数字化的动力——传感器、计量学

 许多数字化过程依赖于越来越强大的传感器和其他测试和测量技术收集的数据。处理此数据时，它可提供有关操作环境的准确可靠信息。9个弗劳恩霍夫研究所将于6月25日至27日在纽伦堡的Sensor + Test 2019(5号展厅248号展位)上展示他们在传感器技术及其在测试和测量领域的应用研究成果。

当今数字时代的许多创新都依赖于将信息从现实世界传递到数字世界的能力 - 例子包括手势识别，非接触式材料测试和人工呼吸的进步。在这些应用中，传感器和其他测试和测量系统可以等同于支持技术，因为许多新的开发都基于它们。在今年全球领先的传感器+测试版本中，弗劳恩霍夫将再次展示其在构成其广泛技术组合的众多领域的研究实例。

更广泛的无接触材料测试

太赫兹成像是越来越多地用于监控工业过程和测试新材料的新技术之一。这种非接触方法可用于测量涂层厚度，分析聚合物复合材料的结构，或检测非导电材料中的缺陷。位于HHI的弗劳恩霍夫电信研究所Heinrich Hertz研究所将展示下一代光纤耦合太赫兹收发器。集成的传感器探头允许垂直于测试样品表面的反射测量，并且可以与市售的太赫兹测量系统结合使用而无需修改。

减少机器停机时间，制造缺陷和废品率

弗劳恩霍夫数字媒体技术研究所IDMT将展示如何使用基于产品和工艺参数的音频感应以及机器学习的非接触式非破坏性测试方法来确保工件和组件的质量。参观者可以在一系列互动展览中了解有关此方法的更多信息，该方法既可用于监控生产流程，也可用于执行生产线末端产品测试。

为传感器提供微小振动产生的能量

物联网(IoT)面临的挑战之一是如何为无线传感器供电 - 弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS正在通过开发能量收集解决方案来解决这个问题。即使是在60赫兹频率下产生100毫克压力的最轻微振动也足以使振动变压器产生操作多个传感器所需的电能并每秒传输一次数据。最大功率点跟踪器提供了一种控制电荷转换器的有效方法，以确保最大功率输出。能量收集解决方案在设备运行时为电池充电，使物联网传感器的设计具有无限的使用寿命，无需电源线或更换电池。

用于低成本芯片尺寸光谱仪的CMOS光学滤波器

鉴于六频段多光谱传感器的成本已经很高，具有六个以上光谱带的传感器对于许多对价格敏感的市场的应用来说太昂贵了。Fraunhofer IIS开发的nanoSPECTRAL技术基于光学纳米结构，可以直接在CMOS半导体工艺中与光学传感器元件一起实现非常经济的单片生产所需的光学滤波器。展会上展示的芯片尺寸光谱仪已经具有超过30个光谱带，因此例如适用于农业应用，分析，食品分析和医疗应用。

温和的人工呼吸

为了使患者的不适最小化，用于施加人工通气的装置必须根据所讨论的患者快速且精确地调节到多个参数。对于新生儿或婴儿来说，这一点尤其重要，因为他们的肺部非常小，每次呼吸只能摄入几毫升空气，并且非常脆弱，任何多余的压力都可能导致永久性损伤。这就是为什么呼吸机必须能够在几分之一秒内响应自发呼吸的第一个迹象。弗劳恩霍夫制造工程和自动化研究所IPA开发了一种新技术，可以在几乎立即检测到自发呼吸运动而无需身体接触。这为高度灵活的呼吸辅助装置开辟了道路。

基于超声波的手势识别

弗劳恩霍夫光子微系统研究所IPMS的一组研究人员正在使用一种新型的微机械超声换能器来可靠地检测高达500厘米范围内的三维距离变化，运动模式和手势。微型元件生产成本低，产生高声压，频率响应可以调节到距离和灵敏度之间的最佳平衡。非接触式运动传感器的应用包括自动化和安全系统，医疗设备，汽车工业，娱乐电子和家用电器。Fraunhofer IPMS将在Sensor + Test上展示其首批功能演示器之一。

用于监测水质的袖珍实验室

高选择性和灵敏的自主测试系统能够检测废水中痕量的预定义化学物质(微量范围)。这个口袋大小的实验室的用途包括评估水体的质量。其主要组成部分是基于微流体技术的化学传感器，因此其设计非常紧凑。通过将系统的尺寸减小到如此小的尺寸，它可以在没有人为干预的情况下就地操作。由欧盟资助项目的11个合作伙伴组成的联盟包括弗劳恩霍夫可靠性与微集成研究所IZM和弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS。

高性能氢传感器

弗劳恩霍夫化学技术研究所与工业合作伙伴LAMTEC合作开发了一种极其敏感的氢传感器，作为公共资助研究项目的一部分。低氢浓度测量传感器(LHyCon)可替代标准的基于氦的检漏仪，提供高测量灵敏度，而且成本显着低于具有相当性能的其他方法。