Medienseparierte Druckmessung in Schläuchen mittels dielektrischer Elastomersensoren

Konferenz: Sensoren und Messsysteme - 19. ITG/GMA-Fachtagung
26.06.2018 - 27.06.2018 in Nürnberg, Deutschland

Tagungsband: ITG-Fb. 281: Sensoren und Messsysteme

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Loew, Philipp; Rizzello, Gianluca; Hau, Steffen (Universität des Saarlandes, Fachrichtung Systems Engineering, Fachrichtung Materialwissenschaften und Werkstoffkunde, Saarbrücken, Deutschland)
Seelecke, Stefan (Universität des Saarlandes, Fachrichtung Systems Engineering, Fachrichtung Materialwissenschaften und Werkstoffkunde, Saarbrücken & Zentrum für Mechatronik u. Automatisierungstechnik (ZeMA) gGmbH, Saarbrücken, Deutschland)

Inhalt:
Dielektrische Elastomere (DE) repräsentieren eine vielversprechende Technologie zur Umsetzung kostengünstiger kapazitiver Druck- und Dehnungssensoren. In dieser Arbeit wird ein nicht-invasiver DE Sensor (DES) für Polymerschläuche vorgestellt, in dem eine DE Membran um den Schlauch gewickelt wird. Durch die Aufweitung des Schlauchs bei Druckbeaufschlagung wird der Sensor gedehnt und die Kapazitätsänderung als Sensorsignal genutzt. Das nicht-invasive Konzept erlaubt auch Messungen an sensiblen bzw. aggressiven Medien. Basierend auf einem analytischen Modell wird die Kapazitätsänderung des Sensors abgeschätzt und eine Sensorgeometrie ausgelegt. Die Sensoren werden im Siebdruckverfahren hergestellt und auf einen Polymerschlauch aufgebracht. Das Gesamtsystem, bestehend aus dem Schlauch inklusive aufgebrachtem Sensor, wird durch verschiedene Experimente charakterisiert. Hierbei wird die Kapazitätsänderung mit der Aufweitung des Schlauchs bei verschiedenen Drücken bis 62 bar korreliert. Diese Experimente zeigen einen klaren Zusammenhang zwischen Druck und Kapazitätsänderung des Sensors.