Sowohl in der Forschung als auch in der industriellen Anwendung wird der Temperaturbereich unterhalb von -196°C immer interessanter. Stickstoff wird beispielsweise unterhalb dieser Temperatur flüssig und kann somit einfach und kompakt über weite Strecken transportiert und gelagert werden. Wasserstoff als Energieträger der Zukunft wird bei Temperaturen unterhalb von -254°C in flüssiger Form gelagert und transportierfähig.
Um diese Temperaturen messtechnisch zu erfassen, sind mehrere Optionen vorhanden. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von Sensoren auf Basis von Halbleitertechnologien. Eine andere Option besteht darin, die in der Industrie gegenwärtig gebräuchlichen Platin-Widerstandsthermometer (z.B. PT1000) auch für diesen Bereich durch geeignete Modifikationen zu qualifizieren. Bis zum jetzigen Zeitpunkt hat die entsprechende DIN-Norm EN 60751:2009, einen Gültigkeitsbereich bis -200°C, welche auch der Verwendung von flüssigem Stickstoff entspricht. Obwohl Platinwiederstandthermometer wenig korrodieren und als zuverlässig gelten, können Temperaturschwanken zu mechanischen Spannungen im Sensor und bei permanenten Dauermessungen zu ungenauen Messwerten führen.
Die bisher gebräuchlichen Widerstandsthermometer zeigen diese Hysterese bei sehr niedrigen Temperaturen, was durch eine geeignete Wahl der Materialkombinationen und der Sensorgeometrie behoben werden kann. In diesem neuen Projekt des CiS Forschungsinstitutes wird sowohl die Weiterentwicklung von industriell gefertigten Widerstandsthermometern in Zusammenarbeit mit der UST Umweltsensortechnik GmbH als auch mehrere Layout-Varianten, basierend auf Halbleitertechnologien des CiS Forschungsinstitutes verfolgt.
Die beschriebenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden im Forschungsprojekt „Cryo-Resistance“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.
FKZ: 49MV220180
