3D-integrierter Sensorschwarm im Brauereitank

(PresseBox) (Kaiserslautern, ) Im Januar fand am Lehrstuhl Integrierte Sensorsysteme ISE der TU Kaiserslautern das Abschlusstreffen zum BMBF-Verbundprojekt ''Prozessintegriertes autonomes Überwachungssystem für die Verfahrenstechnik auf Basis vernetzter, multifunktionaler MST-Funksensoren'' statt. Die Verbundpartner waren UST Umweltsensortechnik GmbH, Geschwenda, IMST GmbH, Kamp-Lintfort, Krohne Messtechnik GmbH & Co. KG, Duisburg, Warsteiner Brauerei Haus Cramer KG, Warstein, microTEC Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH (Koord.), Duisburg, und der Lehrstuhl Integrierte Sensorsysteme ISE der TU Kaiserslautern.

Das Verbundprojekt hatte ein Bewilligungsvolumen von insgesamt 1,54 Mio. Euro bei einer Laufzeit von drei Jahren und neun Monaten. Ziel des Vorhabens war die Konzipierung und Entwicklung eines verteilten, integrierten Mess-Systems, dessen Sensorknoten in Behältnissen industrieller Prozesse ''mitschwimmend'' Prozessmessdaten, zum Beispiel Temperatur, Druck, Feuchte etc., ergänzt um Zeit und vor allem Ortskontext, erfassen und an die Prozessführung weitergeben sollen. Für die Realisierung der Sensorknoten wurde dabei eine spezielle Form der 3D-Integration, die RMPD 3D-CSP von microTEC, für die System-in-Package (SiP)-Lösung gewählt. Pilotanwendungen kamen aus dem Umfeld des Partners Warsteiner, zum Beispiel Messungen im Gärtank oder Malzsilo.

Im Teilprojekt ''Ressourcen-effiziente, robuste Sensor- und Funksignalverarbeitung für autonome vernetzte Systeme in fluiden Medien (ROSIG)'' übernahm der Lehrstuhl ISE die Auswahl und Konzipierung wesentlicher Teile der Sensorknotenelektronik und die Validierung des Gesamtsystems durch Aufbau entsprechender Entwicklungsprototypen aus Beiträgen aller Partner. Die Schaltungen wurden dann von microTEC in 3D-CSP gelayoutet und gefertigt und gemeinsam getestet. Zum Projekttreffen lagen alle integrierten Schaltungsmodule und wesentliche Teile des ersten Sensormoduls für den Gärtank vor. Die Erstellung der System-Software für die Sensorknoten und einen ersten Gesamtsystem-Demonstrator erfolgte ebenfalls am Lehrstuhl ISE der TU Kaiserslautern.

Eine Besonderheit des Vorhabens liegt in der, durch Einschränkungen der Funkkommunikation in Behältern und Flüssigkeiten notwendig gewordenen, spezifischen Realisierung der Lokalisierung und Synchronisierung der Sensorknoten, die magnetisch über ein Spulensystem und einen speziellen 3D-integrierten 3D-AMR-Sensor vorgenommen wird. Hierzu erfolgte eine Patentanmeldung durch die TU Kaiserslautern. Am Ende des Projektreffens wurde der ROSIG-Demonstrator des Lehrstuhls ISE anhand einer kompletten Messkampagne und deren Auswertung vom ROSIG-Projektteam erfolgreich demonstriert.

Erstes Bildmaterial und weitere Informationen zum Projekt finden Sie unter:

www.eit.uni-kl.de/...

Das Gesamtprojekt wird am 19.02.2013 abschließend auf einem BMBF-Statusseminar in Berlin vorgestellt. Der Lehrstuhl ISE wird auf der kommenden Hannover Messe Industrie sein Lokalisierungs- und Synchronisierungssystem vorstellen. Eine Verwertung der Projektergebnisse auch in Gebieten der Smart-Environments, z.B. Smart-Kitchen (Lab-on-Spoon, ISE), oder Ambient-Intelligence, verbunden mit einer Erweiterung um ergänzende/alternative 3D-Integrationstechnologien zur nahtlosen Integration der Sensorik und Elektronik in Alltagsgegenstände, sowie Energy-Harvesting/Management-Optionen, ist im Gange. Insgesamt bietet sich durch die gewonnenen Erfahrungen am Lehrstuhl ISE auch ein hohes Potenzial für die Verwertung und Weiterentwicklung in Forschungsaktivitäten und -programmen der TU Kaiserslautern und der Science Alliance Kaiserslautern.

Kontakt

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Andreas König
Lehrstuhl Integrierte Sensorsysteme
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