Smarte Aktorik und Sensorik

Unter smarter Aktorik oder Sensorik verstehen wir Systeme, die auf intelligenten Werkstoffen, sogenannten Funktionsmaterialien basieren oder die sich durch ihre besonderen, meist unkonventionell umgesetzten Wirkmechanismen auszeichnen und einen erweiterten Funktionsumfang erschließen.

Das Team der Abteilung Experimentelle Analyse und Elektromechanik (EE) verfügt über eine große Expertise in der Anwendung von Funktionsmaterialien als Aktor oder Sensor. Hierzu gehören z.B. Piezokeramiken, Elektroaktive Polymere (EAP), Formgedächtnislegierungen (SMA - Shape Memory Alloys) oder Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF).

Eingeschränkter Bauraum, schwierige Umgebungsbedingungen oder Zuverlässigkeitsprobleme sind unter anderem Faktoren, die es erfordern können, im Entwicklungsprozess über den Tellerrand hinauszuschauen und neue Technologien ins Spiel zu bringen, um zum gewünschten Ergebnis zu kommen. Gerade außerhalb der üblichen Standardanwendungen bieten die oben genannten Werkstoffe in Verbindung mit teils unkonventionellen Ansätzen oftmals zahlreiche Vorteile gegenüber den klassischen Funktionsprinzipen wie beispielsweise Dehnmesstreifen (DMS) in der Sensorik oder elektrodynamischen Antrieben. 

Aufwertung vorhandener Systeme

In vielen Fällen lassen sich bewährte Systeme aber auch mit klassischen Ansätzen durch geschickte Modifikationen oder Erweiterungen an neue Anwendungen anpassen und somit smart gestalten.

Beispielsweise können Sensoren um eine integrierte Datenvorverarbeitung und eine Möglichkeit zur drahtlosen Datenübertragung erweitert werden. Somit ist es möglich, ein ganzes Sensornetzwerk zu erstellen, bei dem die einzelnen Knotenpunkte untereinander kommunizieren und die Messdaten automatisiert vorgefiltert und bewertet an eine zentrale Stelle übermitteln.

Im Bereich der Elektromechanik konnten im Auftrag von Kunden aus der Industrie bereits zahlreiche Ideen erarbeitet und erfolgreich prototypisch umgesetzt werden, um verschiedenste Produkte, Fertigungsanlagen, Maschinen, Fahrzeuge, etc. aufzuwerten. Gegenstand war dabei häufig die Erhöhung der Sicherheit, des Komforts oder der Effektivität. 

Wir unterstützen hier beratend, liefern Ideen, begleiten Entwicklungsprozesse, entwerfen, bauen und charakterisieren Funktionsmuster.

Gerade bei der Erfassung von Messdaten über einen längeren Zeitraum oder unter schwierigen Umgebungsbedingungen stellt die Stromversorgung häufig ein Problem dar. Energy Harvesting, also das „Ernten“ von Energie aus der Umgebung, kann hier auf smarte Weise Abhilfe schaffen. Beispielsweise lässt sich die in den Vibrationen einer Maschine enthaltene Bewegungsenergie nutzen, um drahtlose Beschleunigungssensoren für die Zustandsüberwachung zu betreiben. Je nach Anwendung und Energiebedarf des zu versorgenden Systems, kommen hierbei verschiedene Verfahren und Funktionsmaterialien zum Einsatz. Aufgrund unserer langjährigen Erfahrung und mit Hilfe moderner Simulationsverfahren geschieht die Auswahl eines geeigneten Ansatzes und die Auslegung des Gesamtsystems. Manchmal erweist sich ein klassisches elektrodynamisches System als zielführend, in einem anderen Fall werden innovative Piezoelektretfolien zur Energiewandlung verwendet. Weiterführende Informationen hierzu finden Sie in den Projektbeispielen.

Smarte Aktorik und Sensorik

• Expertenwissen und langjährige Erfahrung in der Anwendung von Funktionsmaterialien
• Entwicklung und prototypische Umsetzung von smarter Aktorik und Sensorik
• Energieautarke Systeme
• Ideenfindung und Beratung
• Wissenschaftliche Begleitung von Entwicklungsprozessen
• Experimentelle Charakterisierung von Aktoren und Sensoren