SENSOR+TEST 2014 Produktneuheiten

Europas größte Messtechnik-Messe – Anfang Juni in Nürnberg

Die 21. internationale Messtechnik-Messe SENSOR+TEST findet vom 3. bis 5. Juni 2014 auf dem Gelände der Messe Nürnberg statt. Für Entwickler, Konstrukteure und Anwender aus den Bereichen Sensorik, Mess- und Prüftechnik ist diese Innovations- und Kommunikationsplattform quer durch alle Branchen ebenso ein Muss wie für Studenten der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Denn aktuelle Sensorik und Messtechnik sind grundlegend für die Zukunftsfähigkeit von Geräten, Maschinen, Systemen und Prozessen. Und ohne neueste Prüftechnik sind ständig steigende Anforderungen an die Zuverlässigkeit von Produkten und Prozessen nicht zu erfüllen.

In Europa gibt es keine vergleichbare Plattform, auf der innovative Anwender auf so viele innovative Anbieter von Sensorik, Mess- und Prüftechnik aus aller Welt treffen können. Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. als Träger und die AMA Service GmbH als Veranstalter rechnen in diesem Jahr mit rund 550 Ausstellern und etwa 8.000 Besuchern.

Sonderthema 2014: Sicherheit
Vom Privatleben bis zum industriellen Prozess sorgen heute Sensorik, Mess- und Prüftechnik für immer mehr Sicherheit. Ob Sensoren präzise und wartungsarm die Luftgüte detektieren auf Anreicherungen von toxischen oder brennbaren Gasen überprüfen, die Klimaanlagen steuern, Condition Monitoring Systeme die Getriebe in Windkraftanlagen überwachen und ggf. per SMS Alarm schlagen oder faseroptische Sensoren die Wechsellastbeständigkeit von Flugzeugkomponenten nachweisen: das Feld der sicherheitsrelevanten Anwendungen ist weit.

Aus diesem Grund haben Ausstellerbeirat und der Vorstand des Trägerverbandes AMA als Sonderthema für die SENSOR+TEST 2014 die „Sicherheit“ gewählt. Auf dem Sonderforum in Halle 12 können Besucher sich gezielt und konzentriert einen Überblick über neue Produkte und Lösungen in diesem Bereich verschaffen. Auch das Vortrags-Forum in Halle 12 steht am 3. Juni 2014 unter dem Motto „Sicherheit“ - inklusive der sich anschließenden Podiumsdiskussion.

Produktübersicht zur SENSOR+TEST 2014

Der folgende Text beruht auf den bis Anfang Februar 2014 beim Veranstalter, der AMA Service GmbH, von Seiten der Aussteller eingegangenen Vorabinformationen. Er gibt einen Vorgeschmack auf Produkte, Dienstleistungen und Trends, die auf der diesjährigen SENSOR+TEST vom 3. bis 5. Juni 2014 in Nürnberg zu sehen und erleben sind. Die Struktur orientiert sich an der Nomenklatur der Messe.

Die Pressemeldung mit den Herstellerfirmen finden Sie zum Download am Ende der Meldung.

Geometrische Größen
Die Ermittlung von Abstand, Weg, Position, Winkel, Neigung, Lage usw. - aber auch Füllstand - gehört zu den häufigsten Messaufgaben. Entsprechend finden sich auf der SENSOR+TEST die unterschiedlichsten Sensoren für geometrische Größen genau so für den Einsatz in Werkzeugmaschinen wie in Smartphones, Bremsprüfständen, Fahrzeugen mit Assistenzsystemen, Robotern oder für ganz ungewöhnliche Aufgaben.

Zur Positionsbestimmung von Personen in Gebäuden werden Schuhe mit integrierten Inertialsensoren vorgestellt. Damit soll eine Navigation ohne die Einbeziehung jeglicher externer Referenzen wie Funk, GPS oder Kartenmaterial möglich sein. Zu den Entwicklungszielen gehört die Ortung von Einsatz- und Rettungskräften.

Anwendungen, die eine exakte Peilung oder exakte Orientierungsdaten benötigen, könnten von einem neuen Sensor für das Erdmagnetfeld Gebrauch machen. Der kommt aus England und bietet samt SPI und I2C-Schnittstelle die genaue Messung von Magnetfeldern von <10 nT, was etwa 0,1 % des Erdmagnetfelds entspricht. Der neu entwickelte ASIC bietet neben den üblichen Einstellmöglichkeiten für Verstärkung usw. ausgezeichnete Eigenschaften bei der Störunterdrückung.

Für magnetische Sensoren, die eher zur Winkel-, Längen- oder Positionsmessung bestimmt sind, stehen jetzt auch SMD-bestückbare Gehäuse im Format LAG6 zur Verfügung. Sollte noch die Signalverarbeitung integriert werden, kommen andere LAG-Formate zum Einsatz. Derselbe Anbieter stellt auf der SENSOR+TEST auch Beispiele hochgenauer Maßverkörperungen vor. Die mit dem Impulsverfahren magnetisierten Werkstoffe liefern die Grundlage für zuverlässige Messergebnisse bei Polringen und Linearmaßstäben.

Drehgeber mit besonders flacher Bauweise wurden für die Erfassung von Motordrehzahlen und der genauen Winkelposition von Elektromotoren entwickelt. Sie arbeiten mit reflektierenden Codier-Scheiben, so dass sich Lichtquelle und Lichtempfänger auf derselben Ebene befinden. Die Genauigkeit erlaubt eine vierfache Interpolation und letztlich eine Messgenauigkeit von ±0,14°. Die Geber stehen als Bausatz zur Verfügung und lassen sich leicht in Motoren integrieren.

Den Einstieg in Messverfahren mit Radartechnik soll eine Produktserie mit gut skalierbarem Messverhalten erleichtern. Abstände können von 0, 3 … 80 m und Geschwindigkeiten von 0,2 … 250 km/h variieren. Das IP67-Gehäuse sorgt für einige Robustheit bezüglich Umwelt.

Ohne Radar, dafür mit Ultraschall arbeitet ein Sensor für Parkassistenz-Systeme, der in Nürnberg von einem Unternehmen aus Süd-China vorgestellt wird. Derselbe Hersteller bietet auch ein Sortiment an Füllstandsensoren an, die sowohl auf die Flüssigkeitsoberfläche als auch – speziell für Wasser - vom Behälterboden aus messen können. Auch Druckaufnehmer zur Pegelmessung kommen u.a. aus China. Pegel zwischen 1 m und 200 m Tiefe können mit diesen Transmittern im Edelstahlgehäuse überwacht werden. Für den Einsatz im Bergbau stehen explosionsgeschützte Versionen zur Verfügung. Einen Pegel-Grenzwertschalter gibt es dann schon als Massenprodukt für OEM-Applikationen. Er arbeitet mit einem Infrarotoptischen Prinzip. Die ausbleibende Totalreflektion sorgt bei Bedeckung des Kegels in Knopfgröße für das Alarmsignal.

Natürlich ist auf der SENSOR+TEST auch die ganze Bandbreite quasi konventioneller Sensoren für geometrische Größen auf dem Stand der Technik zu finden. Ein Beispiel liefert ein Induktiver Wegaufnehmer mit Messwegen bis zu 15 mm, hochintegriert mit nur 10 mm Durchmesser, linearisiertem Ausgangssignal von 0 … 4 VDC und in vergossener Bauweise mit Schutzklasse IP68 u.a. für Einsätze in Ölnebeln, Regen, Schlämmen oder Staub. Langlebige Linearpotentiometer werden u.a. für Messwege zwischen 25 mm und 290 mm vorgestellt. Sie arbeiten z.B. im Motorsport bei Temperaturspitzen kurzzeitig bis 175 °C aber dauerhaft bei -40 °C mit Verfahrgeschwindigkeiten bis 10 m/s und Schockfestigkeit bis 50 g. Mit Doppellippendichtungen wird die Schutzklasse IP67 erreicht. Ebenfalls für eher unfreundliche Umgebungsbedingungen sind induktive Näherungsschalter im Ganzmetallgehäuse ausgelegt. Schnelle Temperaturwechsel, wie z.B. in der Stahlindustrie, extreme Vibrationen, aggressive Kühlmittel oder scharfkantige, heiße Metallspäne machen diesen Sensoren nach Angaben des Herstellers nichts aus. Mit Baugrößen zwischen M8 und M30 werden Schaltabstände von 2 … 10 mm realisiert. Derselbe Hersteller bietet erstmals eine Produktreihe, die die Automatisierungsschnittstelle I/O-Link unterstützt. So lassen sich neben dem Schaltzustand auch Temperatur, Versorgungsspannung und andere Betriebszustände abfragen.

