Direktabgeschiedene Dünnfilm-Dehnungsmessstreifen für erhöhte Temperaturen

Abstract:
Heutzutage überwachen Sensoren eine Vielzahl von Maschinen, um sowohl die Effizienz zu steigern, als auch durch eine geregelte Zustandsüberwachung kritische Lastzustände detektieren und vermeiden zu können. Durch neue Anwendungsfelder stoßen herkömmliche Sensoren wie polymerfolienbasierte Dehnungsmessstreifen (DMS) hinsichtlich der Langzeitstabilität, Sensitivität und nötigem Platzbedarf an ihre Grenzen. Eine spezielle Industrieanwendung ist die sensorische Überwachung zylindrischer Bohrlochgestänge, bei denen unter Tage in den vorliegenden harschen Bedingungen Temperaturen von bis zu 200 °C auftreten. Daher forscht das Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) an der direktabgeschiedenen Sensorik, die mithilfe einer neuartigen, patentierten Beschichtungsanlage direkt auf insbesondere Großbauteilen durch Kathodenzerstäubung hergestellt wird. Durch den Verzicht auf die Polymerträgerfolie der konventionellen DMS und den zur Applizierung notwendigen Klebstoff kann ein optimiertes Temperaturverhalten und eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden, was in diesem Beitrag gezeigt werden soll. Folienbasierte DMS benötigen zudem gefräste Taschen, um eine Applizierung und anschließende Kapselung der Sensoren in den Kavitäten zu ermöglichen. Durch direktabgeschiedene Sensorik auf der Außenseite des Bohrlochgestänges kann diese signifikante Bauteilschwächung teilweise vermieden werden.