Die Messtechnik-Messe

Das Ausstellungsspektrum der SENSOR+TEST teilt sich in drei Bereiche auf, in denen die Aussteller teilweise übergreifend tätig sind:

Sensorik

Messtechnik

Prüftechnik

Eine der größten Stärken der SENSOR+TEST ist das abgestufte und vielfältige Informations- und Kongressprogramm.

Die Basis bilden dabei die Fachforen in der Ausstellung, die aktuelle Themen und Trends der Messe aufgreifen. Darüber hinaus finden zwei Kongresse statt:

OPTO 2008 – 8. Internationaler Kongress für Optische Technologien in Sensorik und Messtechnik – unter Leitung von Prof. Elmar Wagner, Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik in Freiburg und IRS² 2008 – 10. Internationale Konferenz für Infrarot-Sensoren und -Systeme – unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. Gerald Gerlach vom Institut für Festkörperelektronik der Technischen Universität Dresden.

Zusätzlich findet 2008 ein GESA Expertenforum statt.

Zu einem wichtigen Bestandteil der SENSOR+TEST hat sich seit 2005 die Aktionshalle entwickelt. Auch 2008 werden hier wieder die neuesten Sensoren, Mess- und Prüfsysteme live vorgeführt.

Dabei bietet die Aktionshalle nicht nur den dynamischen Versuchsobjekten wie Fahrzeugen und Prüfständen Raum, sondern erlaubt auch die Präsentation drahtloser Systeme unter realen Bedingungen. Testfahrten mit Fahrzeugen finden im Freigelände direkt neben der Halle 8 statt. Aktionshalle und Fahrversuchsstrecke werden 2008 wieder vollständig in die Besucherführung eingebunden sein.

Der Nutzen dieser Kombination von Ausstellung und Versuchsgelände für Aussteller und Besucher wird durch eine Moderation der Präsentationen und ergänzende Informationselemente noch weiter gesteigert. Die Aussteller der Aktionshalle stehen während und nach den Live-Demonstrationen Rede und Antwort.

In Interviews und kleinen Talkrunden erfahren die Besucher Interessantes über die stattfindenden Präsentationen und Fahrversuche.

Der speziell auf die Sensorik, Mess- und Prüftechnik abgestimmte Stellenmarkt findet in Halle 9 am Stand 9–345 statt. Über die etwa 200 konkreten Angebote hinaus besteht im Rahmen der Job Tea-Time an allen drei Messetagen von 16:00 bis 17:00 Uhr für interessierte Bewerber die Möglichkeit, ausstellende Firmen im lockeren Gespräch kennen zu lernen. Die Job Tea-Time findet in der Jobbörse und der VIP-Area in Halle 9 Stand 345 und 351 statt. Interessenten an der kostenlosen Veranstaltung werden gebeten, sich bereits im Vorfeld der Messe anzumelden.

„Die mittelständischen Unternehmen haben häufig Schwierigkeiten, geeignetes Personal zu rekrutieren“, sagt Holger Bödeker, Geschäftsführer der veranstaltenden AMA Service GmbH: „Mit der Jobbörse und der Job Tea-Time möchten wir unseren Ausstellern und den interessierten Bewerbern eine neue Möglichkeit geben, effizient miteinander in ein direktes Gespräch zu kommen.“

Auch die Ausstellerforen in Halle 7 und in Halle 9 bieten wieder ein volles Programm an allen drei Messetagen. Die Aussteller präsentieren dabei in halbstündigen Vorträgen ihre aktuellen Entwicklungen und neue Technologien. Auf dem Forum in Halle 7 wird zusätzlich jeden Tag eine Podiumsdiskussion stattfinden. Am Dienstag wird sich die um 12 Uhr beginnende Podiumsdiskussion dem Aufspüren von „Trends in Technik und Märkten der Sensorik“ widmen. Am Mittwoch um 12 Uhr geht es unter dem Titel „Mechatronik – quo vadis?“ um den Einsatz mechatronischer Lösungen für die Sensortechnik. Die Podiumsdiskussion des dritten Messetages findet ab 13 Uhr statt und beleuchtet „Kreative Entwickler/kreative Verkäufer – Produktdefinition als Konflikt“.