Mechanische Messgrößen
In diesem Abschnitt sind erste Berichte von Ausstellern zusammengefasst, die sich mit Messgrößen wie Druck / Differenzdruck, Kraft / Gewicht, Drehmoment oder Dichte beschäftigen. Einerseits lässt sich auf der SENSOR+TEST eine große Vielfalt an Standard-Aufnehmern finden, andererseits ist genau hier der Platz, um Spezialitäten und das nicht Alltägliche kennen zu lernen.

So z.B. ein Absolutdrucksensor mit 24 Bit Auflösung und einem Messbereich zwischen 10 mbar und 2000 mbar. Mit der Auflösung von 0,02 mbar kann bereits ein Höhenunterschied von 16 cm erfasst werden. Dazu noch ein integrierter Temperatursensor mit 0,02 °C Auflösung. Vorgesehen ist der Baustein für hochgenaue Höhen- bzw. Tiefenmesser in Multifunktionsuhren oder mobile, batteriegespeiste Wetterstationen, die ohnehin einen Prozessor benötigen. Der Sensor ist ggf. aber auch mit eigenem Prozessor verfügbar und bietet dann eine SPI und I2C-Schnittstelle zur weiteren Datenverarbeitung. Derselbe Anbieter stellt auf der SENSOR+TEST spezielle Niederdrucksensoren mit Messbereichen von 10 mbar bis 100 mbar vor, die in differenzieller oder bidirektional-differenzieller Bauform für Beatmungsgeräte, Unterdruck-Wundtherapie oder zur Überwachung von Schlafapnoe vorgesehen sind.

Wenn wir im Niederdruckbereich bleiben, bieten sich als Nächstes Sensoren zur Überwachung von Reinräumen oder so genannter hygienischer Anlagenabschnitte an. Hier geht es darum, dass in Teilbereichen bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen oder in der Pharmazie von kritischen Medikamenten Verschmutzung durch Luftpartikel vermieden werden muss. Entsprechende Druckmessgeräte sind meist durch Druckschläuche mit den jeweiligen Zonen verbunden und in Schaltschränken zu finden, wo sie mit entsprechenden Ausgangssignalen die Lüftungsanlagen steuern.

Vor allem aus den Reihen der auf der SENSOR+TEST immer recht vielseitigen chinesischen Hersteller kommen diverse Meldungen zur Weiterentwicklung ihrer Prozesstransmitter. Viele bieten zu den Standard-Analogsignalen eine RS485-Schnittstelle oder Möglichkeiten der Parametrierung via HART-Protokoll. Die eingesetzten Sensor-Technologien reichen von piezoresistiv auf Siliziumbasis bis Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen, bei manchen sind zusätzlich Temperatursensoren integriert. Die Geräte sind teilweise skalierbar, mit Grenzwertschaltern (Relais) und mit Fehlerdiagnose-Funktionen ausgestattet. Auch diverse Ex-Schutz-Standards und UL-Zulassungen werden genannt. Als typische Einsatzgebiete kommen u.a. Petrochemie, Ölbohrungen, Metallurgie, Dampf, Wasser/Abwasser oder Erdgas vor. Dort sind die Transmitter auch für Durchflussmessungen (Druckabfall) im Einsatz.

Für nass/nass Differenzdruckmessungen z.B. an kontaminiertem Wasser, Lösungsmitteln oder aggressiven Gasen sind in Nürnberg sehr kompakte Transmitter zu finden, die für Einsätze in der Lebensmittelindustrie oder in chemischen/pharmazeutischen Produktionsprozessen konstruiert sind. Dort stehen sie für die Überwachung von Filtern, Füllstand- oder Durchflussmessungen zur Verfügung. Zum Einsatz an mobilen oder rotierenden Systemen gibt es Drucktransmitter mit Messwertübertragung per Funk. Das Konzept ist auch bestens für temporäre Messstellen oder von irgendeiner zentralen Erfassung weit entfernte Messstellen prädestiniert.

Natürlich ist auch die ganze Bandbreite von Standard-Druckaufnehmern auf der SENSOR+TEST reichlich vertreten. Von vollständig verschweißten Bauformen mit gesputterten Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen und außergewöhnlicher Beständigkeit gegen Stöße und Schwingungsbelastungen bis zu den weit verbreiteten Drucktransmittern mit Silizium-Sensoren in ölgefüllten Kapseln und Standard-Ausgangssignalen, jeweils für Absolut, Relativ oder Differenzdruck. Mit M8 Anschlussgewinde 14 mm Durchmesser und nur 32 mm Länge wird ein kompletter Druckaufnehmer mit Spannungsausgang für Messbereiche von 2 … 250 bar vorgestellt. Die Dünnschicht Dehnungsmessstreifen erlauben Temperaturen von -40 …+125 °C und bringen eine Langzeitstabilität von ±0,1 %.

Schließlich sind auch die reinen Sensorelemente und -systeme im Angebot der Messe: beispielsweise Kapseln aus Edelstahl mit Dünnschicht-Dehnungsmessstreifen, anschweißbare Kapseln mit piezoresistivem Sensor in Ölfüllung mit nur 12,6 mm Durchmesser oder in MEMS-Technologie gefertigte und als Komponenten für maschinell bestückbare, gedruckte Schaltungen gehäuste Drucksensoren mit Anwendungen in Waschmaschinen, Kühlgeräten oder Klimageräten. Kapazitive keramische Drucksensoren werden erstmals mit einem neuen ASIC ausgestattet, der außer analogen auch zwei separate digitale Schnittstellen (SPI / UART) zur Verfügung stellt. Messbereiche von 50 mbar bis 70 bar werden mit Durchmessern von 32,4 mm und 17,5 mm realisiert.

Kraft, Gewicht
Ein Kraftaufnehmer der etwas komplexeren Art misst die Schnittkraft-Parameter bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken in Werkzeugmaschinen und sendet die Werte per Funk an die Datenerfassungs- und Auswerteeinheit. Dadurch werden erhebliche Optimierungspotentiale freigesetzt. Nicht weniger komplex dürfte die Messung der Kräfte und Momente an einem Golfschläger sein, der mit einem 6-Achsen-Sensor zum Trainieren für Golf-Spieler ausgestattet wurde. Das sind nur zwei Beispiele aus dem vielfältigen und gelegentlich doch exotisch anmutenden – aber eben deshalb auch überraschenden – Angebot von Kraftsensoren auf der SENSOR+TEST.

Thematisch sehr dicht bei den Kraftaufnehmern sind die Wägezellen angeordnet. Auch zu diesem Anwendungsfeld findet sich ein breites Angebot an Standrad- und Spezialmesszellen in Nürnberg. Zu letzteren gehört sicher ein Scherstab, der für eine Nennlast von 500 kg nur 19,1 mm hoch ist.

Drehmoment
Berührungslos das Drehmoment auf einer statischen oder rotierenden Welle zu messen, war bis vor wenigen Jahren noch nicht denkbar. Heute geht das bis 10.000 U/min mit Messergebnissen in Echtzeit und einem Abstand von bis zu 2 mm zwischen Abtastkopf und der zu messenden, magnetisierbaren Welle. Ein weiterer Anbieter hat seine Drehmoment-Messflanschpalette weiter optimiert und zu den bisher verfügbaren Netzwerk-Verbindungen einen EtherCAT-Anschluss realisiert. Damit steht jetzt auch der Nutzung von Glasfaserleitungen nichts mehr im Weg um bis zu 6.700 Messwerte/s über weite Strecken zu übertragen. Mit einer Messrate von bis zu 2.500 Messungen/s arbeiten die rotierenden Drehmomentsensoren eines anderen Herstellers, der die Stromaufnahme seiner Winkel- oder Drehmomentsensoren auf die Möglichkeiten eines USB-Anschlusses reduziert hat. Dementsprechend dient auch ein handelsüblicher Rechner als Anzeige- und Auswerteeinheit für die empfangenen skalierten Messwerte.

Dichte
Zur einfachen Bestimmung der Flüssigkeitsdichte dienen Aräometer. Solche Schwimmer sind auf der SENSOR+TEST aus bruchsicherem Kunststoff für diverse Messbereiche zu finden. Durch eine optionale Kalibrierung im DAkkS-akkreditierten Labor des Herstellers sind sie ein zuverlässiges Prüfmittel innerhalb von Qualitätsmanagement-Systemen z.B. in der Lebensmittelindustrie.

Dynamische Messgrößen
Der Einzug der MEMS-Technologien hat die Produktion von Schwingungs- und Beschleunigungsaufnehmern massentauglich gemacht und noch durch Gyroskope zur Erfassung von Drehrate und Lage ergänzt. Auf der SENSOR+TEST werden davon einige vorgestellt, die schon das Etikett „Next Generation“ tragen. Auch die ganze Palette an Sensoren für Durchfluss, Drehzahl, Geschwindigkeit usw. wird die Besucher gelegentlich zum Staunen bringen.

