Sensorik & Monitoring

Für die Entwicklung und Qualifizierung von neuen Werkstoffen, Bauprodukten und Sekundärrohstoffen sowie für die Optimierung und Digitalisierung von Prozessen im Sinne von Industrie 4.0 werden neue Sensorlösungen und Messverfahren benötigt. Ziel ist es, die Qualität zu steigern und gleichzeitig Kosten und Ressourcen einzusparen.
In diesem Themenkomplex erforscht und entwickelt die MFPA Weimar innovative Sensorsysteme und Messverfahren für unterschiedlichste Anwendungen. Hierbei spielen die Kombination unterschiedlicher Sensorverfahren (Sensordatenfusion), die Mehrparametererfassung und intelligente Datenauswertung für die Steigerung des Informationsgewinnes eine wesentliche Rolle. Zudem wird die Eignung neuartiger Sensorik für die Zustandserfassung und das Maintenance Management von Produkten, Bauteilen und Bauwerken evaluiert und anwendungs-spezifisch weiterentwickelt. Dies umfasst auch die Planung von Sensornetzwerken sowie Methoden und Algorithmen zur Sensordatenverarbeitung bis hin zur Verknüpfung mit einem Digitalen Zwilling.

Ihre Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Michael Kuhne +49 (3643) 564182 michael.kuhne@mfpa.de

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Dr.-Ing. Martin Ganß +49 (3643) 564406 martin.ganss@mfpa.de
Sensorik für Feuchte und Temperatur in Bauteilen

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Entwicklung von Ultraschall und Feuchte-Sensorik zur Qualitätsüberwachung in Produktionsprozessen

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Sensorik für die Sortierung von Mineralien, Wertstoffen
und mineralischen Bau-und Abbruchabfällen auf Basis von hyperspektraler Bildgebung

Viele Stoffströme des Bauwesens sind in ihrer Zusammensetzung sehr heterogen, wie beispielsweise die mineralischen Bau- und Abbruchabfälle, wovon pro Jahr in Deutschland ca. 50 Mio. t anfallen. Die zuverlässige Identifizierung von mineralischen Bau- und Abbruchabfällen mittels hyperspektraler Merkmale aus NIR- und VIS-Spektren sowie Bildern ist die Voraussetzung für die Implementierung innovativer sensorbasierter Analyse- und Sortierverfahren in der Baustoffrecyclingindustrie. Eine qualitativ hochwertige Verwertung kann nur erfolgen, wenn Stör- und Schadstoffe zuverlässig analysiert bzw. aussortiert werden.

Nutzung von Sensoren und daraus abgeleiteten Modellen für die Bauteilentwicklung

Hier werden die Sensoren und digitalen Bauteile bei der Bauteilentwicklung/-optimierung genutzt, wobei die Sensoren im Endprodukt nicht integriert sein müssen. Ein Beispiel dafür: Bau von (Labor-)Demonstratoren mit integriertem Sensornetzwerk zur Erforschung der Bauteileigenschaften und iterative Weiterentwicklung/Optimierung dieser Bauteile auf Basis der gewonnen Daten und abgeleiteten Modelle bis hin zur (weitgehend) marktfähigen Bauteileinheit.

Nutzung von Sensoren und digitalen Modellen zur Entwicklung, Überwachung und Vorhersage von Reaktionsmechanismen

Wir nutzen Sensorik bei Syntheseprozessen, wobei mit dieser Sensorik-Erkenntnisbasis eine neuartige oder verbesserte Prozessführung und daraus resultierend verbesserter Materialeigenschaften der erzeugten Produkte oder einer wirtschaftlichere Herstellungsmethode resultieren kann. So können beispielsweise katalytischer Reaktionsmechanismen besser aufgeklärt und diese Erkenntnisse für die Entwicklung neuartiger, verbesserter und/oder gezielt funktionalisierter Katalysatoren (Material, Oberflächenstrukturen, Bauteilgeometrie etc.) genutzt werden.

Entwicklung von Verfahren, mit denen autonome Sensorik
bereits während des Herstellungsprozesses in die Produkte integriert werden kann

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Entwicklung von multifunktionale Bauteilschichten mit integrierter Sensorik (z.B. Folienschichten mit aufgedruckter Sensorik)

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Sensoren für Lebensdauerprognosen/Schadensfrüherkennung und Optimierung des Maintenance Managements für Bauteile und Werkzeuge

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Intelligente adaptive Gebäudehüllen durch Kopplung von Sensorik und Aktorik

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Sensornetzwerke und Verknüpfung von Sensordaten und numerischem Vorhersage-modell im „Digitalen Zwilling“

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Entwicklung von Methoden und Algorithmen zur effizienten Übertragung, Speicherung, Komprimierung und automatischen Auswertung von Sensordaten

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Unser Dienstleistungsworkflow

Wir sehen uns als Enabler zwischen Grundlagenforschung und industrieller Anwendung mit anwendungsorientierten Forschungsschwerpunkten.