Zum 8. Mal wird der mit 10.000 Euro dotierte Preis vergeben. Die Jury hat drei Arbeiten für den Preis nominiert.

Bei der Beurteilung der Innovationen geht es einerseits natürlich um den Grad der Innovation. Andererseits soll keine wissenschaftliche Grundlagenarbeit prämiert werden. Vielmehr muss der Nutzen für die Anwender deutlich erkennbar sein. Und schließlich – so die Regeln – werden die Entwickler ausgezeichnet, also die Köpfe, und nicht die Firma oder das Institut im Hintergrund.

Unter den insgesamt 25 Einsendungen – davon 9 aus dem Ausland – hoben sich drei Arbeiten so deutlich von den anderen ab, dass die Jury eine Nominierung aussprach:

Intelligentes multisensorielles Schreibsystem BiSP

Fachhochschule Regensburg – Fakultät Elektro- und Informationstechnik

Teamsprecher: Prof. Dr. Jürgen Kempf

SensFloor – sensitiver Bodenbelag für „Ambient Assisted Living“ Applikationen

Future-Shape GmbH + Ing.-Büro Rupert Glaser

Teamsprecherin: Christl Lauterbach, Future-Shape GmbH, Höhenkirchen-Siegertsbrunn

Spektral durchstimmbarer Infrarot-Detektor mit mikromechanischem Fabry-Perot-Filter

InfraTec GmbH GB Sensorik + Technische Universität Chemnitz – Zentrum für Mikrotechnologien + Fraunhofer IZM – Chemnitz, Abt. Multi Device Integration

Teamsprecher: Dr. Norbert Neumann, InfraTec GmbH, Dresden

„Anders als in den vergangenen Jahren können wir dieses Mal keinen technologischen Trend bei den Innovationen ausmachen. Die drei nominierten Arbeiten spiegeln vielmehr die volle Innovationsvielfalt der Sensorik und ihrer Anwendungen wider,“ so die abschließende Betrachtung von Prof. Schütze, „das korrespondiert mit der SENSOR+TEST Ausstellung, die als technologieorientierte Show über die volle Brandbreite die Sensorik und ihre vielfältigen Anwendungen abbildet.“

Aus der Gruppe der drei nominierten Arbeiten wird die Jury nun in einem zweiten Bewertungsdurchgang über eine denkbare Teilung des Preises befinden und den bzw. die Sieger bestimmen, ehe die Auszeichnung am 06. Mai 2008 während der SENSOR+TEST 2008 in Nürnberg übergeben wird.

Um jungen, innovativen Unternehmen die Teilnahme an internationalen Leitmessen in Deutschland zu erleichtern, hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie ein Förderprogramm aufgelegt, das bis zu 80% der dabei anfallenden Messekosten trägt. Das Programm kommt nur auf ausgewählten Messen zum Einsatz, zu denen auch die SENSOR+TEST 2008 zählt. Die Teilnahme erfolgt im Rahmen eines Gemeinschaftsstandes. Die Kosten werden im Nachgang zur Messe auf Antrag des jeweiligen Ausstellers erstattet.

„Wir freuen uns sehr über die Aufnahme der SENSOR+TEST in das Förderprogramm“, betont Holger Bödeker, der sich als Geschäftsführer der AMA Service GmbH intensiv um die Betreuung der Teilnehmer kümmern will. „Besonders in der Sensorik, Mess- und Prüftechnik“, so Bödeker weiter, „gibt es viele junge Unternehmen, für die dieses Programm ideal geeignet ist. Dass die neuen Messeteilnehmer dabei von der Erfahrung des AMA Fachverbandes profitieren können, wird dem Beteiligungspaket zusätzliche Attraktivität geben.“

Die Teilnahmebedingungen sowie Informationen zur Beantragung der Mittel stehen interessierten Unternehmen auf den Internetseiten des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (www.bafa.de/bafa/de/wirtschaftsfoerderung/messeprogramm_innovative_unternehmen/index.html) zur Verfügung.

Mechanische Größen

Druck, Kraft, mechanische Spannung sind die wichtigsten mechanischen Messgrößen. Sie werden meist durch resistive oder piezoresistive Sensoren erfasst. Auch optische Verfahren – meist Lichtleiter, die in Folge mechanischer Dehnung eine Änderung der Phasenlage oder der Lichtlaufzeit hervorrufen – sind jetzt verfügbar.