Etwa ein Sensor zur Massedurchfluss-Messung in Gasen mit hoher Feuchte bzw. einem hohen Gehalt an Wasserdampf. Das in den USA patentierte thermische Messverfahren findet u.a. in der Medizintechnik, Halbleiterfertigung oder Analytik Anwendung. Vom selben Anbieter wird ein Handmessgerät mit integriertem Datenspeicher zur Massedurchfluss-Messung im Gasstrom vorgestellt, das für Prüfungen an Gaschromatographen, zur Luft-Probennahme oder zum Auffinden von Lecks im Einsatz ist. Sterilisierbar und biokompatibel ist ein Durchflusssensor aus der Schweiz, der mit einem Messbereich von 0 … 120 ml/min speziell für Anwendungen in der Medizintechnik oder Diagnostik entwickelt wurde. Er arbeitet sehr präzise mit einem thermischen Prinzip, das von außen durch die Messkapillare wirkt. Es gibt keine beweglichen Teile oder den Durchfluss behindernden Vorrichtungen. Die Messrate liegt bei 1 ms.

An die Hersteller von Wasser- und Wärmemengenzähler richtet sich eine System-on-Chip-Entwicklung. Mit wenigen externen Komponenten bietet der Chip eine Messrate von 8 Hz bei einem Strombedarf von nur 7 µA. Das Konzept trennt ganz klar zwischen Messaufgabe, Gerätemanagement und externer Kommunikation (z.B. per Funk). Die Signalverarbeitung erfolgt in einem 32-Bit-Prozessor und liefert ein eichfähiges, digitales Ausgangssignal an eine SPI-Schnittstelle.

Durch die Entwicklung eines speziellen ICs konnte ein japanischer Hersteller sein bisheriges Design so stark entlasten, dass er jetzt auf der SENSOR+TEST mit Abmessungen von 10 mm x 12 mm x 4 mm und dem Gewicht von etwa 1 g die nach seinen Recherchen kleinste Kombination aus gyroskopischen Sensoren (IMU) ihrer Klasse vorstellen wird (IMU: Inertial Measurement Unit). Dabei bleibt die Nullpunktdrift noch unter 7 °/h. Aus dem gleichen Haus kommen weitere IMUs, die Messraten von 2 kS/s liefern und über Eingänge für externe Trigger-Signale oder zum Rücksetzen interner Zähler verfügen, um eine bessere Synchronisation z.B. mit GPS-Modulen zu ermöglichen. 

Aus China kommen triaxiale Beschleunigungsaufnehmer, die für den Einsatz in Fahrzeugen oder bei Luft- und Raumfahrt-Projekten entwickelt wurden. Die Messbereiche liegen zwischen ±2 g und ±1000 g. Die Gas-gedämpften Sensoren können langsame Schwingfrequenzen und lang wirkende Impulse messen. In kapazitiver 3D-MEMS-Technologie ist ein Sensor-System aufgebaut, das dem internationalen Automobil-Standard AEC-Q100 genügt, und mit vielfältigen Möglichkeiten der Selbstdiagnose ausgestattet ist. Die Sensoren für alle drei Raumachsen sind schockfest bis 20.000 g und der Temperaturbereich kann optional bis +125 °C erweitert werden. Typische Einsätze sind in Federungs- oder ESC-systemen (ESC: Electronic Stability Control). Triaxiale Messungen sind nicht nur im Bereich Mobilität von Interesse sondern auch an Immobilien. Schwingungswächter kommen zur Überwachung von großen Strukturen wie Brücken, Türmen oder auch Rohrleitungen zum Einsatz. Das in Nürnberg vorgestellte Gerät folgt diversen Normen, kann die Überwachung autonom durchführen, ereignisgesteuert Daten speichern und bei der Überschreitung von Grenzwerten Benachrichtigungen per SMS versenden.

Anwendungen bei Temperaturen bis 650 °C werden durch piezoelektrische Vibrationssensoren erschlossen. Die hermetisch versiegelten Sensoren kommen mit Bandbreiten von 5 kHz oder 10 kHz an Turbinen, Fahrzeugmotoren oder am Abgasstrang zum Einsatz. Geeignete Edelstahlkabel mit Glasfaserummantelung stehen zur Verfügung.

Mit einer Kombination aus GPS- und Inertialsensoren lässt sich ein Geschwindigkeitssensor aufbauen, der die Nachteile der jeweils einzelnen Technik überwindet und mittels CAN-Schnittstelle präzise Daten für Beschleunigung, Geschwindigkeit oder Weg bei Bremsversuchen liefert. Zur berührungslosen Geschwindigkeits- (oder Weg-)messung im industriellen Umfeld werden in Nürnberg von einem Unternehmen aus Belgien optische Sensorsysteme vorgestellt, die die Nachteile von Messrädern überwinden.

Thermische Messgrößen
In Größe und Vielfalt scheint der Markt für Temperatursensoren und -messgeräte unendlich. Das spiegelt sich alljährlich auch auf der SENSOR+TEST. Neben den Standardsensorelementen wie NTC, Pt100/Pt1000 oder alle möglichen Arten von Thermoelementen ist hier die berührungslose Temperatur-Messtechnik stark vertreten. Die Wahrscheinlichkeit für Fachleute, hier die richtige Lösung auch für sehr spezielle Applikationen zu finden kann deshalb als äußerst hoch angesetzt werden.

Um das Preisniveau für Weiße Ware oder Applikationen im HKL-Bereich zu erschließen, werden Platin-Chip-Temperatursensoren jetzt mit metallisch blanken Nickeldrähten angeboten. Der lässt sich mit üblichen Verbindungstechniken gut verarbeiten, ändert nichts an der Qualität der Messergebnisse und ist deutlich kostengünstiger als Platin. Ebenfalls auf den HKL-Bereich zielt ein hochgenauer Chip-Sensor. Hier handelt es sich aber um einen kompletten IC mit integriertem 24 Bit Analog/Digital-Wandler. Der Chip-Sensor bietet eine SPI- und eine I2C-Schnittstelle, benötigt mit seinem QFN-Gehäuse wenig Platz und ist durch seinen äußerst geringen Stromverbrauch (Schlafmodus!) bestens für mobile bzw. Batterie-betriebene Geräte geeignet. Berührungslose Temperatursensoren der besonderen Art kommen aus Frankreich. Sie arbeiten mit Oberflächenwellen und erreichen im Bereich -15 °C … +165 °C Genauigkeiten von bis zu ±0,5 °C. Die Größe der passiven Chips liegt bei 5 mm x 5 mm. Sie benötigen keine eigene Stromversorgung. Der Abstand zum Abfragesystem kann bis zu 5 m betragen. Anwendungen liegen in der Prozesstechnik aber auch bei Aufgaben der elektrischen Energieversorgung (Smart Grids), wo es auf Isolationsabstände ankommt. Derselbe Hersteller stellt auf der SENSOR+TEST sein neues Abfragemodul vor, das bis zu 6 Messpunkte erfassen kann. Mit einem Durchmesser von 15 mm kommt ein Sensor aus, der mit RFID-Technologie betrieben wird (RFID: Radio Frequency Identification) und entsprechend berührungslos abgefragt werden kann. Produkt – und Kalibrierdaten sind abgelegt, so dass die Messstelle bei der Abfrage identifiziert wird.

Temperaturmessgeräte
Wer den neusten Stand bei Infrarot-Pyrometern und Infrarot-Kameras kennenlernen will ist gut beraten, vom 3. bis 5. Juni 2014 auf die SENSOR+TEST zu kommen. Hier lässt sich z.B. ein digitales Infrarot-Pyrometer für Messungen an dynamischen Prozessen mit kurzen Temperaturspitzen finden. Die Erfassungszeit von 0,5 ms im Bereich 50 … 1800 °C erhöht die Prozesssicherheit besonders beim induktiven Härten von Metallen, beim Schweißen oder Löten, beim Sintern oder entsprechenden Prozessen mit Werkstücken aus Keramik oder Grafit. Die Optik ist manuell fokussierbar und zur Parametrierung bzw. Signalauswertung auf dem PC wird eine spezielle Software mitgeliefert. Derselbe Hersteller wird in Nürnberg u.a. auch ein UV-Pyrometer vorstellen, das im Messbereich 650 … 1300 °C auf eine Wellenlänge von 400 nm abgeglichen ist. Damit lässt sich insbesondere die Wafer-Temperatur bei der Herstellung von LEDs für Displays exakt kontrollieren und die Ausbeute deutlich erhöhen. Ergänzt durch ein Laser-Reflektometer ist es möglich, die Dicke und die Wachstumsrate von GaN-Schichten während der Epitaxie zu beobachten. Auch Handpyrometer und Quotientenpyrometer sind im Portfolio.

