Biegsamer Sensor
Elastomersensor zur Messung von Dehnungen oder Drücken lässt sich bis auf die doppelte Länge ziehen.
Elastomersensor zur Messung von Dehnungen oder Drücken lässt sich bis auf die doppelte Länge ziehen.
Ist der Beifahrersitz im Auto besetzt? Tritt jemand in den Sicherheitsbereich vor einer Industriemaschine? Die Einsatzgebiete von Dehnungs- und Drucksensoren sind vielfältig, wobei der Einsatz herkömmlicher Dehnungsmessstreifen oftmals dadurch limitiert ist, dass diese recht starr sind. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg haben nun einen dielektrischen Sensor entwickelt, der sich im Extremfall um 100 Prozent dehnen lässt.
Bild: Dielektrische Elastomersensoren lassen sich flexibel anpassen und einsetzen. (Bild: K. Doberke/Fraunhofer ISC)
Der Sensor besteht aus einer stark dehnbaren Elastomerfolie, die auf beiden Seiten mit flexiblen Elektroden beschichtet ist. Wird der Sensor gedehnt, ändert sich seine Dicke und damit die elektrische Kapazität. Über deren Messung lässt sich auf die Verformung rückschließen. Je nach Einsatzgebiet kann es sinnvoll sein, mehrere Elektrodenpaare auf die Elastomerfolie aufzubringen. So etwa, wenn man Druckverteilungen messen will.
Abhängig von der jeweiligen Anwendung lässt sich das Material, aus dem die Sensoren hergestellt werden, anpassen. Je besser vernetzt die Moleküle der Elastomerfolie sind, desto härter wird das Material. In welchem Maß sich das Polymer verknüpft, können die Forscher steuern. Zur Messung hoher Drücke stellen sie eine härtere Elastomerfolie als Trägermaterial her, bei geringen Drücken dagegen eine weichere.
Die Anwendungen für den Sensor sind zahlreich. Im den Autositz eingebracht lässt sich messen, ob dieser belegt ist und wie die Person sitzt. Diese Informationen können helfen, die Verletzungsgefahr beim Auslösen eines Airbags zu reduzieren. Eine andere Anwendung ist das Messen von Gasdrücken. Dazu spannt man die Elastomerfolie wie eine Membran über einen Ring. Drückt das Gas gegen die Sensormembran, verformt sich diese. In der Sicherheitstechnik sind Drucksensoren ebenfalls sinnvoll: Tritt etwa eine Person in einen Bereich, der sich zu nah an einer gefährlichen Maschine befindet, könnten im Boden eingelassene Sensoren dies wahrnehmen und eine Warnung abgeben.
Fraunhofer ISC / MH
