Physik, Mess- & Regelungstechnik

Multiparametrischer optischer Feldsensor - Taktiler Sensor basierend auf Whispering Gallery Modes

Ref.-Nr. 5252

Keywords: Optischer Feldsensor, Faser-Bragg-Gitter, FBG, Optical field sensor, Fiber Bragg Gratings, FBG

Sensoren stellen heutzutage eine wesentliche Notwendigkeit in industriellen Anwendungen dar. Sie werden als sensorische Organe des Steuerungssystems angesehen. Optische Sensoren auf Basis von Fiber Bragg Gratings (FBGs) haben auf-grund einer Reihe von Vorteilen einen großen Marktanteil erlangt: kleiner Formfaktor, geringes Gewicht, keine Notwendigkeit für elektrische Verbindungen und Kompatibilität für nicht-invasive Fernerkundung. Aufgrund der hohen Baukosten und der Wartung dieser eindimensionalen Sensoren und ihrer hohen Wärmeempfind-lichkeit ist es jedoch erforderlich, nach einer anderen Lösung zu suchen. Darüber hinaus inter-agieren diese Sensoren mit Ver-formungen nur in einer Raum-richtung. Der neue Sensor kann die zweidimensionalen und dreidimen-sionale Felder messen. Darüber hinaus kann der Sensor verschie-dene Effekte unterscheiden: wie Temperaturänderungen, Druckeffekte und die Auswirkungen auf den Brechungsindex aufgrund von Konzentrationsunterschieden in der Matrix oder im Partikelmaterial, der wiederum das Resonanzspektrum beeinflusst. Der Sensor kann den Ort der Einwirkung unter Verwendung einer Kombination mehrerer Resonatoren in einer Matrix und durch Lesen des Summenspektrums bestimmen. Im Gegensatz zu den bisherigen photonischen Sensoren (FBG) gibt es im neuen Sensor keine elektromagnetische Emission oder Störungen.

Vorteile

  • Einfacher Fertigungsprozess
  • Frei formbar während der Fertigung
  • Multiparameterfähig für Druck, Temperatur, Konzentration
  • Hohe Empfindlichkeit
  • Gute Skalierbarkeit und Ortsauflösung
  • Unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Emission

Kommerzielle Anwendung

Mit Hilfe der Erfindung wird es möglich, die zweidimensionalen und dreidimensionale Felder zu messen. Somit erweitert der Sensor die Einsatzmöglichkeiten der intelligenten Roboter und erhöht damit deren Eigenschaften. Aufgrund der einfachen Fertigung und der Flexibilität beim Formen während der Fertigung kann der Sensor in vielen Bereichen eingesetz werden: Robotik, VR/AR, Prothetik, Medizin, Forschung und in Space and Aeronautics.

Aktueller Stand

Ein deutsches Patent beim DPMA wurde bereits erteilt und offengelegt. Das Verfahren wurde experimentell verifiziert. Im Namen der Ruhr-Universität Bochum bieten wir interessierten Unternehmen die Möglichkeit zu Lizenzierung an.

Eine Erfindung der Ruhr-Universität Bochum.

Dipl.-Ing. Martin van Ackeren

ma@provendis.info
+49 208 9410534