Auf der SENSOR+TEST soll erstmals eine Wärmebildkamera mit dem derzeit größten kommerziell verfügbaren, ungekühlten Mikrobolometer-Detektor (1024x768 native Pixel) gezeigt werden. Die Leistungsfähigkeit gemäß Nato-Standards liegt bei 6,1 km bei Personenerkennung und 10,1 km bei Fahrzeugerkennung. Die verwendeten Teleobjektive bieten ein außergewöhnliches Öffnungsverhältnis, nutzen hochdurchlässige Beschichtungen und sind exakt auf die Detektorauflösung von 17 µm berechnet. Für Anwender in Industrie und Forschung stellt derselbe Hersteller eine Kamera für Hochgeschwindigkeits-Thermografie vor. Der Detektor arbeitet mit einer Auflösung von 640x512 IR-Pixel und schafft eine Abtastrate von 350 Hz mit voller Auflösung, im Viertelbild-Modus werden 1000 Hz erreicht. Die thermische Auflösung beträgt 25 mK. Eine integrierte Trigger-Schnittstelle und weitere digitale Ein- und Ausgänge dienen zur Synchronisation mit schnellen, sich wiederholenden Abläufen. Wechselbare IR-Optiken, Spektralfilter, Motorfokussierung usw. sind ebenfalls verfügbar.

Mit Thermographie lassen sich auch sehr zuverlässig Formteile überwachen, die durch Spritzgießen hergestellt werden. Die auf der SENSOR+TEST vorgestellte Kamera ermöglicht die Beobachtung von bis zu acht Bereichen auf der Formteiloberfläche. Jeder Messort ist individuell mit Fehlertoleranzen zu versehen und jedes Messergebnis ist einem Teil zuzuordnen. Über ein Steuersignal kann die Kamera eine Ausschussweiche steuern, aber letztlich soll ihr Einsatz zu einer Verbesserung des gesamten Fertigungsprozesses führen.

Messungen an Hochvolt-Baugruppen sind gefährlich und erfordern die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften bzw. den Einsatz entsprechend zugelassener, sicherer Messgeräte. Ein Messumformer für Fühler mit Thermoelementen von Typ K hat eine Reihe solcher Prüfungen durchlaufen und entsprechende Zulassungen erhalten. Jeder Eingang ist mit Spannungstrennern bis 800 V geschützt. Mit der Schutzklasse IP67 und dem Betriebstemperaturbereich von -40 … +100 °C kann das Gerät meist in unmittelbarer Nähe z.B. einer HV-Batterie in Hybridfahrzeugen betrieben werden. Auch die zugehörige Thermoleitung ist zertifiziert.

Temperaturfühler
Vom Prototyp bis zur Serienfertigung begleitet ein Aussteller seine Kunden. Rund 600 Temperatur-Sensorelemente stehen zur Auswahl, mit dem Schwerpunkt auf Pt-, NTC- oder KTY-Typen. Kundenspezifische Bauformen für die Medizintechnik, den Rennsport, die Energietechnik oder allgemein die Mess- und Regelungstechnik lautet das Angebot. Dazu gehört auch z.B. die Anbringung spezieller Verlängerungen wie etwa mit einem Querschnitt von 0,02 mm² und PTFE-Isolierung für Temperaturen bis 200 °C oder seit neustem auch die Konfektionierung von Peltier-Elementen.

Ein faseroptisches Thermometer für den Messbereich -200 … +300 °C zeichnet sich besonders durch Unempfindlichkeit gegen elektromagnetische Strahlung bis in den Mikrowellenbereich aus. Mehrere Schnittstellen, Analog- und Relaisausgänge erlauben den vielfältigen Einsatz in Labor und industrieller Umgebung.

Auf der SENSOR+TEST wird speziell für die Lebensmittelproduktion und -überwachung eine Reihe von Temperaturfühlern zu sehen sein. Die Fühler für Koch-, Gar- oder Backvorgänge sind unter hygienischen Gesichtspunkten bezüglich Material, Form der Messspitze und Kabel konstruiert und nutzen unterschiedliche Sensoren. Ähnliche Bauformen wurden für Anwendungen in Sterilisatoren entwickelt.

Einschraubfühler oder Schraubenfühler? Ersterer versteht sich als Temperaturfühler mit Messlanze, der durch einen Gewindestutzen in Position gehalten wird. Letzterer versteht sich als (meist) 6-Kant-Schraube, in die ein Temperatursensor durch Vergießen montiert ist. Entsprechend unterschiedlich sind die Anwendungen zur Temperaturmessung in Rohren, Schächten oder Kanälen – oder eben an Oberflächen im Anlagen- oder Gerätebau.

Zu guter Letzt noch ein Angebot für alle, die mit Thermoelementen arbeiten möchten: Um die Kosten für die Spezialmetalldrähte der Thermoelemente in Grenzen zu halten, kommen Verlängerungs- und Ausgleichsleitungen zum Einsatz. Die sollten die Messergebnisse nicht verfälschen und über enge Toleranzen verfügen. Auch dafür sind Anbieter auf der SENSOR+TEST zu finden.

Klimatische Messgrößen
In diesem Abschnitt geht es vorrangig um eine Kombination aus Feuchte- und Temperaturmessung. Auf der SENSOR+TEST sind natürlich auch Sensoren für Barometrischen Luftdruck; atmosphärische Gaskonzentrationen, Rauch, Staub oder z.B. für Solarstrahlung zu finden.

Eine Kombination aus kapazitivem Feuchtesensor, Temperatursensor und passendem ASIC wurde in ein 3 mm x 3 mm DFN Chipgehäuse von 0,9 mm Höhe integriert um Anwendungen mit großen Stückzahlen zu erreichen. Jeder der Sensoren ist individuell kalibriert. Die Ansprechzeiten auch nach Betauung liegen bei einigen Sekunden. Mittels I2C-Schnittstelle ist die Integration in übergeordnete Systeme einfach zu realisieren. Speziell für den ganz neuen Markt von „Wearable Electronics“, Smartphones und anderen Gebrauchsprodukten wird in Nürnberg ein Chip für Temperatur- und Feuchtemessungen mit den außergewöhnlichen Abmessungen von 1,3 mm x 0,7 mm x 0,5 mm vorgestellt. Bei einer Messrate von 1 Hz liegt die Leistungsaufnahme bei 2 µW. Die Messbereiche sind mit 0 … 100 %RF und -30 … +100 °C spezifiziert. Die Integration in übergeordnete Systeme erfolgt per I2C-Schnittstelle.

Für den Einsatz in Autoklaven, Trocknungssystemen oder sonstigen Prozessen wird in Nürnberg ein Feuchte-/Temperatur-Modul vorgestellt, das sowohl betauungsresistent ist, als auch einem Umgebungsdruck von bis zu 16 bar widersteht. Toleranzen von ±1,8 %RF werden erreicht. Die Lieferung erfolgt in kundenspezifischen Gehäusen. Derselbe Hersteller präsentiert ein Messmodul für Feuchte- und Temperatur für die Gebäudeautomation bzw. den Innenbereich. Im Wandgehäuse sind ein kapazitiver Polymersensor und ein Pt-Widerstand samt Signalverarbeitung (ASIC) für die Standard-Ausgangssignale 0 … 10 V untergebracht. Für den Bereich HKL als auch für Klimaschränke vorgesehen ist ein Feuchte-/ Temperaturmodul aus Italien. Hier sind die üblichen analogen Prozesssignale verfügbar als auch eine RS485-Schnittstelle für Bussysteme.

Zur Steuerung von Dachfenstern oder Markisen wird auf der SENSOR+TEST ein Regenmelder mit einstellbarer Empfindlichkeit vorgestellt, der sich auch für die Detektion von Nebel oder Schnee nutzen lässt. Hauptanwendungsfelder werden in der Gebäudeleittechnik und in Gärtnereien gesehen. Ebenfalls speziell für das Gebäudemanagement wird in Nürnberg ein Lüftungskosten-Zähler vorgestellt, der wie ein Wasser- oder Stromzähler eine gerechte Verteilung der Lüftungskosten z.B. an die Mieter in Einkaufszentren ermöglicht. Hier mag es gelegentlich auch ordentlich Staub geben, aber der ist leicht zu erkennen. Für Feinstaub-Messungen in Echtzeit oder zur Langzeitüberwachung von Konzentrationen bis zu 300 mg/m³ wird in Nürnberg ein Messgerät nach dem Streulichtverfahren präsentiert, das für den ortsveränderlichen Einsatz konzipiert ist.

Optische Sensoren / Schallmessungen
Anwendungsgebiete optischer Sensoren gibt es reichlich: Gas- und Partikelmesstechnik, Fluoreszenz- und Analysenmesstechnik, Spektroskopie, Temperaturmessung, Bewegungsmelder, hochauflösende Positioniersysteme usw. Zu den wichtigsten Parametern zählt neben der Empfindlichkeit bezogen auf die Wellenlänge immer das Signal/Rausch-Verhältnis. Neben der Sensorik kommen in diesen Anwendungsbereichen auch spezielle Lichtquellen - meist Laserdioden - zum Einsatz.

