WING - Sensoren und Aktoren

- Umwandlung der Schallenergie in mechanische Energie (mechanisches Umsetzelement)

- Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie mit Sensorelementen

20kHz bis 500MHz

Sender und Empfänger sind oft im gleichen Gehäuse untergebracht. 

Zählen die Ionisierenden primären Teilchen, damit kann die radioaktive Strahlung nachgewiesen werden, nicht aber die Dosis

Radioaktive Strahlung, α-, β-, γ- und Ionenstrahlung

-Dosimeter für Messung von Gamma-Strahlen (Medizin, Röntgen)

- Strommessende Ionisationskammer für die Neutronenflussmessung in Kernreaktoren.

- Mobile Strahlungsmonitoren für kontinuierliche Messungen von radioaktiven Strahlungen

Messmittel zur Erfassung von chemisch-physikalischen Eigenschaften in Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern. Daraus generieren sie elektrische Signale.

Chemosensoren sind technische Bauteile von automatisierten Analysegeräten.

Werden in automatisierten Analysegeräten in Produktionsprozessen gebraucht. Z.B. Dampferzeugung, Wasseraufbereitung Konzentrationsmessung von Salz.

Dampferzeugung (Kesselspeisewasser, Kondensat usw.)

• Halbleiterfertigung (Reinstwasser, Chip-Cleaning usw.),

• Wasseraufbereitung (Umkehrosmose, Ionentauscher usw.),

• Dichtigkeit von Wärmetauschern,

• Trink- und Oberflächenwasseraufbereitung,

• LF und Konzentrationsmessungen von Salzsolen, Laugen und Säuren. 

Ionenkonzentration von Säuren, Laugen und Salzen in wässrigen Lösungen.

PHYSIKALISCH:

Resistives Messprinzip (Messung elektrischer Leitfähigkeit)

Kapazitives Messprinzip (Messung der Dielektrizitätskonstante eines Materials)

Piezoelektrisches Messprinzip

CHEMISCH:

Coulometrisches (elektrochemisches) Messprinzip: Vollständige Absorption von elektrolytisch zerlegtem Wasserdampf durch chemische Bindung an Diphosphorpentoxid und Messung des elektrischen Absorptionsstroms.

Gravimetrisches Messprinzip: Messung der absoluten Feuchte durch Wiegen eines Trockenmittels vor und nach der vollständigen physikalischen oder chemischen Absorption. 

Ein Messinstrument zur Bestimmung von Gas oder Luftfeuchte.

Nahrungsmittelindustrie

Bei Trocknern, Heisslufttunnels (Garung von Nahrungsmitteln), Grossfeuerungsanlagen

• Textil-, Spanntrockner,

• Räucheranlagen,

• Gipstrockner, Keramiktrockner,

• Papierherstellung,

• Back- und Garröstöfen,

• Trockenhauben, Heißlufttunnel,

• Nahrungsmittelindustrie,

• Futtermitteltrockner,

• Drehrohröfen.

Biosensoren sind Geräte zur Messung physikalischer und chemischer Lebensvorgänge an und im Lebewesen.

• Mess-Substanz
• Barriere (Filter)
• Rezeptor (Kann Reize aufnehmen und in Erregung umwandeln)
• Transducer (Umwandler)

• biophysikalische (Biophysikosensoren),
• biochemische (Biochemosensoren),
• bioelektronische (Bioelektroniksensoren)

ISFET: Ionensesnitive Feldeffekttransistoren, Biosensoren mit speziellel Halbleiterbauelementen bei denen auf einer elektronischen Halbleiterstruktur eine biofunktionalisierte Schicht verankert wird, an die sich orangische Molueküle in wässriger Lösung spezifsch binden

- Biophysikalischen Sensor – Mechanosensor (Berührungserkennung bei Handprothesen)

- Biochemischen Sensor – Glukosesensor

- Bioelektrischen Sensor – EKG

Erweiterte Infos: 

Biophysikalischer Sensor: Ein Beispiel für einen biophysikalischen Sensor ist ein Photodetektor, der Licht in elektrische Signale umwandelt. Photodetektoren werden beispielsweise in Digitalkameras, Solarzellen oder optischen Sensoren verwendet, um Lichtintensität, Farbe oder andere optische Eigenschaften zu erfassen.

