Magnetostriktive Bimetall-Sensoren

Das Projekt erbrachte einen neuartigen Biegesensor, der auf einem amorphen Magnetband - einem "Magnetischen Glas" - basiert, wobei erwähnt sei, daß unmittelbare Erfassungen von Verbiegungen bisher nicht bekannt waren. Als entscheidende Maßnahme wird die Verbiegung des Magnetbandes durch ein mit ihm verbundenes Gegenband in eine Kompression gewandelt. Dies ergibt extreme Empfindlichkeit. So liefert ein auf die Haut der Brust geklebter Sensor erstmals exakt synchrone Daten sowohl zur Herz- als auch zur Lungentätigkeit. Ziel des Projektes war die Entwicklung einer Sensorfamilie für verschiedenartige Parameter unter Nutzung des sogenannten magnetoelastischen Effektes. Allen Sensortypen gemeinsames Grundelement ist ein stark magnetostriktives amorphes Magnetband von etwa 30 Mikrometer Dicke. Als wesentliches Projekt-Merkmal wird das Magnetband mit einem nichtmagnetischen Gegenband zu einem Bimetallstreifen verbunden. Sein Verbiegen führt zu starker Druckbeanspruchung des Magnetbandes und damit zur Veränderung seiner magnetischen Eigenschaften. Daraus wird ein elektrisches Sensorsignals abgeleitet. Die Sensorempfindlichkeit läßt sich über die Dicke des Gegenbandes weitgehend beliebig einstellen. Unterschiedliche mechanische Einfügung des Bimetallstreifens in das zu beobachtende System liefert unterschiedlichste Sensortypen, wie etwa: - Biegesensoren - Zug- und Drucksensoren - Wegaufnehmer - Dehnungssensoren - Umfangänderungssensoren - Beschleunigungssensoren - Temperatursensoren Besondere Attraktivität der Sensorfamilie ergibt sich aus mehreren Umständen: (a) Alle Sensortypen verwenden ein einheitliches Grundelement, den Bimetallstreifen geringsten Materialwerts. (b) Die Sensorempfindlichkeit kann ohne Aufwand variiert werden. (c) Hohe Lebensdauer resultiert, da elektrische Schalterkontakte entfallen. (d) Alle Sensorkomponenten sind kompakt, billig und robust. So bietet es sich an, bekannte Sensoren unterschiedlicher Konzeption durch den neuen, einheitlichen Typ zu ersetzen. (e) Spezielle Ausführungen des Sensors erlauben berührungslose Registrierung - z.B. die Bestimmung der Kerntemperatur eines geschlossenen Gefäßes. Dies eröffnet grundsätzlich neue Anwendungen. Zum Einsatzbereich ergeben sich kaum Einschränkungen. Volle Attraktivität aber ist dort gegeben, wo hohe Präzision zweitrangig ist, z.B. in verschiedensten Sparten der Kraftfahrzeugtechnik, der Haushaltstechnik und - im speziellen - der Medizintechnik. Eine Weiterentwicklung erfolgt zur Zeit im Rahmen des vom Projektleiter koordinierten EU-Projektes B-SENS.