Gedruckte Sensorsysteme

Hintergrund

Das Funktionsprinzip des IoT (Internet der Dinge) sieht viele verschiedene Arten von Sensoren vor. Dr. Janusz Bryzek, oft auch als Vater der Sensorik genannt, bezeichnete das IoT einst sinngemäß als „Universum aus Billionen von Sensoren“. Diese Sensoren dienen der Sammlung von Informationen, die anschließend auf Systeme in einem Cloudnetzwerk geladen werden. Eine Weiterentwicklung der dem IoT zugrunde liegenden Technologie gestattet die Sammlung gewaltiger Datenmengen, die von den unterschiedlichsten Sensoren aufgezeichnet wurden. Daten können auf diese Weise nicht nur direkt von einzelnen Sensoren abgerufen, sondern auch in abstraktere Zusammenhänge gebracht werden.

Die beschriebene Technologie wird derzeit für den Einsatz in den Bereichen Industrieanlagen, Infrastruktur und Absatzwirtschaft in Erwägung gezogen. Mithilfe von verschiedenen Arten von Sensoren wäre es beispielsweise möglich, Informationen von Werksanlagen wie Rohrleitungen und Tanks oder aber von Infrastruktureinrichtungen wie Straßen, unterirdischen Leitungen, Brücken und Tunneln zu sammeln. Solche Daten können während des regulären Betriebs gesammelt und anschließend ausgewertet werden, um geeignete Zeitpunkte für die empfohlene Wartung zu ermitteln, was wiederum dem Erhalt der Anlage zugutekommt.

Da für derartige Systeme eine erhebliche Anzahl an Sensoren erforderlich wäre, muss an der Entwicklung von Sensorsystemen gearbeitet werden, die im Vergleich zu den derzeit erhältlichen Ausführungen kostengünstiger und installationsfreundlicher sind. Um solch ein Sensorsystem Realität werden zu lassen, bietet sich die sogenannte flexible, hybride Elektronik (FHE) an, die sowohl auf Drucktechnologien als auch auf Siliziumtechnologien zurückgreift.

Technologie

Yokogawa beteiligt sich im Rahmen des Programms „Center of Innovation“ (COI) der Universität Yamagata an der Forschung und Entwicklung. In Zusammenarbeit mit der Universität und anderen Unternehmen entwickelt Yokogawa dabei diverse Aktivitäten.

Yokogawa strebt die Entwicklung vieler unterschiedlicher ultradünner Sensorsysteme an, die bedarfsgerecht in weitläufigen Bereichen installiert werden können. Dazu greift das Unternehmen auf Drucktechniken zurück. Mit Drucktechnologien alleine lässt sich jedoch keine drahtlose Kommunikation herstellen. Aus diesem Grund hat Yokogawa FHE-Sensorsysteme entwickelt, die neben flexiblen Drucktechniken auch die Drahtlostechnologien von Siliziumkomponenten nutzen. Die flexiblen Sensorsysteme lassen sich durch ihre ultradünne Bauweise überall anbringen und eignen sich beispielsweise für den Einsatz im Bereich des Gesundheitswesens oder Logistikmanagements. Yokogawa geht derzeit Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten nach, die sich mit industriellen Einsatzmöglichkeiten für dieses System befassen.

Vision für die Zukunft

Wir arbeiten an der Entwicklung eines höchst flexiblen Bogensensorsystems in Array-Ausführung, das aufgrund seiner größeren Fläche mehr Platz für verschiedene Arten von Sensoren bietet. Das Sensorsystem kann für unterschiedliche Zwecke und Messungen angepasst werden. Wird das Sensorsystem beispielsweise auf den Rohrleitungen einer Anlage appliziert, sammelt es Daten zu Temperaturverteilung, Strömungsgeschwindigkeit, Schwingungen und Undichtigkeiten. Auf einem Boden kann es anhand der Druckverteilung und elektrostatischen Kapazität dagegen auch Informationen zum Personen- und Materialverkehr erfassen. Mit dem System ist es möglich, die Effizienz der Betriebsabläufe in einem deutlich abstrakteren Kontext zu beurteilen und unter anderem auch die Lebensdauer der Anlage zu antizipieren.

Die Einsatzmöglichkeiten des Sensors sind schier endlos: Wird er auf einer einzelnen Sendung angebracht, kann er im Bereich der Logistik zur Qualitätskontrolle beitragen, während er im Gesundheitswesen zur Überwachung der Vitalwerte eines Patienten genutzt werden kann.

 
Top