mal 3 mal 3 Zentimeter groß und kann einfach an die zu beobachtenden Geräte montiert werden.