Ziel der Entwicklung
Bei Analysenwaagen im Labor, Nivelliergeräten oder bestimmten Teleskopen wird die Neigung des Gerätegrundkörpers mit sogenannten Blasenlibellen ermittelt. Dies erfolgt visuell durch den Betreiber und ist somit nicht automatisierbar. Das Ziel der Entwicklung besteht in der Realisierung eines miniaturisierten optoelektronischen Nivellierungssensors mit hoher Genauigkeit. Der Sensor soll vorzugsweise in Präzisionslaborwaagen eingesetzt werden und ermöglicht die Automatisierung des Nivellierungsprozesses.
Vorteile und Lösungen
Die Laserstrahlung eines VCSEL wird mittels miniaturisierten optischen Komponenten in vier Teilstrahlen aufgespalten, die in Folge Totalreflexion an einem Flüssigkeitshorizont auf ein speziell designtes Fotodiodenarray fallen. Die gemessenen Fotoströme werden mittels der 4-Quadraten-Methode ausgewertet. Ist das Gesamtsystem nivelliert, ist das resultierende Ergebnis 0. Bereits kleine Winkelabweichungen lassen sich so detektieren. Für die Fertigung des Nivellierungssensors werden Mikrosystemtechnologien eingesetzt, um die notwendige Genauigkeit zu erreichen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Der blasenlose Nivellierungssensor ist für die Hersteller von Präzisionslaborwaagen von großer Bedeutung. Die Genauigkeit der entwickelten Lösung in Verbindung mit einer Automatisierbarkeit des Nivellierungsprozesses bietet die Möglichkeit, den Wägeprozess hochaufgelöst reproduzierbar zu gestalten. Die Fehleranfälligkeit bezüglich der Nivellierung der Präzisionslaborwaagen wird minimiert und kann zusätzlich auch durchgängig protokolliert werden. Über Veröffentlichungen wird das Konzept der Branche zugänglich gemacht. Ziel ist es dabei, gemeinsam mit interessierten Kunden eine Sensorentwicklung zu starten. Dabei kann es entsprechend den Anforderungen zu kundenspezifischen Anpassungen des Grundkonzeptes kommen. Im Anschluss an die Entwicklung besteht das Ziel darin, die Sensoren kundenspezifisch in Kleinserie im CiS Forschungsinstitut zu fertigen.
