Vibrationssensorik

Vibrationssensorik

Vibrations- und Körperschallsensoren kommen heute in nahezu allen Branchen zum Einsatz – von der Produktionstechnik über Medizintechnik bis zur Consumer-Elektronik. Sie ermöglichen Aussagen über die Zustände und Eigenschaften von Maschinen, Anlagen und Infrastruktur sowie das Wohlbefinden von Nutzern in Wearables und Medizingeräten. Dies erlaubt eine frühzeitige Erkennung von Verschleiß, Fehlfunktionen oder Strukturschäden und die Einleitung von Gegenmaßnahmen. Marktgängige Sensoren sind jedoch häufig limitiert in ihrer Frequenzbandbreite, der Güte, der nachhaltigen Herstellung sowie der sensornahen Interpretation der Signaldaten.

Innovation des Fraunhofer IPMS

© Fraunhofer IPMS

Das Fraunhofer IPMS entwickelt eine neuartige MEMS-basierte Vibrationssensorik auf Basis der eigenen und patentierten NED-Technologieplattform (Nano-Electrostatic-Drive). Dieser Ansatz verbindet in einzigartiger Weise einen elektrostatischen Nano-Antrieb mit einer ausgereiften Wafer-Level-Vakuumverkapselung, um erstmals miniaturisierte Körperschallsensoren mit extrem hoher Linearität, breiter Bandbreite und hervorragender Langzeitstabilität zu realisieren. Das hohe Maß an Miniaturisierung und Linearität wird nur durch die Nutzung des gesamten Siliziumchipvolumens und einer balancierten Designgeometrie möglich.

Funktionsweise und Spezifikation

Unsere MEMS-Sensorplattform zielt auf:

  • Frequenzbandbreite ≥ 40 kHz für die Auflösung transienter Schwingungen
  • Gütefaktor Q ≥ 10 zur Minimierung des Rauschpegels
  • Offset-Drift ≤ 3 % über fünf Jahre (Langzeitstabilität)
  • Hohe Linearität über den gesamten Messbereich
  • Extrem kleine Chipabmessungen für einfache Systemintegration
  • Nachhaltige Herstellungsverfahren durch MEMS-Technologie

Angebot und Kooperationsmodelle

Wir begleiten Sie von der Idee bis zur Pilotfertigung – flexibel kombinierbar:

  • Machbarkeitsstudie & Spezifikationsentwicklung
  • Demonstrator- und Prototypenentwicklung inkl. Test und Validierung im Labor
  • Ramp-up und Pilotfertigung der Sensorelemente in unserem 200mm MEMS-Reinraum
  • Lizenzierung der Basis-Technologie und gemeinsame IP-Strategie
  • Auftragsforschung und Co-Funding durch Förderprogramme

Ihr Mehrwert:

  • Früher Zugang zu einer MEMS-Sensorplattform mit Alleinstellungsmerkmalen
  • Maßgeschneiderte Sensorlösungen statt Standardkomponenten
  • Langjährige Entwicklungskompetenz und Infrastruktur des Fraunhofer IPMS

Anwendungsfelder

Maschinenbau / Condition Monitoring

  • Früherkennung von Lagerdefekten, Unwuchten und Rissbildungen

Energie & Infrastruktur

  • Prädiktive Wartung in Windkraft-, Turbinen- und Netzkomponenten, Brückenbau und der Baubranche

Automotive & Mobilität

  • Vibrationsgesteuerte Interfaces
  • Komfort- und Sicherheitsfunktionen

Consumer Health & Medizintechnik

  • Wearables
  • Implantate
  • minimal-invasive Diagnostik