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Drucksensoren in Alarmbereitschaft

01.03.2010
Zum Dämmen von Fassaden eignen sich Vakuumisolationspaneele besonders gut - allerdings nur, solange das Vakuum nicht "entweicht". Ein winziger Drucksensor prüft ständig den Zustand des Vakuums und informiert, ob die Isolationswirkung noch vorhanden ist.

Frau Müller ist begeistert: Seit sie in einer Neubauwohnung lebt, muss sie bei der Jahresendabrechnung der Heizkosten zum ersten Mal keine Nachzahlung leisten.

Der Grund: Zum Dämmen der Fassaden wurde ein Material verwendet, das sich durch seine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit und somit durch eine hohe Energieeffizienz auszeichnet: Vakuumisolationspaneele bestehen aus einer hochdichten Hülle sowie aus einem porösen Kernmaterial aus Kieselsäure. Dieses dient als Stützkörper für das in der Dämmplatte befindliche Vakuum. Da Vakuum ein sehr guter Wärmeisolator ist, fällt die Wärmedämmung der Vakuumisolationspaneele um den Faktor 5 bis 10 höher aus als die von konventionellen Dämmplatten wie etwa Styropor.

Die Paneele sind jedoch empfindlich: Mit den Jahren verliert die hochdichte Folie ihre Isolationswirkung, das Vakuum "entweicht". Experten gehen von einem Gasdruckanstieg von 1 Millibar pro Jahr aus. Ein anderes Problem: Weil die Folie sehr dünn ist, kann sie beim Transport beschädigt werden. Daher muss bereits vor dem Einbau der Paneele geprüft werden, ob das Vakuum noch vorhanden und die Isolationswirkung gegeben ist. Um den Zustand der Paneele jederzeit bestimmen zu können, haben Forscher vom Fraunhofer Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg einen sehr kleinen Drucksensor entwickelt. "Der Drucksensor ist in einer Aussparung im Stützkörper angebracht. Auf der Platine neben dem Chip findet sich ein Transponder mit einer Spule, der die Messdaten drahtlos durch die Folie überträgt.

Ein Lesegerät an der Außenwand des Paneels empfängt die Messdaten und versorgt den Transponder mit Hilfe einer zweiten Spule mit Energie", erläutert Dr. Hoc Khiem Trieu, Abteilungsleiter am IMS. "Der Sensor verbraucht sehr wenig Energie und fällt mit rund 20 Quadratmillimetern extrem klein aus. Eine weitere Besonderheit: Der Winzling bezieht seine Energie vom Funksignal des Lesegeräts sogar durch dünne Metallschichten und eignet sich so auch zum Messen des Vakuums in Kühlschränken, wo eine geringe Wärmeleitfähigkeit ebenfalls unerlässlich ist."

Der Sensor wird derzeit in der Medizintechnik eingesetzt - etwa zum Messen des Blut- oder des Augendrucks. Jetzt wurde er für die Baubranche weiterentwickelt. "Der Sensor liegt derzeit als Prototyp vor. In ein bis zwei Jahren soll er in Serie produziert werden", so Trieu. Das IMS zeigt ihn vom 4. bis zum 6. Mai auf der Euro ID, der Messe für automatische Identifikation, in Köln (Stand A12).

Dr. Hoc Khiem Trieu | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/presse/presseinformationen/2010/03/drucksensor.jsp

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