Zu den Besonderheiten auf der SENSOR+TEST zählen in diesem Jahr Sensoren zur Beobachtung von Turbulenzen im Windkanal oder etwa die Erfassung aerodynamischer Eigenschaften von Autos und Flugzeugen. Bei Anstiegsraten von weniger als 25 µs erreichen piezoelektrische Aufnehmer Empfindlichkeiten von bis zu 220 V/kPa. In anderer Bauform, auch mit integrierten ICP-Verstärkern, lassen sich solche Elemente für schnelle Belastungsprüfungen verwenden, etwa die Erfassung von Zug-, Druck- oder auch Aufschlagkräften, wie sie bei Fall- oder Crashtests auftreten.

Aus Norwegen kommen Druckaufnehmer und –schalter mit besonderer Zuverlässigkeit, geeignet für Raumfahrt und Militärtechnik. Sie verfügen über elektrisch löschbare Speicher für Kalibrierdaten und digitale Ausgänge. Eher für den Industrieeinsatz sind Drucksensoren in einem robusten Kunststoffgehäuse für die schnelle Schraubmontage und Standard-Stromausgangssignal in 2-Leiter-Technik.

Gänzlich andere Anforderungen gelten für Druckaufnehmer, die z.B. in Kfz-Klimaanlagen zum Einsatz kommen sollen. Ein erfahrener US-Amerikanischer Hersteller wird in Nürnberg seine neuste Entwicklung für diese Applikation vorstellen. Das Drucksensorelement mit Dünnschicht-Dehnmessstreifen samt Temperaturfühler und ASIC sind in einem Gehäuse integriert, das den Betrieb bei Temperaturen deutlich über den üblichen Kfz-Anforderungen erlaubt.

Bei der Messung mechanischer Spannungen ist an die Erfassung von Belastungen z.B. in Stoßstangen, Flügeln von Flugzeugen oder Windkraftanlagen oder von Bauwerken wie Brücken zu denken. Wegen geringer Masse und elektromagnetischer Immunität kommen hier u.a. Lichtleiter wie Single Mode Glasfasern oder polymere optische Fasern zum Einsatz. Zur Untersuchung lokaler mechanischer Spannung werden in Nürnberg berührungslose Systeme mit Kamera und entsprechender Software zu sehen sein. Auch Spannungszustände in optischen Gläsern für die Astronomie, Mikrolithografie oder für Laseroptiken lassen sich mit bildgebenden Polarimetersystemen ermitteln.

Und wer es direkt mit herkömmlichen Dehnmessstreifen zu tun hat, findet auf der SENSOR+TEST u.a. Prüfgeräte für die Funktionstüchtigkeit und richtige Montage.

Zeitabhängige Messgrößen

Aus Dänemark werden neue piezoresistive Beschleunigungsaufnehmer angekündigt, die Beschleunigungen bis 5.000 m/s² zwischen 0 (Ruhelage) und 1850 Hz bei Temperaturen bis +120 °C erfassen können. Andere Typen bringen es gar auf 7.000 m/s² und Temperaturbereiche von –54 °C bis +170 °C. Solch klassischen Bauformen stehen stark miniaturisierte gegenüber, wie z.B. der angeblich kleinste piezoelektrische Aufnehmer eines US-Herstellers, der mit integriertem Ladungsverstärker eine Fläche von 3,5 x 5 mm² benötigt und nur 0,2 g auf die Waage bringt. Anwendungen reichen von medizinischen Überwachungssystemen bis in die Luft- und Raumfahrt. Oder andere Bauformen mit ICP-Ausgang und 0,6 g Gewicht für dauerhafte Messungen bis über +160 °C.

Mit einem gasgedämpften Sensor in MEMS-Technologie zielt ein US-Anbieter auf niederfrequente Messungen wie etwa den Fahrkomfort in Schienenfahrzeugen oder Fahrzeugtests. Den Sensoren ist ein ASIC zur Signalaufbereitung beigestellt, der eine programmierbare Temperaturkompensation ebenso erlaubt wie skalierbare, kalibrierte Signalausgänge.

