Molti processi digitalizzati dipendono dai dati raccolti da sensori sempre più potenti e da altre tecnologie di test e misurazione. Quando questi dati vengono elaborati, fornisce informazioni precise e affidabili sull'ambiente operativo. Nove Fraunhofer Institutes presenteranno i risultati della loro ricerca sulla tecnologia dei sensori e le sue applicazioni nel campo dei test e delle misurazioni a Sensor+Test 2019 a Norimberga dal 25 al 27 giugno (stand 248 nel padiglione 5).

Molte innovazioni nell'era digitale di oggi si basano sulla capacità di trasferire informazioni dal mondo reale all'universo digitale:gli esempi includono i progressi nel riconoscimento dei gesti, test sui materiali senza contatto e respirazione artificiale. In applicazioni come queste, sensori e altri sistemi di test e misurazione possono essere equiparati a tecnologie abilitanti perché molti nuovi sviluppi si basano su di essi. All'edizione di quest'anno di Sensor+Test, il forum leader in questo campo a livello mondiale, Fraunhofer presenterà ancora una volta esempi della sua ricerca nelle molte aree che compongono il suo ampio portafoglio tecnologico.

Test sui materiali senza contatto ad ampio spettro

L'imaging Terahertz è una delle nuove tecnologie sempre più utilizzate per monitorare i processi industriali e testare nuovi materiali. Questo metodo senza contatto può essere utilizzato per misurare lo spessore del rivestimento, analizzare la struttura dei compositi polimerici, o rilevare difetti in materiali non conduttivi. L'Istituto Fraunhofer per le telecomunicazioni, Istituto Heinrich Hertz, HHI, presenterà la prossima generazione di ricetrasmettitori terahertz accoppiati in fibra. La sonda sensore integrata consente misurazioni di riflessione ortogonali alla superficie del campione di prova e può essere utilizzata senza modifiche in combinazione con i sistemi di misurazione terahertz disponibili in commercio.

Riduzione dei tempi di fermo macchina, difetti di fabbricazione e tassi di scarto

Il Fraunhofer Institute for Digital Media Technology IDMT dimostrerà come la qualità dei pezzi e dei componenti può essere garantita utilizzando un sistema senza contatto, metodo di prova non distruttivo basato sul rilevamento audio dei parametri di prodotto e processo combinato con l'apprendimento automatico. I visitatori possono saperne di più su questo metodo, che può essere utilizzato sia per monitorare i processi produttivi sia per eseguire test di fine linea sui prodotti, in una serie di mostre interattive.

Fornire ai sensori energia creata da minuscole vibrazioni

Una delle sfide nell'Internet of Things (IoT) è come fornire energia ai sensori wireless, una domanda che il Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS sta affrontando sviluppando soluzioni per la raccolta di energia. Anche le più piccole vibrazioni che generano una pressione di 100 mg a una frequenza di 60 hertz sono sufficienti affinché un trasformatore di vibrazioni produca l'energia elettrica necessaria per azionare più sensori e trasmettere dati una volta al secondo. L'inseguitore del punto di massima potenza fornisce un mezzo efficace per controllare il convertitore di carica in modo da garantire un rendimento massimo di potenza. La soluzione di raccolta dell'energia ricarica la batteria mentre il dispositivo è in funzione e consente la progettazione di sensori IoT con una durata illimitata, senza cavo di alimentazione o sostituzione delle batterie.

Filtro ottico CMOS per spettrometri di dimensioni chip a basso costo

Dato il già elevato costo dei sensori multispettrali a sei bande, i sensori con più di sei bande spettrali sono troppo costosi per applicazioni in molti mercati sensibili al prezzo. La tecnologia nanoSPECTRAL sviluppata da Fraunhofer IIS si basa su nanostrutture ottiche e consente una produzione monolitica molto conveniente dei filtri ottici necessari direttamente nei processi a semiconduttore CMOS, insieme agli elementi del sensore ottico. Lo spettrometro delle dimensioni del chip mostrato in fiera ha già più di 30 bande spettrali ed è quindi ad es. adatto per applicazioni agricole, analisi, analisi degli alimenti e applicazioni mediche.

Respirazione artificiale più delicata

Per ridurre al minimo il disagio per il paziente, l'apparato utilizzato per applicare la ventilazione artificiale deve essere rapidamente e precisamente regolabile su una moltitudine di parametri a seconda del paziente in questione. Ciò è particolarmente critico nel caso di neonati o bambini, i cui polmoni sono così piccoli che possono assorbire solo pochi millilitri d'aria ad ogni respiro, e così fragile che qualsiasi pressione eccessiva può portare a danni permanenti. Ecco perché i ventilatori devono essere in grado di rispondere al primo segnale di respirazione spontanea in una frazione di secondo. L'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria manifatturiera e l'automazione IPA ha sviluppato una nuova tecnica che consente di rilevare i movimenti respiratori spontanei quasi istantaneamente e senza contatto fisico. Questo apre la strada a dispositivi di assistenza alla respirazione altamente flessibili, soprattutto per i pazienti molto giovani con polmoni fragili.

Riconoscimento dei gesti basato su ultrasuoni

Un team di ricercatori del Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS sta utilizzando una nuova classe di trasduttori ultrasonici micromeccanici per rilevare in modo affidabile i cambiamenti di distanza tridimensionali, schemi di movimento e gesti entro un raggio di 500 centimetri. I componenti miniaturizzati sono economici da produrre e generano elevate pressioni sonore, con una risposta in frequenza che consente loro di essere sintonizzati sull'equilibrio ottimale tra distanza e sensibilità. Le applicazioni per i sensori di movimento senza contatto includono sistemi di automazione e sicurezza, dispositivi medici, l'industria automobilistica, elettronica di intrattenimento ed elettrodomestici. Fraunhofer IPMS mostrerà uno dei suoi primi dimostratori di funzione a Sensor+Test.

Laboratorio tascabile per il monitoraggio della qualità dell'acqua

Un altamente selettivo e sensibile, il sistema di test autonomo è in grado di rilevare tracce di sostanze chimiche predefinite (nell'intervallo di micromoli) nelle acque reflue. Gli usi di questo laboratorio tascabile includono la valutazione della qualità dei corpi idrici. Il suo componente principale è un sensore chimico basato sulla tecnologia microfluidica, da qui il suo design molto compatto. Riducendo le dimensioni del sistema a dimensioni così ridotte, può operare in situ senza intervento umano. Il consorzio di undici partner che lavorano a questo progetto finanziato dall'UE comprende l'Istituto Fraunhofer per l'affidabilità e la microintegrazione IZM e l'Istituto Fraunhofer per i circuiti integrati IIS.

Sensore di idrogeno ad alte prestazioni

L'Istituto Fraunhofer per la tecnologia chimica ICT ha sviluppato un sensore di idrogeno estremamente sensibile in collaborazione con il partner industriale LAMTEC come parte di un progetto di ricerca finanziato con fondi pubblici. Il sensore di misurazione della bassa concentrazione di idrogeno (LHyCon) può sostituire i rilevatori di perdite standard a base di elio, offre un'elevata sensibilità di misura, e inoltre costa notevolmente meno di altri metodi con prestazioni comparabili.