Neuer drahtloser Hochtemperatur-Sensor für Industrieumgebungen
Eine akustische Oberflächenwelle (AOW) ist eine Schallwelle, die sich entlang der Oberfläche eines Objekts ausbreitet. Ein piezoelektrisches Element wandelt (wie in einem Mikrofon) Schall in elektrische Signale um. Eine Kombination der beiden Prinzipien ergibt beanspruchbare Temperatursensoren für die Industrie, die über einen weiten Temperaturbereich und außerdem drahtlos funktionieren. Solche Sensoren können Branchen nützen, in denen Hochtemperaturprozesse zur Anwendung kommen, darunter die Nanofertigung. Das unter dem Siebten Rahmenprogramm (FP7) der EU finanzierte Projekt "Surface acoustic wave wireless sensors for high operating temperature environments" (SAWHOT) war eine europäisch-russische Partnerschaft mit dem Ziel, drahtlose Oberflächenwellensensoren herzustellen und vorzuführen, die bei bislang beispiellosen Temperaturen - sowohl in der Wärme als auch in der Kälte - arbeiten. Das Projekt brachte 10 europäische und 4 russische Partner aus der akademischen Welt und der Industrie zusammen. SAWHOT zielte auf die Konzeption und Entwicklung von Technologien für eine Fertigung eines Oberflächenwellensensors ab, dessen Empfindlichkeitsbereich sich zwischen -200 °C und +900 °C erstreckt. Der Schlüssel zu der Technologie ist ein neues piezoelektrisches Material, Langasit, das außergewöhnliche Hochtemperatureigenschaften besitzt. Außerdem nutzte SAWHOT eine weitere neue, außergewöhnliche Technologie, nämlich die Nano-Imprint-Lithografie, um sehr viel feinere Strukturen und Komponenten als zuvor möglich zu prägen. Zu den Anwendungen, auf die das Projekt abzielt, zählen die Herstellung von Kohlenstoff-Nanoröhren, die Temperaturmessung in Gasturbinentriebwerken und die Überwachung der Temperatur in Hochspannungs-Transformatorenstationen. Im Rahmen des ehrgeizigen Projekts wurden die Zielvorgaben 650 °C und 800 °C erreicht. Diese Meilensteine stellen einen Durchbruch dar, der die Verwendung von Oberflächenwellen-Bauelementen in vielen rauen Umgebungen in der Industrie ermöglichen sollte. Die Ergebnisse wurden international veröffentlicht und führten zu mehreren Patentanmeldungen. Die Zielmarke von 900 °C wurde während der Projektdauer nicht erreicht. Die bisherigen Projektergebnisse sollten wirtschaftliche Ergebnisse nach sich ziehen: Einige technische Verfahren, die entwickelt wurden, könnten sofort zur Anwendung gebracht werden, weitere sind reif für ein Prototyping. Allerdings erfordert der Großteil der Vermarktungsziele des Projekts noch weitere Arbeit. Die Industriepartner sind an einer Zusammenarbeit zwecks Weiterentwicklung und Industrialisierung der SAWHOT-Technologie, die innerhalb von drei Jahren möglich wäre, interessiert.
