Faseroptische Sensorik

Miniaturisierte Messtechnik für anspruchsvolle Messaufgaben

Entwicklung faseroptischer Sensorik

In der industriellen Fertigung, vor allem in der Automobil-, Mikrosystem- und Medizintechnik, gibt es einen immer stärkeren Trend hin zu filigranen und komplexen Strukturen. Ein Beispiel sind Spritzlöcher von Einspritzdüsen von 150 μm und kleiner, bei denen die Formtoleranzen im Submikrometerbereich liegen. Auch in der Mikrosystemtechnik kommen empfindliche Mikrobauteile zum Einsatz, die positionsgenau montiert werden müssen. Um die Qualität solcher Bauteile zu gewährleisten, muss auch die Messtechnik dem Trend zur Miniaturisierung folgen.

Ein Ansatz, um Messungen auf engstem Raum durchzuführen, ist die Verwendung faseroptischer Abstandssensoren. Die Sensoren bieten eine große Flexibilität und sind dank der geringen Baugröße der Sonden leicht in Produktionsumgebungen zu integrieren. Da die Messsignale in Glasfasern rein optisch übertragen werden, sind faseroptische Sensoren unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, weisen in langen Übertragungsstrecken vernachlässigbare Dämpfungen auf und können für Vielstellenmessungen genutzt werden. Zusätzlich sind sie flexibel, langzeitstabil und beständig gegen eine Vielzahl von Chemikalien.

© Fraunhofer IPT

Faseroptische Sonde für die NIR-Spektroskopie

Das Fraunhofer IPT entwickelt faseroptische Sensoren für herausfordernde Messaufgaben wie die Messung kleinster Bohrlöcher. Über faserintegrierte Strahllenkung und -formung können individuelle Sensoren bis zu einem Durchmesser von 80 µm hergestellt werden. In Zusammenarbeit mit unserem Spin-off-Unternehmen Fionec GmbH bieten wir ein umfassendes Gesamtkonzept aus Sonden, Auswerteeinheit und Messvorrichtung.

Neben Sensoren für die Anwendung in der Fertigungsmesstechnik entwickelt und fertigt das Fraunhofer IPT Temperatur- und Spektroskopiesonden, die beispielsweise endoskopisch in der minimalinvasiven Diagnostik eingesetzt werden können. Neben dem Design übernimmt das Fraunhofer IPT auch die Fertigung und Montage der Sensoren sowie deren Integration in Maschinen und Messgeräte.

Unser Leistungsangebot

  • Entwicklung faseroptischer Sensoren für die industrielle Messtechnik und die biomedizinische Diagnostik
  • Optikdesign und Simulation faser- und mikrooptischer Systeme
  • Schleif- und Splicebearbeitung von Faserendflächen für die integrierte Strahlumlenkung und Strahlformung
  • Entwicklung faseroptischer Messvorrichtungen und Vielstellenmesssysteme sowie Maschinenintegration
  • Entwicklung von Montagelösungen für Faseroptiken

Anwendungen

Automobiltechnik

Faseroptische Sensorik erlaubt die Messung der Form von Mikrobohrungen, zum Beispiel für Einspritzdüsen, in denen der Bauraum für den Einsatz von Sensoren beschränkt ist.

Mikrosystemtechnik

In der Mikrosystemtechnik ist der Bauraum oft begrenzt, so dass die Messung mit taktilen Sensoren unmöglich ist. Faseroptische Sensoren bieten demgegenüber Miniaturisierungspotenziale und vermeiden gleichzeitig eine Beschädigung des Bauteils, z.B. zur Messung der Evolventen von Mikroverzahnungen.

Medizintechnik

Endoskopische und minimalinvasive Messsysteme für die optische, biomedizinische Diagnostik zur Messung spektroskopischer und gewebemorphologischer Größen.