Auch bei den Sensoren für Strömungs- und Durchflussmessungen gilt es auf der SENSOR+TEST eine Reihe von Neuentwicklungen zu begutachten. Zur Optimierung der Windschlüpfrigkeit großer Strukturen wie Gebäude, Brücken oder ganze Bohrinseln wird ein Vielkanal-Messsystem für Hitzdraht-Anemometer vorgestellt. Damit lassen sich vergleichsweise günstig Strömungsgeschwindigkeiten und Turbulenzen erfassen. Aus dem gleichen Haus kommen Laser-Doppler-Anemometer z.B. zur Analyse von Turbulenzen in kleinen Windtunneln oder Wasserkanälen, oder zur Kalibrierung von Durchflusssensoren.

Aus der Schweiz kommen mikrotechnisch hergestellte Massefluss-Sensoren als Chips. Sie arbeiten nach dem anemometrischen Messprinzip mit kurzen Ansprechzeiten und sind für Anwendungen in komplexen Gasmischsystemen gedacht, wie sie bei der Halbleiterproduktion, der Herstellung von Dünnschichtsystemen oder der Prozessanalyse zu finden sind.

Geometrische Größen

Sensoren für Messgrößen wie Weg, Winkel oder Abstand sind für unterschiedlichste Applikationen und mit unterschiedlichsten Messverfahren auf der SENSOR+TEST zu finden. Die Spannweite reicht vom einfachen Neigungsschalter bis zur geometrischen Vermessung von Mikrosystemen. So wurden in Erfurt spezielle Tastsonden aus Silizium entwickelt, um in Bauteilen optisch schwer zugängliche Strukturen zu vermessen. Mit integrierter piezoresistiver Signalwandlung können sie z.B. zur Vermessung des Durchmessers und der Oberflächenrauhigkeit in Zylinderspritzdüsen mit Durchmessern unter 100 µm genutzt werden.

Mit CMR-Magnetfeldsensoren lassen sich mittlerweile Entfernungen bis zu 100 mm kontrollieren. Sie können damit z.B. als Näherungsschalter, Abstandssensoren oder berührungslose Drehzahlsensoren eingesetzt werden. Eher indirekt ist das Verfahren der Wegmessung mittels Drehgeber. Die Trends gehen hier zu magnetisch abgetasteten Systemen, wie sie von diversen Herstellern vorgestellt werden. Neigungssensoren mit einer Genauigkeit von ±0,01° kommen aus Shanghai. Mit Messbereichen zwischen ±5° und ±90° bei hoher Temperaturstabilität sind sie Teil eines Produktprogramms, das auch Neigungsschalter enthält, die unmittelbar Lasten bis 1 A schalten können. Ähnliche Schalter wurden in Deutschland entwickelt, allerdings im IP66-Gehäuse und einem von außen frei programmierbaren Schaltwinkel für Baumaschinen oder diverse Sicherheitsanwendungen.

Auch Präzisionsneigungssensoren für Justieraufgaben an Lasern sind zu finden. Der Messbereich beträgt zwar lediglich ±3°. Sie bieten aber eine Auflösung von 1/1000°, einen Analogausgang und teilweise Betrieb per Funk.

Thermische Größen

Eine in mehrfacher Hinsicht sehr eigene Lösung bietet ein Deutsches Unternehmen mit Temperaturfühlern, die – nur ca. 4 x 4 mm² groß – über akustische Oberflächenwellen abgefragt werden können. Damit lassen sich drahtlos ganz direkt Temperaturprofile in Durchlauföfen oder Lötanlagen verfolgen. Die Messgrenze liegt derzeit bei +260 °C. Im Labor wurden schon Versuche bis zu +1.000 °C erfolgreich abgeschlossen.

Für äußerst unangenehme Umgebungsbedingungen, nämlich den Erprobungsbetrieb von Stoßdämpfern, Gelenk- oder Seitenabtriebswellen, werden in Nürnberg Temperaturfühler mit integriertem Telemetrie-Modul zu finden sein. Mit der Temperaturempfindlichen Fläche direkt auf das Messobjekt montiert, können sie Temperaturen zwischen –40 °C und +130 °C erfassen. Für höhere Temperaturen wird der Sensor abgesetzt montiert. Bis 30 m Reichweite bietet der Transmitter und liefert die Messwerte im Sekundentakt mit 16 bit Auflösung.