Panchromatische Photosensoren mit InGaAs-Detektoren bieten einen Empfindlichkeitsbereich von 450 … 2000 nm, sind in einem M12-Gehäuse untergebracht und netzwerkfähig. Sie verfügen über eine Measure-on-Demand-Funktion, internen Speicher, einen digitalen und analogen Ausgang und können Daten mit Zeitstempel beweissicher ausgeben. Zum Beispiel zum Überwachen der Farbtemperatur eines Objekts wurden in einem TO-5 Gehäuse zwei Silizium-PIN-Photodioden integriert. Ihre Bandbreiten ergänzen sich zu 300 … 1100 nm; ausgewertet wird z.B. das Verhältnis der beiden Fotoströme. Wenn es um erhöhte Empfindlichkeit im UV-Spektrum geht, ist SiC das bevorzugte Material für Photodetektoren, die dann z.B. bei hoch auflösenden Positionsmessungen zum Einsatz kommen. Die aktive Fläche des neuen Models beträgt 1,6 mm², die Wellenlänge höchster Empfindlichkeit 270 nm.

Ein Hersteller aus Sachsen zeigt in Nürnberg hochempfindliche IR-Sensorarrays für Anwendungen in der Spektroskopie und Gasmesstechnik. Zum Beispiel werden Sensoren mit strahlungsempfindlichen Flächen von 3 x 3 mm² und 8 x 8 mm³ gezeigt. Mit der Fläche von 2 x 2 mm² steht ein thermisch kompensierter 2-Kanal-Sensor für den Spektralbereich oberhalb 1,3 µm zur Verfügung. Und auch lineare Sensor-Arrays mit 128 … 510 Pixeln für kompakte spektroskopische Messsysteme samt Erprobungsplatine mit USB-Schnittstelle sind hier neu auf der Messe.

Nicht nur die spektrale Empfindlichkeit, auch die Diodenfläche kann bei organischen Photodioden nach Kundenwunsch angepasst werden. Sie lassen sich auf flexiblen Polymerfolien integrieren und können auch zu Arrays zusammengefasst werden. Obendrein ist es bereits möglich auf demselben Bauelement OLED-Lichtquellen (OLED: Organic Light Emitting Diode) unterzubringen. Diese organischen Photodioden werden erstmals in Nürnberg vorgestellt.

Ein mehrkanaliger Impulszahluntersetzer für Anwendungen wie Photonenzählen wird von einem englischen Aussteller auf der SENSOR+TEST präsentiert. Das Modul verfügt über einen Trigger-Eingang und eine USB-Schnittstelle. Der Datenabruf lässt sich über die mitgelieferte Software steuern.

Gegenüber herkömmlichen Laserdioden haben Oberflächenstrahler vom Typ VCSEL (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) den Vorteil, dass sie bei gleicher Lichtleistung deutlich weniger Betriebsstrom benötigen und eine ausgezeichnete Temperaturstabilität bieten. Ein neuer VCSEL bringt es bei 850 nm auf eine Effizienz von 0,4 W/A und CW-Leistungen von bis zu 20 mW. Derselbe Anbieter stellt in Nürnberg eine Weltneuheit vor: Eine Laserdiode für 785 nm, die mit VBG-Technologie (VBG: Volume Bragg-Gitter) und einer internen Temperaturregelung optimiert wurde. Die Wellenlänge hat eine Bandbreite von nur 0,1 nm bei einer optischen Leistung von 120 mW. Einsatzbereiche sind in der Raman-Spektroskopie oder der Medizintechnik zu finden. Ebenfalls für die Spektroskopie werden DFB-Laser (DFB: Distributed Feedback) mit hoher Ausgangsleistung und teils mit integriertem Peltier-Kühlelement für Wellenlängen zwischen 1278 nm und 1650 nm, sowie eine neue Generation pulsbarer Infrarot-Strahler mit deutlich höherer Ausbeute oberhalb 4,5 µm vorgestellt.

Für die Flüssigphasenspektroskopie oder spektroskopische Analysen an der Spitze von Atomic-Force-Mikroskopen sind Quantenkaskadenlaser als im Bereich 3,2 … 12,5 µm durchstimmbare Lichtquellen nutzbar.

Schallmessungen
Bedingt durch die großen Themen Mess- und Prüftechnik – besonders im Umfeld der Fahrzeugentwicklung – können Besucher der SENSOR+TEST hier alljährlich den neusten Stand bei der Entwicklung von z.B. Messmikrofonen und akustischer Messtechnik im Allgemeinen finden. Etwa Anbieter von akustischen Kameras, die insbesondere stetige Verbesserungen und Erweiterungen im Bereich der Auswerte-Software vorstellen. Eine dieser Plattformen bietet nun nicht nur die Lokalisierung von Schallquellen an, sondern auch Fernfeldmessungen und Auswertungen bezüglich Schallleistung.

Chemische Sensoren
Sensoren zur Bestimmung der Konzentration von brennbaren (explosiven), toxischen oder anderen Gasen gehört mit unterschiedlichen Technologien seit Jahren zu den Schwerpunkten der SENSOR+TEST. In den Vorberichten der Aussteller stehen in diesem Jahr optische Verfahren im Vordergrund. Darüber hinaus ist neben katalytischen Sensoren ein breites Angebot an nasschemischen Sensoren, etwa für den pH-Wert, die Sauerstoffkonzentration oder die Leitfähigkeit zu erwarten.

Für Stichproben-Untersuchungen ist ein Laborgerät zur Geruchsbewertung von Produkten ausgelegt. Es arbeitet mit hoher Reproduzierbarkeit und unterscheidet sich damit nach den Erfahrungen der Hersteller deutlich von herkömmlichen künstlichen Nasen. Die verwendete Software zeichnet komplexe Signalmuster der Sensoren auf und klassifiziert auf der Grundlage statistischer Verfahren die vermessenen Produkte in Bezug auf eintrainierte Werte. Hauptanwender sind in der Kosmetik-, Lebensmittel-, Verpackungs-, Kunststoff- und Pharmaindustrie zu finden.

Durch entsprechend selektive IR-Filter können Thermopiles, die ja eigentlich Temperaturänderungen erfassen, als Einkanal-Detektoren zur Analytik eingesetzt werden, 2-Kanal-Thermopiles kommen in der NDIR-Gasmesstechnik zur Anwendung (NDIR: Non-Dispersive Infrared). In der Regel bieten sie als Sensorsysteme eine I2C-Schnittstelle und Entwicklungsplatinen mit USB-Anschluss stehen ebenfalls zur Verfügung. Die Empfindlichkeit herkömmlicher Thermopiles kann dadurch verbessert werden, dass die bestrahlte Fläche in Pixel aufgeteilt und die jeweiligen Spannungen aufaddiert werden. Das Ausgangssignal dieser zusätzlich rauscharmen pyroelektrischen Detektoren liegt bis zu 10x über dem Üblichen. Bis zu vier Detektoren lassen sich in einem TO39-Gehäuse unterbringen. Neue Detektoren mit durchstimmbaren Fabry-Pérot-Filtern sind mit einem ASIC zur integrierten Regelung ausgestattet, um niederfrequente Vibrationen, Auswirkungen der Gravitation beim Drehen von tragbaren Geräten und Temperaturdrift zu kompensieren. So kann die Durchlasswellenlänge bis auf ±2 nm stabil gehalten werden. Durch den erweiterten Abstimmbereich der Filter können die Detektoren jetzt auch die Absorptionsbande von CO2 erfassen.

Die tragbaren Multi-Detektoren für leicht entflammbare Gase arbeiten mit neuen Sensorsystemen in NDIR-Technologie verbrauchen mit 3,5 mW extrem wenig Energie und kommen trotzdem auf weniger als 10 s Ansprechzeit. Die Geräte sind eigensicher aufgebaut und mit einem Mikroprozessor ausgestattet, der den Einbau kundenspezifischer Eigenschaften ermöglicht. Für Anwendungen in mit Erdgas betriebenen Fahrzeugen, zur Lecksuche an Pipelines oder in tragbaren Geräten wird in Nürnberg ein in Japan entwickelter Methan-Sensor im MEMS-Technologie vorgestellt, der - nach Angaben der Hersteller - verglichen mit anderen Sensoren am Markt derzeit den niedrigsten Energieverbrauch aufweist. Mit einer einzigen Lithium-Batterie (2,8 V/2400 mAh) wird eine Laufzeit von 5 Jahren erwartet. Derselbe Hersteller stellt katalytische Sensoren für Flüssig- oder Erdgas in Fahrzeugen oder Wohnungen vor, die sich durch hohe Ausfallsicherheit auszeichnen. Im Gegensatz zum Alterungsverhalten herkömmlicher Sensoren, steigt die Empfindlichkeit dieser Sensoren auf längere Sicht. Zusätzlich wurden Querempfindlichkeiten reduziert und die Belastbarkeit gegenüber Korrosiven Gasen erhöht.

