Mit der erfolgreichen Entwicklung eines siliziumbasierten Hochdrucksensors für einen Messbereich bis 300 MPa und frontbündigem Medienkontakt wurde das ambitionierte Ziel des Forschungsprojekts erreicht.
Die medienberührenden Komponenten an der Frontseite bestehen aus robustem Edelstahl und sind somit besonders widerstandsfähig für den Einsatz in extremen Umgebungen. Um eine hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten, wurde die elektrische Seite strikt von den medienberührenden Elementen getrennt.
Im Rahmen des Projekts wurde eine innovative Technologie entwickelt: Zunächst wurde der Si-DMS als Signalwandler mittels Glas-Fritt-Bonden auf der medienabgewandten Seite einer druckbelasteten Biegeplatte gefügt. Dieses Verfahren ermöglichte exzellente Ergebnisse hinsichtlich Stabilität und Temperaturverhalten – und zwar bis zu Temperaturen von 200 °C. Nach der elektrischen Kontaktierung der Si-DMS erfolgte die Aufbringung der Biegeplatte auf den Sensorkörper mittels Laserschweißen.
Mittels modifizierter Designs, die querdehnungsunempfindliche Messwiderstände integrieren, und ergänzender Anpassungen konnte die Temperaturabhängigkeit des Nullpunktes fast vollständig eliminiert werden. Die entwickelte Technologie zeichnet sich insgesamt durch Effizienz und Wirtschaftlichkeit aus.
Der neu entwickelte Sensor eröffnet vielfältige Applikationsmöglichkeiten bei dynamischen Druckmessungen. Besonders vorteilhaft ist der frontbündige Medienkontakt – frei von übermäßigen geometrischen Komplexitäten und Hinterschneidungen –, was ihn ideal für sensible Bereiche mit strengen Hygienebestimmungen macht, etwa in der Lebensmittelindustrie oder Pharmazie.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Hochdrucksensor mit frontbündigen Medienanschluss“ (DS300MPa) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
FKZ: 49MF22001
