De nombreux processus numérisés dépendent des données collectées par des capteurs de plus en plus puissants et d'autres technologies de test et de mesure. Lorsque ces données sont traitées, il fournit des informations précises et fiables sur l'environnement d'exploitation. Neuf instituts Fraunhofer présenteront les résultats de leurs recherches sur la technologie des capteurs et ses applications dans le domaine du test et de la mesure au Sensor+Test 2019 à Nuremberg du 25 au 27 juin (stand 248 dans le hall 5).

De nombreuses innovations à l'ère numérique d'aujourd'hui reposent sur la capacité de transférer des informations du monde réel vers l'univers numérique. essais de matériaux sans contact et respiration artificielle. Dans des applications comme celles-ci, les capteurs et autres systèmes de test et de mesure peuvent être assimilés à des technologies habilitantes car de nombreux nouveaux développements sont basés sur eux. Lors de l'édition de cette année de Sensor+Test, le forum leader dans ce domaine dans le monde, Fraunhofer présentera une nouvelle fois des exemples de ses recherches dans les nombreux domaines qui composent son vaste portefeuille technologique.

Essais de matériaux sans contact à large spectre

L'imagerie térahertz est l'une des nouvelles technologies de plus en plus utilisées pour surveiller les processus industriels et tester de nouveaux matériaux. Cette méthode sans contact peut être utilisée pour mesurer l'épaisseur du revêtement, analyser la structure des composites polymères, ou détecter des défauts dans des matériaux non conducteurs. L'Institut Fraunhofer pour les télécommunications, Institut Heinrich Hertz, HHI, présentera la prochaine génération d'émetteurs-récepteurs térahertz couplés par fibre. La sonde de capteur intégrée permet des mesures de réflexion orthogonales à la surface de l'échantillon d'essai et peut être utilisée sans modification en combinaison avec des systèmes de mesure térahertz disponibles dans le commerce.

Réduire les temps d'arrêt des machines, défauts de fabrication et taux de rejet

L'Institut Fraunhofer pour la technologie des médias numériques IDMT démontrera comment la qualité des pièces et des composants peut être assurée à l'aide d'un système sans contact, méthode de test non destructif basée sur la détection audio des paramètres du produit et du processus combinée à l'apprentissage automatique. Les visiteurs peuvent en apprendre davantage sur cette méthode, qui peut être utilisé à la fois pour surveiller les processus de production et pour effectuer des tests de produits en fin de ligne, dans une série d'expositions interactives.

Alimenter les capteurs avec de l'énergie créée par de minuscules vibrations

L'un des défis de l'Internet des objets (IoT) est de savoir comment alimenter les capteurs sans fil, une question à laquelle l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS s'attaque en développant des solutions de récupération d'énergie. La moindre vibration générant une pression de 100 mg à une fréquence de 60 hertz suffit à un transformateur de vibration pour produire l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement de plusieurs capteurs et transmettre des données une fois par seconde. Le Maximum Power Point Tracker fournit un moyen efficace de contrôler le convertisseur de charge afin de garantir un rendement de puissance maximal. La solution de récupération d'énergie recharge la batterie pendant le fonctionnement de l'appareil et permet de concevoir des capteurs IoT avec une durée de vie illimitée, sans câble d'alimentation ni remplacement des piles.

Filtre optique CMOS pour spectromètres de taille de puce à faible coût

Compte tenu du coût déjà élevé des capteurs multispectraux à six bandes, les capteurs avec plus de six bandes spectrales sont trop chers pour des applications dans de nombreux marchés sensibles aux prix. La technologie nanoSPECTRAL développée par Fraunhofer IIS est basée sur des nanostructures optiques et permet une production monolithique très rentable des filtres optiques requis directement dans les procédés de semi-conducteurs CMOS, avec les éléments du capteur optique. Le spectromètre de la taille d'une puce présenté au salon possède déjà plus de 30 bandes spectrales et est donc par ex. adapté aux applications agricoles, analytique, analyse alimentaire et applications médicales.

Respiration artificielle plus douce

Afin de minimiser l'inconfort du patient, l'appareillage utilisé pour appliquer la ventilation artificielle doit pouvoir être réglé rapidement et précisément sur une multitude de paramètres selon le patient considéré. Ceci est particulièrement critique dans le cas des nouveau-nés ou des nourrissons, dont les poumons sont si petits qu'ils ne peuvent aspirer que quelques millilitres d'air à chaque respiration, et si fragile que toute pression excessive peut entraîner des dommages permanents. C'est pourquoi les ventilateurs doivent être capables de répondre au premier signe de respiration spontanée en une fraction de seconde. L'Institut Fraunhofer d'ingénierie de fabrication et d'automatisation IPA a développé une nouvelle technique qui permet de détecter les mouvements respiratoires spontanés presque instantanément et sans contact physique. Cela ouvre la voie à des appareils d'assistance respiratoire très flexibles, en particulier pour les très jeunes patients aux poumons fragiles.

Reconnaissance des gestes par ultrasons

Une équipe de chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour les microsystèmes photoniques IPMS utilise une nouvelle classe de transducteurs ultrasonores micromécaniques pour détecter de manière fiable les changements de distance tridimensionnels, modèles de mouvement et gestes dans une plage allant jusqu'à 500 centimètres. Les composants miniaturisés sont peu coûteux à produire et génèrent des pressions acoustiques élevées, avec une réponse en fréquence qui leur permet d'être réglés à l'équilibre optimal entre distance et sensibilité. Les applications des capteurs de mouvement sans contact incluent les systèmes d'automatisation et de sécurité, Équipement médical, l'industrie automobile, électronique de divertissement et appareils électroménagers. Fraunhofer IPMS présentera l'un de ses premiers démonstrateurs fonctionnels au Sensor+Test.

Laboratoire de poche pour la surveillance de la qualité de l'eau

Un très sélectif et sensible, Le système de test autonome est capable de détecter des traces de substances chimiques prédéfinies (de l'ordre du micromol) dans les eaux usées. Les utilisations de ce laboratoire de poche incluent l'évaluation de la qualité des plans d'eau. Son composant principal est un capteur chimique basé sur la technologie microfluidique, d'où sa conception très compacte. En réduisant la taille du système à de si petites dimensions, il peut fonctionner in situ sans intervention humaine. Le consortium de onze partenaires travaillant sur ce projet financé par l'UE comprend l'Institut Fraunhofer pour la fiabilité et la microintégration IZM et l'Institut Fraunhofer pour les circuits intégrés IIS.

Capteur d'hydrogène haute performance

L'Institut Fraunhofer de technologie chimique ICT a développé un capteur d'hydrogène extrêmement sensible en collaboration avec le partenaire industriel LAMTEC dans le cadre d'un projet de recherche financé par des fonds publics. Le capteur de mesure de faible concentration en hydrogène (LHyCon) peut remplacer les détecteurs de fuites standards à base d'hélium, offre une sensibilité de mesure élevée, et de plus coûte nettement moins que d'autres méthodes avec des performances comparables.