Messen und Ausstellungen

MEMS-basierter Sensor zur Messung von Flüssigkeitseigenschaften

Der Demonstrator zeigt ein stark miniaturisiertes Viskosimeter basierend auf piezoelektrischer MEMS-Technologie und eingebetteten Messalgorithmen. Die berechneten Flüssigkeitseigenschaften Dichte und Viskosität werden innerhalb weniger Sekunden nach direkter Einsetzen des Sensors in die zu untersuchende Flüssigkeit bereitgestellt.

Mobiles Fluoreszenzsystem zum Nachweis von Schwermetallen durch oberflächenfunktionalisierte Nanokristalle

Mit einem neuen Analysesystem, das oberflächenfunktionalisierte Nanokristalle als Sensormaterial nutzt, können geringe Konzentrationen von Schwermetallen wie Blei oder Cadmium im Wasser direkt vor Ort detektiert werden.

Die Empfindlichkeit ist abhängig vom nachzuweisenden Schwermetall-Ion und beträgt für Blei-Ionen 1.9 % je µg/l und für Cadmium-Ionen 1,8 % je µg/l. Die Nachweisgrenze liegt bei ca. 0.1 µg/l. Durch die gezielte Oberflächenfunktionalisierung der Nanokristalle, kann im Ergebnis sowohl eine qualitative als auch eine quantitative Aussage über den Schwermetallgehalt einer Wasserprobe getroffen werden.

Wir präsentieren den Demonstrator in Kooperation mit dem Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) der TU Chemnitz.

Durchflussmessung auf Basis kapazitiver mikromechanischer Ultraschallwandler

Miniaturisierte, siliziumbasierte, kapazitive Ultraschallwandler (CMUT) lassen sich im industriellen Maßstab zur Durchflussmessung von Flüssigkeiten kostengünstig einsetzen. Sie können in unterschiedlichen Designkonfigurationen in Siliziumtechnologie hergestellt werden und ermöglichen das Senden und Empfangen von Ultraschallwellen verschiedenster Frequenzbereiche. Damit lässt sich ein breites Spektrum an Durchflussraten von Flüssigkeiten in Rohren erfassen.

Die CMUTs sind stark miniaturisiert und können mit einer Ansteuerelektronik kombiniert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Piezokeramik-basierten Ultraschallwandlern haben CMUTs eine große Bandbreite sowie eine niedrige akustische Impedanz. Außerdem ist die Leistungsfähigkeit der CMUTs im Vergleich zu piezobasierten Ultraschallwandlern weniger von der Umgebungstemperatur abhängig.

Sie lassen sich für unterschiedliche Anwendungsbereiche z.B. in der chemischen Industrie oder in Klima- und Lüftungsanlagen adaptieren.

Mikromechanische Ultraschallwandler

Wir stellen kapazitive mikromechanische Ultraschallwandler (CMUT) und piezoelektrische Mikrosysteme auf Basis von Aluminiumnitrid (PMUT) vor. In Bezug auf die Anwendungsbereiche ist die medizinische Bildgebung die Hauptanwendung für CMUT, aber diese Technologie findet auch in anderen Bereichen Anwendung (einschließlich Materialanalyse, zerstörungsfreie Prüfung, chemische Sensorik usw.). Piezoelektrische Mikrosysteme mit Aluminiumnitrid (AlN) werden am Fraunhofer ENAS seit einigen Jahren entwickelt. Diese Mikrosysteme besitzen eine hohe Energiedichte, was eine starke Miniaturisierung der Systeme ermöglicht. Damit können Energieverbrauch und Kosten bei der Herstellung der Systeme verringert werden und die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten steigt.

Darüber hinaus stellen wir Waferlevel-Packaging, Chiplevel-Packaging und additive Verfahren für das Packaging vor und zeigen Parylene-basierte Sensorik, flexible Leiterplatten und Hochbarriereschichten auf Basis von Parylene.