Auf der Basis der Infrarotabsorption (NDIR) arbeitet ein Modul, das für CO, CO2, SF6, Methan, n-Butan und Propan vorrätig ist und für den Einsatz in Kälteanlagen auf ganz unterschiedliche Kältemittel optimiert werden kann. Dasselbe Messprinzip nutzen industrielle Gasanalysatoren, die die Konzentration von sechs oder acht Gasen gleichzeitig messen können. Sie werden kundenspezifisch zusammengestellt und sind mit Schnittstellen zur Prozesssteuerung ausgestattet. Aus Italien kommt eine neue Generation von NDIR-Gassensoren mit integriertem Mikroprozessor zur Messung der Konzentration von Kohlenwasserstoffen, Kohlendioxid, Kühlmitteln oder SF6-Gasen. Der amperometrische Sensor eines japanischen Herstellers überwacht im Innern von Kälteanlagen bei Temperaturen bis -30 °C weitestgehend unabhängig von Temperatur und Feuchte die Konzentration von Ammoniak.

Ein weiterer japanischer Aussteller zeigt in Nürnberg elektrochemische Sensoren, die ungestört von Silizium- oder Schwefel-Verbindungen und ohne Anwesenheit von Sauerstoff die Konzentration von Wasserstoff in inerten Gasen wie z.B. Stickstoff messen können.

Mit dem Prinzip einer Brennstoffzelle arbeitet ein Kohlenmonoxid-Sensor. Er lässt sich zur Gebäudeüberwachung als Rauchmelder verwenden, zur Steuerung der Lüftung in Parkhäusern oder zur Überwachung von Wohnmobilen. Der typische Lebenszyklus liegt bei sieben Jahren.

Zur Überwachung von Laststufenschaltern oder Transformatoren werden auf der SENSOR+TEST Gas-Sensoren mit NDIR-Technologie vorgestellt, die sich zur Gas-in-Öl-Analyse eignen. Der Hersteller bietet u.a. auf Basis der „Dissolved Gas Analysis“ (DGA) ein Konzept für die Zustandsüberwachung von Energieerzeugungs-, Übertragungs- und Verteilungsanlagen an, einschließlich der Temperaturüberwachung von Transformatoren. Ein Überwachungssystem desselben Herstellers kann Luftproben seriell an bis zu 24 Orten auswerten. Die Sensoren arbeiten nach dem photoakustischen Prinzip und sind für unterschiedlichste Gase im Einsatz. Typische Anwendungen sind die Überwachung von Räumen auf Anreicherungen giftiger Gase, Ethanol-Konzentration in Motorabgasen, Überwachung der freigesetzten Gase in chemischen Prozessen usw. Mittels zusätzlicher optischer Filter können Empfindlichkeiten bis in den ppb-Bereich realisiert werden.

Auch für die Bestimmung der Sauerstoffkonzentration finden die Besucher der SENSOR+TEST ein reiches Angebot. Eine galvanische Messzelle zeigt praktisch keine Querempfindlichkeit gegenüber Kohlendioxid und gute Linearität bis etwa 30 %. Typische Anwendungen sind in der Biochemie, Nahrungsmittelindustrie bis hin zu Überwachungsaufgaben. Durch besondere Langzeitstabilität zeichnet sich eine Messzelle aus, die ein saures Elektrolyt nutzt. Querempfindlichkeit bezüglich CO2 oder andere saure Gase wurde nicht beobachtet. Auf Fluoreszenz basiert ein weiterer Sauerstoffsensor. Er benötigt besonders wenig Energie und ist im Temperaturbereich -20 … +50 °C einsetzbar. Mit einem Zirkonoxid-Sensor lassen sich Sauerstoffkonzentrationen zwischen 50 ppm und 95 % messen und das bei Temperaturen bis 300 °C. Anwendungen reichen von der Überwachung von Verbrennungsprozessen, Gasanalyse, Lebensmittellagerung bis zu Inkubatoren oder Beatmungsgeräten. Ein weiteres Modell dieser Spezies wurde speziell für die Überwachung bzw. Optimierung von Verbrennungsprozessen entwickelt. Neben den Sensoren zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration in Gasen finden Besucher der SENSOR+TEST in Nürnberg auch Sensoren für gelösten Sauerstoff. Mit einem optischen Verfahren kommen die besonders langzeitstabilen und wartungsarmen Sensoren bei der Trinkwasserüberwachung, im Gewässerschutz oder in Fischzuchtbetrieben zum Einsatz.

Luftqualität
Ein weiterer Schwerpunkt bei den Gassensoren liegt in diesem Jahr auf dem Thema Luftqualität. Ein preisgünstiges Komplettsystem erfasst die CO2-Konzentration und optional die Sauerstoffkonzentration. Die Anzeige erfolgt nach einem Ampelprinzip mit einstellbaren Pegeln. Zur Verbesserung der Energieeffizienz von Anlagen zur Versorgung von Gebäuden mit Raumluft kann ein Luftqualitätssensor mit diversen Funktionen und geringer Leistungsaufnahme zum Einsatz kommen. Ebenfalls für die Klimatechnik wurde ein Hygrometer mit einem infrarotoptischen CO2-Sensor erweitert, der mit einem patentierten Selbstkalibrierverfahren über Jahre hinweg hohe Genauigkeit verspricht. Gleich zwei Superlative reklamiert ein japanischer Hersteller für sich, der auf der SENSOR+TEST den kleinsten Luftgütesensor mit dem geringsten Energieverbrauch von 15 mW vorstellen wird. Mit einem Silizium-Emitter als IR-Lichtquelle arbeitet ein Sensor in MEMS-Technologie, der innerhalb des Fühlers auch noch Feuchte- und Temperaturmessungen bieten kann. Er soll außergewöhnlich effizient und robust sein.

Durch spezielle Gehäusetechnik lassen sich Gassensoren mit NDIR-Prinzip jetzt bis zu Temperaturen von +200 °C einsetzen; mit Hilfe einer Schutzgasatmosphäre auch bis -50 °C. Sie eignen sich besonders für Anwendungen mit zyklisch auftretenden hohen Temperaturen. Die Gasart wird durch entsprechende IR-Filter festgelegt. Für den Aufbau von IR-Sensoren wird auf der SENSOR+TEST eine gut modulierbare Strahlungsquelle auf MEMS-Technologie vorgestellt, die eine Bandbreite von 2 … 16 µm aufweist. Die Leistungsaufnahme liegt typisch bei 450 mW.

Sonstiges im Umfeld Sensorik
Magnetisierbare Bauteile und Komponenten können mit magnetischen Sicherheitsetiketten versehen werden, die vor Fälschungen schützen. Das in Nürnberg vorgestellte Gerät kann hochauflösend magnetische Streufelder visualisieren und damit z.B. Informationen von Banknoten, Magnetstreifenkarten, magnetischen Encodern oder Magnetbändern lesen. Die Qualität von Schweißnähten lässt sich damit ebenso überprüfen wie evtl. manipulierte Seriennummern. Ebenfalls für die Beurteilung von Magnetfeldern wird eine 3D-Magnetfeldkamera in Aktion sein, die zur Charakterisierung von Sensormagneten aller Art im Einsatz ist. Mit einer Plasmaanlage zur Herstellung hydrophober Schichten zeigt ein Aussteller auf der SENSOR+TEST wie Oberflächen Wasser- bzw. Staub-abweisend zu beschichten sind.

Aus Beijing kommt eine Software, mit der interaktiv elektronische Handbücher in der Art von Expertensystemen erstellt werden können. Ein Modul zur interaktiven Fehlerdiagnose kann u.a. auch auf Wartungsberichte zugreifen. Das Konzept ist bei Flugzeugen ebenso im Einsatz wie bei Eisenbahnen oder Energieversorgern. Auch maßgeschneiderte Lösungen in Form von Algorithmen und Software-Tools sowie weitere Unterstützung bei Entscheidungen in Entwicklung und Produktion sind auf der SENSOR+TEST zu bekommen.

Messtechnik
Mess- und Prüftechnik füllt auf der SENSOR+TEST nicht nur eine eigene Halle, sondern ist naturgemäß auch bei vielen Anbietern von Sensorik direkt zu finden. Von komplexen Messsystemen für Prüfstände, der dezentralen Überwachung von Ingenieurbauwerken, Maschinen oder Anlagen bis zu Handmessgeräten oder Geräten zur Prozessinstrumentierung ist auf dieser Fachmesse nicht nur der Stand der Technik sondern auch so mancher Prototyp zu finden. Nicht zu vergessen, die mobile Messtechnik, hauptsächlich für den Einsatz in der Fahrzeugentwicklung. Letztere können Besucher auf Versuchsfahrten auch live kennenlernen.

