Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme

Exponate SSI 2012

Autarkes Sensornetzwerk zur Zustandsüberwachung von Hochspannungsnetzen

Das Sensor-Netzwerk liefert Echtzeit-Daten über den aktuellen Zustand von Hochspannungsnetzen. Diese Zustandsüberwachung dient zur optimierten Auslastung der Netzkapazität und zur Verminderung von Schäden aufgrund von durchhängenden Stromleitungen.

Echtzeit-Daten über Temperatur, Neigungswinkel der Leitung, Stromdurchfluss und Windbewegungen werden direkt an der Stromleitung mit einem Sensorknoten gemessen. Diese Sensorknoten sind im Abstand von 500 Metern auf 110 und 380 kV-Überlandleitungen angebracht. Die sammeln die Daten und senden sie weiter zum nächsten Sensorknoten bis die Daten im nächsten Umspannwerk in ein internetbasiertes Wartungssystem eingespeist werden. Die Sensorknoten sind autark und ernten ihre benötigte Energie aus dem elektrischen Feld der Hochspannungsleitung.

Das Netzwerk wurde in Kooperation mit dem Fraunhofer IZM, dem Zentrum für Mikrotechnologien der TU Chemnitz, enviaM Mitteldeutsche Energie AG, amprion GmbH und anderen Partnern entwickelt.

Vollintegrierte mikrofluidische Kartusche für die in-vitro Diagnostik

Im Rahmen der Fraunhofer ivD-Plattform werden mikrofluidische Kartuschen mit integrierten Reservoiren und preiswerten Einweg-Mikropumpen für den Einsatz in der Vor-Ort-Diagnostik entwickelt. Sie ermöglichen die Durchführung komplexer biologischer Assays im Bereich Immono- und DNA basierter Diagnostik.


Die Kartuschen sind voll-integriert und ermöglichen damit den aktiven und gesteuerten Proben- und Reagenztransport ohne fluidische Schnittstellen zur Außenwelt. Das Konzept versteht sich als Plattform und kann leicht an andere Assays und Sensorprinzipien angepasst werden. Die Kartuschen sind sowohl aus technologischer als auch aus Kostensicht als Einwegsystem konzipiert.

Fabry-Perot Interferometer

Die wichtigsten Vorteile dieses Fabry-Perot Interferometers sind: hohe Genauigkeit, sehr gute Parallelität der Reflektoren bereits ohne Closed-Loop-Betrieb, mechanische Widerstandsfähigkeit und typische Mikrosystemeigenschaften: kleine Abmessungen und geringes Gewicht.

Mögliche Anwendungsgebiete des IR Filters sind:

  • Messungen im Bereich 3 - 5 µm und 8 - 11 µm
  • Messung von Gaskonzentrationen
  • Spectral-Imaging

Der abstimmbare Infrarot-Filter wurde in Kooperation mit der InfraTec GmbH Dresden entwickelt und aufgebaut.

Inclination Sensors

The inclination sensors are suitable, according to the type, for oneor two-channel static measurement of inclinations in the standardranges. The output values of the inclination sensors with linearizedcurrent or voltage interface can be set as needed within their regularangle range by the customers.

The compact and robust design makesthe sensor a suitable angle measurement device in rough-surroundingsfor different applications in industry and automotive technology. Asimple configuration and start-up is possible by the CAN bus interface.All parameters are stored in the internal permanent memory.

The sensor was developed with the GEMAC - Gesellschaft für Mikroelektronikanwendungen Chemnitz mbH.

Wafer bonding

The following waferbonding technologies are applied to package sensor and actuator components as well as electronics at wafer level:

  • anodic bonding,
  • silicon direct bonding,
  • eutectic bonding,
  • metal thermo compression bonding,
  • glass frit bonding,
  • adhesive bonding,
  • laser asissted bonding.

3D integration technologies using metallized through silicon vias (TSV) could be performed additionally.