Eine eigene Welt bildet die berührungslose Temperaturmesstechnik. Durch die Kombination von Mess-, Prüf- und Versuchstechnik stehen dem Fachpublikum viele Varianten zur Auswahl. Dazu gehören diverse Infrarot-Thermometer, Pyrometer, Thermopiles im SMD-Gehäuse und Wärmebildkameras für Mess- und Serviceeinsätze.

Optische Messgrößen

Die Entwicklung von Mikrospektrometern, CCD-Sensoren und der digitalen Kameratechnik haben die optische Sensorik stark beeinflusst. Messgrößen wie Lichtstärke oder Leuchtdichte gelten als relativ trivial, während z.B. zur Farbmessung immer noch neue Sensoren auf den Markt kommen. Andererseits gibt es ganz neue Messaufgaben, denn wie misst man z.B. die Lichtstärke bei 11 µm Wellenlänge? Auch dafür gibt es mittlerweile spezielle Fotodioden, bereits in ein Dewar-Gefäß zur Kühlung eingebaut.

Bei einem Japanischen Hersteller hat man sich überlegt, die bereits vorhandene Serie von Helligkeitssensoren um Bauformen zu erweitern, die z.B. in Handys, PDAs oder Laptops die Umgebungslichtstärke erfassen. Mit dieser Information lässt sich die Display-Helligkeit steuern, der Energieverbrauch senken und die Standzeit der Akkus verlängern. Die spektrale Empfindlichkeit entspricht im Wesentlichen der des menschlichen Auges.

Ein Spitzenprodukt der aktuellen Entwicklung kommt aus Ilmenau. Dort wurde ein System zur Spektralbildverabeitung entwickelt. Applikationen liegen z.B. in der Überwachung von Pilzbefall bei Getreide oder der Detektion von Gammelfleisch. Das Gerät nutzt ein bis zu 8-kanaliges Miniaturspektrometer als Detektor für Wellenlängen von 350 nm bis 1100 nm und eine spektral steuerbare Lichtquelle in LED-Technik. Derartige Kombisysteme zeigen mögliche Wege der optischen Qualitätssicherung, die weit über das derzeit Übliche hinausreichen.

Eine völlig andere Forderung von Qualitätsüberwachung gibt es bei der Oberflächeninspektion von Aluminiumfolie mit Bandgeschwindigkeiten bis 2.000 m/min, der Inspektion von geschliffenen Walzen noch in den Schleifmaschinen oder der Erkennung feinster Löcher in Metallfolien oder Papier. Auch hierfür entwickelte, robuste Sensorköpfe mit integrierten Laser-Lichtquellen sind zu sehen.

Chemische Messgrößen

Die Erfassung von Stoffkonzentrationen in Gasen, Flüssigkeiten, Pasten, Pulvern oder Feststoffen gehört zu den Aufgaben der Sensoren für chemische Größen. Insbesondere die Mikrosystemtechnik gemeinsam mit der IR-Spektroskopie haben in diesem Feld ungemeine Fortschritte ermöglicht. Abstimmbare Laserdioden kommen hier erst in jüngster Zeit zum Serieneinsatz.

Fachbesucher finden die ganze Vielfalt chemischer Sensorelemente basierend auf Halbleitern, katalytischen thermischen, elektrochemischen oder optischen Effekten. Grundsätzlich wird zwischen Produkten zur Detektion von toxischen oder brennbaren (explosiven) Gasen unterschieden. Dazu kommen Spezialsensoren wie z.B. für Kühlmittel. Die Zahl der Applikationen ist schier unendlich. Unter den Ausstellern sind auch zwei Hersteller aus China, jeweils mit einer recht breiten Produktpalette.

Eine Spezialität auf der SENSOR+TEST dürften PC-Programme zur Berechnung und Darstellung von Molekülspektren sein. Sie basieren auf verfügbaren universitären Datenbanken (Harvard, Ecole Polytechnique) und erlauben u.a. den Einfluss von Temperatur oder Druck zu simulieren.