Ein digitales Anzeigegerät für praktisch alle Sensortypen sollte es werden. Und das ist es wohl auch geworden, angereichert durch mehrere gespeicherte Kennlinienprofile, Datenlogger-Funktion eine USB-Schnittstelle zum Daten-Streaming an den nächsten PC, Schnittstellen zu üblichen speicherprogrammierbaren Steuerungen, analoge, digitale oder Schaltausgänge usw. Im Kern der Signalerfassung arbeitet eine 24-Bit-Plattform mit einer Abtastrate von 4.800 Hz und einer Genauigkeit von 0,001 %. Für den Schalttafeleinbau konzipiert wird ein kompaktes Mehrkanalmessgerät für die Flüssigkeitsanalyse vorgestellt, das gleich vier Aufgaben - nämlich Messen, Regeln, Registrieren und Anzeigen - in einem erledigt.

Ein Messverstärker für dynamische Messungen mit piezoelektrischen Sensoren arbeitet ebenfalls mit einem 24 Bit A/D-Wandler. Für Schwingungsanalysen oder pulsierende Druckmessungen sind die Verstärker als Einkanal- oder Vierkanal-Version via Ethernet per Web-Browser erreichbar.

Auch als PXI-Einsteckkarte werden Messverstärker in Vierkanal-Version auf der SENSOR+TEST vorgestellt. Jeder Kanal arbeitet mit 24 Bit Auflösung und Abtastraten über 200 kS/s. Sie liefern hochstabile Versorgung für die angeschlossenen Sensoren und verarbeiten Spannungs- und Stromsignale. Im Einsatz sind sie u.a. an Motorenprüfständen. Passend dazu bietet derselbe Hersteller ein Gehäuse für acht Einschübe (PXI, PXI-Express, CompactPCI), das mit seinem 500 W-Netzteil bei Temperaturen von -20 … 55 °C arbeitet. Außerdem ein PXI Smart Tablet als neue Generation von PXI-Messgeräten. Das Gerät für einen PXI/PXIe-Kanal bietet noch weitere Anschlüsse und verspricht mit seinem kapazitiven Touch-Screen eine völlig neue Mess-Erfahrung.

Zum Aufbau von Vielkanal-Messsystemen sind in Nürnberg auch Ladungsverstärker als 19-Zoll-Module zu sehen, die u.a. Effektiv- und Spitzenwertmessungen über eine USB-Schnittstelle erlauben und speziell zur Schwingungsüberwachung im Einsatz sind. Robuste, kompakte und störungssichere Messsysteme für den Einsatz in industrieller Umgebung sind hauptsächlich bei der Überwachung von Maschinen und Anlagen gefragt. Ziele sind hier die Qualitätssicherung oder Schadensfrüherkennung zur Vermeidung von Produktionsausfällen. Solche Systeme müssen in der Lage sein, Signale unterschiedlichster Art und Änderungsgeschwindigkeit zu erfassen. Speziell für 5B-Messverstärker bietet derselbe Anbieter so genannte analoge Backplanes an, die den Anschluss von Sensorik an ein PC-Messsystem erleichtern. Ein ähnliches Konzept verfolgt ein anderer Aussteller, der eine leicht zu handhabende Schnittstelle zwischen Sensor und USB-Anschluss eines PC zu bieten hat. Der Messumformer bietet 5 Sensoreingänge und 5 Digitalausgänge und soll sich besonders für Sensoren mit Dehnungsmesstreifen eignen. Treiber für verbreitete Softwarepakete zur Messdatenerfassung und Auswertung sind vorhanden.

Überwachungsaufgaben
Auf der SENSOR+TEST wird u.a. ein System zur faseroptischen Messung von Dehnung oder Temperatur an tausenden Messstellen vorgestellt. Es bietet die Möglichkeit, an einer einzigen optischen Faser Sensoren in hoher Dichte abzufragen und damit die Zustandsüberwachung von Strukturen neu zu definieren. Auf Langzeitmessungen an Bauwerken wie Brücken, Gebäuden oder Gleisanlagen (Unterbau) ist ein anderes, dezentrales Messsystem spezialisiert. Die Geräte sind mittels LAN vernetzt und zur Beobachtung der unterschiedlichsten Messgrößen verfügbar. Ebenfalls für die Überwachung von Bauwerken sind Datenlogger ausgelegt, die speziell für Messungen mit Dehnungsmessstreifen entwickelt wurden. Hier ist eine Fernüberwachung via Mobiltelefon-Netz integriert. Auffälligkeiten können die Zustellung von SMS auslösen. Für zeitsynchrone Messungen in verteilten Aufbauten – etwa entlang von Nutz- und Schienenfahrzeugen – wird in Nürnberg ein Messsystem vorgestellt, das gezielt auf optische Signalübertragung mit hoher Bandbreite und Störfestigkeit setzt.

Für etwas einfachere Aufgaben sind Funk-Datenlogger zu gebrauchen. Sie kommen z.B. an rotierenden Systemen zum Einsatz oder an Stellen, die schwer zugänglich sind - wie z.B. die gesicherte Vitrine in einem Museum - um klimatische Werte zu sammeln. Die Datenausgabe erfolgt mittels Nahbereichsfunktechnik (z.B. Bluetooth). Per App lassen sich die Messwerte auch grafisch auf einem Smartphone darstellen. Noch komfortabler ist die Auswertung, wenn die Daten auf einem Server abgelegt werden und der Zugriff auf dieser „Cloud“ erfolgen kann. Ein achtkanaliges Gerät ist auf Temperaturmessungen spezialisiert. Es kommt sowohl als Datenlogger als auch zur Überwachung von Grenzwerten (Relais-Ausgänge) oder als Eingangsmodul für einen PC-Messplatz zum Einsatz.

Zu guter Letzt wird auf der SENSOR+TEST Cloud-basierte Lösungen zur automatischen Analyse von Messdaten vorgestellt. Es geht dabei um eine spezielle Art des Data Mining bzw. der Gewinnung von Metadaten aus einer Masse von Messdaten. Im laufenden Betrieb einer Anlage wird per Software ein Modell für den normalen Signalverlauf gelernt. Fehlentwicklungen in Prozessen können so schnell erkannt werden.

Prüftechnik
Was ist Sensorik und Messtechnik ohne Prüftechnik? Prüftechnik ist eine eigene Disziplin, ohne die die heute üblichen Qualitätsstandards bei den Produkten und bei der Fertigung nie hätten erreicht werden können. Andererseits nutzt die Prüftechnik selbst Sensorik und Messtechnik um genaue und reproduzierbare Ergebnisse zu liefern. Die SENSOR+TEST ist als Messtechnik-Messe also genau der richtige Ort, um die Besucher über den Stand der Prüftechnik und diverse Labormessgeräte zu informieren.

Von einem französischen Anbieter wird in Nürnberg eine Reihe von tragbaren Prüfgeräten präsentiert, um damit Tests vor Ort in der Produktion durchzuführen. Es geht dabei um Kraft- und Drehmomentmessungen. Die Geräte können die Prüfdaten speichern und bieten die Möglichkeit, sie via USB-Stick an einen PC zur Auswertung und Archivierung weiterzuleiten.

Durch den Einsatz der Weißlichtinterferometrie ist es möglich, große Stufenhöhen mit hoher Wiederholgenauigkeit und rückführbar zu vermessen. Ein Gerät zur Oberflächencharakterisierung, Kontrolle von Ebenheits- und Parallelitätstoleranzen kann Flächen von bis zu 46 mm Durchmesser mit einer lateralen Auflösung von 26 µm und mit Höhenunterschieden von 70 mm vermessen. Der Einsatz ist auch direkt an der Produktionslinie möglich. Vollautomaten zur Prüfung von bestückten oder unbestückten Substraten werden auf der SENSOR+TEST mit neuer Starrnadel-Adaptertechnologie vorgestellt. Testpunkte mit 250 µm Durchmesser erlauben es, die Prüftiefe weiter zu erhöhen, wobei die Bauteilhöhe bis zu 5,5 mm betragen kann.