Biochemischer Sensor: Ein Beispiel für einen biochemischen Sensor ist ein Glukosesensor, der den Glukosegehalt im Blut misst. Glukosesensoren werden in der medizinischen Diagnostik eingesetzt, insbesondere bei der Überwachung von Diabetespatienten. Sie erfassen den Glukosespiegel im Körper durch biochemische Reaktionen, beispielsweise durch die Umwandlung von Glukose in elektrische Signale.

Bioelektrischer Sensor: Ein Beispiel für einen bioelektrischen Sensor ist ein Elektrokardiograph (EKG), der die elektrischen Signale des Herzens aufzeichnet. Ein EKG-Sensor erfasst die elektrische Aktivität des Herzmuskels und ermöglicht die Diagnose von Herzrhythmusstörungen, Herzerkrankungen und anderen Herzproblemen. Es werden Elektroden auf der Haut platziert, die die elektrischen Signale erfassen und in ein EKG-Signal umwandeln.

• Elementarsensor (physikalische/chemische Eigenschaften werden in elektrisches Signal umgewandelt)
• Signalaufbereitungselektronik (kann Signale aufbereiten für ADU)
• Signalverarbeitungselektronik (relevante Datenreduktion aus den Signalen)
• Schnittstelle/Interface (dient der Kommunikation)

Sie dienen der Datenübertragung

• Profibus-DP
• Profibus-PA
• CAN
• Interbus

Aktoren greifen in Technische/Physikalische Prozesse ein und beeinflussen diese.  

• Einzelkomponente

• (Subsystem
• Gerät mit einer offenen Steuerkette
• Regelgerät)

• Bewegung
• Druck
• Temperatur
• Feuchte
• Licht

Ein Aktorsystem/Antriebssystem hat zusätzlich eine Energieversorgung und Datenkommunikation.

Veränderung in der Molekülstruktur bestimmter kristalliner Werkstoffe. Spezifische physikalische Effekte in besonderen Materialien, in Zusammenwirken mit elektrischen oder magnetischen Feldern.

Über die Steuerung/Regelung werden sie automatisch oder manuell/visuell angesteuert. 

Spannung von ca. 1-2kV/mm bei einer auslenkung von 0.15%

• Piezokeramik
• Bimetall
• Dehnstoff

Lineare Mikroverstellungen mit grossen Druckkräften. z.B. in der Chip-Fertigung. Im Medizinal Bereich für Mikrodosierungseinrichtungen.

❑ Mikroelektronik: Wafer- und Maskenpositionierungen in der Chip-Fertigung.

❑ Fono- und Videotechnik: Mikrofon, Foto- und Videokameras, Mikrolithografie.

❑ Feinwerktechnik, Mechatronik und im Maschinenbau: Werkzeugeinstellungen, Verschleißkorrektur, Ansteuerung von Einspritzdüsen und Mikropumpen, Linearantriebe für Mikropositionierungen, Hexapods und 3-dimensionale Stelltische, Schlag-, Extrusions-, schnelle Bearbeitungs- und Mikrogravierwerkzeuge, aktive Schwingungsdämpfung mittels Hexapod (6 Freiheitsgrade), Steuerung und Stabilisierung von Laserstrahlen, Tonabnehmer und Drucksensoren, Gasanzünder. ❑ Medizintechnik: Mikromanipulator und Mikrodosierungseinrichtung, Stoßwellenanregung.

❑ Optik und Messtechnik: Spiegel- und Lichtwellenleiter-Positionierungen, Holografie, Interferometrie, Lasertuning, schnelle Spiegelscanner, adaptive und aktive Optik, Bildstabilisierung, Autofokussierung, Vibrationen und Vibrationsdämpfung, Interlacing.

Dehnstoffaktor: z.B. Bodenheizungsdurchflussaktor

Bimetall: früher z.B. Kühlmittelthermostat bei Automobilen

Das sind spezielle Flüssigkeiten, die im Einfluss von elektrischen bzw. magnetischenFeldern eine

Veränderung ihrer Viskosität zeigen.

• steuerbare Ventile,
• Stoßdämpfer,
• Kupplungen,
• Motorlager,
• Haptische Rückmeldung

Ein Hubmagnet

• Anheben von Lasten
• Auslöser für Stromsicherungsautomaten (FI-Schalter)
• Relais

• Gleichstrommotor
• Asynchronmotor
• Synchronmaschinen