Wie in den vergangenen Jahren präsentieren auf der SENSOR+TEST die Hersteller von Prüfkammern ihre neusten Entwicklungen. Dazu gehören z.B. Prüfschränke für Temperaturschocks. Sie arbeiten mit zwei Kammern, von denen eine bis +220 °C aufgeheizt und die anderen bis -80 °C abgekühlt werden kann. Die Wechselzeiten betragen unter 10 s, wobei mehr als 1000 Wechsel ohne Abtauvorgang möglich sind. Weitere Prüfkammern zur gezielten Provokation von Frühausfällen oder Korrosionsprüfungen (Salznebel-Test nach DIN) im Zeitraffer nach Norm werden ebenfalls vorgestellt. Ein weiterer Hersteller bietet Klimaprüfkammern mit hochdynamischen Feuchtigkeitsveränderungen an um etwa Szenarien wie 0 °C und 30 %RF zu realisieren. Mit dem verwendeten Drucklufttrockner können Taupunkte bis zu -30 °C erreicht werden. Als weitere Spezialität ist eine Klima-Prüfkammer, die speziell zur Prüfung von Lithium-Batterien ausgelegt ist zu erwähnen. Da diese Batterien bisweilen sehr unfreundliches Verhalten zeigen, sind diese Kammern modular mit Sicherheitsausstattung entsprechend den Empfehlungen des EUCAR lieferbar (EUCAR: European Council for Automotive R&D). Auch Anbieter von Prüfkammern für EMV-Untersuchungen oder Ausrüster von Räumen und Hallen für EMV-Prüfungen oder zur Vermessung von Antennen sind auf der SENSOR+TEST zu finden. Ein DAkkS-akkreditiertes Prüflabor hat sich mit der Beurteilung von Prüflingen im Betrieb beschäftigt und stellt sein akkreditiertes Verfahren zur Prüfung der Druckwechselbeständigkeit vor. Andere bieten Testsysteme z.B. für die Getriebe von Windkraftanlagen an. Dabei geht es um Schwingungs- und Schallcharakteristika und natürlich Drehzahlen und Temperaturen. Derselbe Hersteller bietet ein aktuelles Update seiner auf Schwingungsprüfungen spezialisierten Software und präsentiert per Ethernet programmierbare, würfelförmige Chassis, die mit bis zu 12 Eingangs-/ Ausgangskarten zu bestücken sind und vor Ort völlig autonom Messdaten sammeln und speichern können.

Ein Datenlogger der besonderen Art greift die Datenströme auf den gegenwärtig üblichen Bus-Systemen ab und synchronisiert sie durch einen zentralen Zeitstempel. Das Ziel ist die Absicherung und ggf. Fehlersuche in Fahrzeugen bzw. die Fehleranalyse bei Funktions- und Flottentests oder Abnahmefahrten.

Eine Software-Plattform für das Wissensmanagement entlang der Prüfungs- und Wartungsergebnisse, die über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage anfallen, liefert ein Aussteller aus Beijing. Das Konzept ist besonders bei Fehlerdiagnosen und der Weiterentwicklung von Produkten hilfreich.

Und wer sich mit all den Details der Prüfungen und Abnahmen nicht wirklich beschäftigen will, der findet auf der SENSOR+TEST auch qualifizierte Beratung.

Komponenten für Sensorik und Messtechnik
Es gibt eine Reihe von Produkten, die sich speziell an Applikationen in der Sensorik, Mess- und Prüftechnik orientieren. Ein Beispiel wären Magnete. Sie kommen zum Einsatz bei der Messung von Drehwinkeln in Verbindung mit Magnetfeldsensoren. Bei sicherheitsrelevanten Anwendungen wird eine redundante Auslegung der Sensorik gefordert, z.B. mit zwei räumlich getrennten Sensorelementen. Die müssen dann aber auf dieselbe Maßverkörperung reagieren, was zusätzliche Anforderungen an die Homogenität der Magnete bzw. Magnetfelder stellt. Auch solche Komponenten werden auf der SENSOR+TEST vorgestellt. Andere Beispiele für Komponenten wären Grenzwertrelais in Überwachungsmodulen. Die könnten mit 24 V/60 A speziell für Anwendungen im Fahrzeugbau ausgelegt sein oder mit 10 A/450VDC für Elektrofahrzeuge, oder mit 5 A/220 V in Anreihgehäusen mit optischer Positionsanzeige für die Gebäudeautomatisierung.

Aus China kommen Glas-Metall-Durchführungen, wie sie z.B. bei Drucksensoren benötigt werden. Für die Raman-Spektroskopie, Interferometrie, Lithografie oder Fluoreszenzmessungen werden Laser-Lichtquellen benötigt. Auch die findet man auf der SENSOR+TEST für diverse Wellenlängen, auf max. 0,5 nm stabilisiert mit Volumen-Bragg-Gitter-Technologie und Linienbreiten von max. 0,08 nm.

Bei Komponenten kann es auch durchaus komplex werden: etwa bei einem ASIC, der speziell für Reifendruck-Überwachungssysteme entwickelt wurde – oder auch dem Anschein nach einfach: etwa bei der Lieferung von Messkabeln. Die müssen aber oft diversen Sicherheitsstandards genügen, und sollten obendrein abgeschirmt und möglichst ewig haltbar sein.

Um Messkabel überflüssig zu machen wurden Temperatur-Sensor-Transponder entwickelt, die auf der Basis der RFID-Technologie zur passiven Messung etlicher physikalischer Größen genutzt werden können. Der jetzt vorgestellte RFID-Tag arbeitet ohne integrierten Sensor und bietet die Möglichkeit externe Sensoren - u.a. auch mit resistiven Messprinzipien - anzuschließen. Es ist möglich, mit einem speziellen Systemdesign mit miniaturisierter Antenne sowie unter Verwendung eines optimierten RFID-Front-Ends ein komplettes batterie- und drahtloses Sensormesssystem mit einem Durchmesser von nur 15 Millimetern herzustellen.

Kalibriersysteme
Ergänzend zur vielfältigen Sensorik und Mess- und Prüftechnik wird auf der SENSOR+TEST auch ein breites Angebot an Kalibriergeräten zu finden sein. Zum Beispiel für Beschleunigungen von bis zu 100.000 m/s oder eine Reihe von kalibrierten Impulshämmern für Modaluntersuchungen. Tragbare Druck-Kalibratoren können jetzt mit einer elektrischen Pumpe Drücke bis zu 40 bar aufbauen. Und Multifunktionskalibratoren für Prozesssignale wie Spannung, Frequenz und Strom desselben Herstellers sind in der Lage per HART-Protokoll zu kommunizieren. Ebenfalls für Kalibrierzwecke in der Prozessmesstechnik wird eine pneumatischen Handpumpe präsentiert, mit der sich Drücke bis 200 bar Überdruck aufbauen lassen. Die Feineinstellung kann dann mit einer Auflösung von 0,1 mbar erfolgen. Weitere Aussteller zeigen Druck-Kalibratoren für den Bereich 800 mbar bis 20 bar oder Block-Kalibratoren z.B. für niedrige Temperaturen von -95 … +140 °C. Dies ist jedoch nur ein kleiner Ausschnitt des Angebots auf der SENSOR+TEST, denn jede Spezifikation von Produkteigenschaften setzt die Kalibration der Standards voraus.

Schlusssatz

Mit rund 550 Ausstellern ist die SENSOR+TEST die angesagte Messtechnik-Messe in Europa – mit Ausstellern aus der ganzen Welt. Vom 3. bis 5. Juni werden auf dem Nürnberger Messegelände parallel zur Messe zwei Fachkongresse stattfinden (17. ITG / GMA Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2014 und die 42. European Telemetry and Test Conference etc2014), zwei Fachforen mit Firmenpräsentationen in Halle 11 und Halle 12, das Forum „Innovative Testing“ und am 3. Juni in Halle 12 das Vortrags-Forum zum Sonderthema „Sicherheit“ - inklusive Podiumsdiskussion. An allen drei Messetagen sind Live-Vorführungen und Probefahrten der Anbieter von mobiler Messtechnik auf der Aktionsfläche im Außenbereich geplant. Und als weitere Spezialitäten sind der Themenstand „Sensoren und Systeme für die Bildverarbeitung“ sowie ein vom BMWE geförderter Gemeinschaftsstand für junge innovative Unternehmen im reichhaltigen und abwechslungsreichen Angebot der Messtechnikmesse SENSOR+TEST.

Für die Recherche nach Themen, Produkten und Anwendungen sowie für die Übersicht der vielfältigen Programmangebote stehen Angebote im Internet (www.sensor-test.com), für mobile Endgeräte (m.sensor-test.com) und in den Social Media (www.facebook.com/sensorplustest, www.twitter.com/sensorplustest) zur Verfügung. Verfolgen Sie die aktuellen Informationen der Veranstalter und Aussteller während der Messe auf der Tweetwall im Eingangsbereich und mit dem Hashtag #sensortest auf Twitter.


Fotos zur SENSOR+TEST stehen hier für Sie zum Download bereit.


 

Pressekontakt:

Holger Bödeker, Geschäftsführer AMA Service GmbH
Brita Pape
Tel +49 5033 9639-14
Fax +49 5033 911405
presse@sensor-test.de
www.sensor-test.com

 
 

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