WO2012126960A1 - Sensor fiber and sensor fiber arrangement - Google Patents

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WO2012126960A1
WO2012126960A1 PCT/EP2012/055033 EP2012055033W WO2012126960A1 WO 2012126960 A1 WO2012126960 A1 WO 2012126960A1 EP 2012055033 W EP2012055033 W EP 2012055033W WO 2012126960 A1 WO2012126960 A1 WO 2012126960A1
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sensor fiber
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Günter SCHULTES
Jochen BOCK
Dirk GÖTTEL
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Hochschule für Technik und Wirtschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor fiber, in particular a sensor fiber, which represents a change in length due to tension or pressure in the form of a change in electrical resistance.
  • sensor materials such as those made of ceramics or semiconductors, However, they have the disadvantage that they have a relatively low conductivity, so that their usability is limited, since a change in resistance at high resistances due to the resulting low currents is difficult to detect. In addition, such materials are often brittle, so that their reversibility of a change in length after application of a tensile force remains well behind that of metallic materials. Such sensor materials can therefore only be used in applications in which the expected
  • the clusters preferably include a metal and are embedded in the carbonaceous material so that the clusters are separated from each other by the carbonaceous material.
  • Such carbonaceous materials have a high k-factor with relatively little electrical resistance, so that layers of this material are particularly suitable for use as a force or pressure sensor. The disadvantage is that such
  • Layers with embedded clusters only by a deposition process e.g. a sputtering process, wherein the layer structure is relatively slow.
  • a construction of a sensor fiber of significant thickness is therefore very expensive.
  • One idea of the above sensor fiber is to use as sensor material for the
  • the sensor fiber with a completely non-conductive or at least on its outer surface non-conductive fiber core, which is capable of high tensile forces (tensile forces higher than the material of Sensor layer), and to surround the fiber core with the sensor material.
  • the sensor material has an electrical conductivity that results from both the stretching or compression of the sensor fiber and from a pressure of a medium surrounding the sensor fiber, which in the radial direction of the sensor fiber works, depends.
  • the sensor fiber can be flexibly employed in sensor assemblies for both tensile and compressive forces as well as pressures.
  • the fiber core is completely formed from an electrically non-conductive material or comprises an insulated on its lateral surface electrical conductor.
  • the fiber core is possible to use the fiber core as an electrical conductor to
  • a reactive PVD process comprising a sputtering material from a target onto a fiber core under a reactive atmosphere of a
  • carbonaceous layer is deposited on a surface of the fiber core, are embedded in the clusters of sputtering material, wherein the fiber core is passed through a tubular target while it is coated.
  • the fiber core during the PVD process to a temperature below 600 ° C, in particular to a temperature between 150 ° C and 300 ° C, heated. It can be provided that the PVD process is carried out in a coating chamber, wherein the sensor fiber is connected at or behind the outlet of the coating chamber to a negative bias voltage, so that the located inside the coating chamber portion of the
  • Figure 2 cross-sectional view through the sensor fiber of Figure 1;
  • Figure 5 shows a way to use the sensor fiber for a
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the structure of a sensor fiber with multiple sensor sections; a plan view of an embodiment of a sensor element with a sensor fiber in the form of a strain gauge; a plan view of a further embodiment of a
  • Iron compounds are suitable and in particular nickel or nickel alloys are particularly suitable.
  • the cluster material a material should be selected in which substantially no diffusion movement of the clusters and / or the cluster material occurs in the carbonaceous material.
  • the clusters 4 formed of the cluster material are embedded in the carbonaceous material so that they are not in contact with each other.
  • the transition between the clusters 4 to the carbonaceous material of the sensor layer 3 may be immediate or in the form of a shell 5 surrounding the cluster, such as a graphite shell, a graphene shell with one or more graphene layers or segments of graphite or graphene layers curved around the shell Cluster 4 are arranged to be formed.
  • Graphite and graphene are manifestations of carbon. In graphene, the carbon atoms are honeycomb-bound, so that two-dimensional structures are formed.
  • the sensor layer 3 of the sensor fiber 1 may be surrounded by an insulating layer 6, the z. B. is formed by applying a non-conductive resist.
  • the insulating layer 6 serves to provide mechanical protection and protection against atmospheric moisture and liquid media.
  • the insulating layer 6 further serves for electrical insulation of the sensor layer 3.
  • a further enclosure may be provided in the form of a conductive shield 7, the
  • FIG. 7 shows a sensor element 10 for the easier handling of a sensor in the form of a sensor formed with one of the sensor fibers 1 described above
  • the sensor element 10 has a flexible
  • a sensor fiber 1 is applied on the carrier substrate 1 1, a sensor fiber 1 is applied.
  • the sensor fiber 1 is fixed either with a suitable adhesive on the carrier substrate 1 1 or embedded between the flexible carrier substrate 1 1 and a cover layer (not shown), which simultaneously protects the sensor fiber 1 from external influences.
  • the sensor fiber 1 is contacted at the ends via contact surfaces 12.
  • the sensor fiber 1 is in the
  • the elasticity of the carrier substrate 11 or the composite of the carrier substrate 11 and the cover layer is 10 to 20 times greater than the elasticity of the sensor fiber 1 in order to reduce the influence on the strain of the sensor fiber 1.
  • the carrier substrate 11 and / or the cover layer may also be provided in a conductive manner, eg as a metallic layer. Due to the rigidity of metallic layers, additional protection of the sensor fiber 1 against overstretching during assembly and operation can generally be achieved.
  • the source spindle 31, the tubular nickel gate 32 and the target spindle 33 are located in the vacuum chamber 35.
  • the coating takes place in a vacuum chamber 35
  • Coating chamber 34 in which the glass fiber 2 in a low-pressure atmosphere of a protective gas or an inert gas, such as. As argon, and a
  • the proportion of the carbon-containing gas with respect to the protective gas is between 1% and 5%.
  • a plasma process is ignited, wherein the material of the tubular target 32 is removed. This will be the
  • the thickness of the sensor layer 3 may be determined by the power of the plasma process and / or by the speed at which the fiber core 2 passes through the plasma tubular target is guided, can be adjusted. Also, by negatively biasing the target spindle 33 or an output side portion of the manufactured sensor fiber 1, the sputtering process can be performed as a so-called bias sputtering, which improves the film characteristics of the applied sensor layer.

Abstract

The invention relates to a sensor fiber for measuring a deformation, comprising: a fiber core (2) that is not conductive at least on the fiber core lateral face; and a sensor layer (3) that surrounds the fiber core; wherein the sensor layer (3) contains a material which contains carbon and in which clusters (4) made of a conductive cluster material are embedded, said clusters (4) being separated from each other by the material which contains carbon.

Description

BESCHREIBUNG Sensorfaser sowie Sensorfaseranordnung  DESCRIPTION Sensor fiber and sensor fiber arrangement
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sensorfaser, insbesondere eine Sensorfaser, die eine Längenänderung aufgrund von Zug oder Druck in Form einer Änderung eines elektrischen Widerstands darstellt. The present invention relates to a sensor fiber, in particular a sensor fiber, which represents a change in length due to tension or pressure in the form of a change in electrical resistance.
Stand der Technik Sensorfasern zur Messung von Kräften und Drücken sind aus dem Stand derPRIOR ART Sensor fibers for measuring forces and pressures are known from the prior art
Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die Druckschrift DE 10 2008 058 882 A1 eine faserverstärkte Kunststoffstruktur, die in Kunststoff eingebettete Verstärkungsfasern und darin enthaltenen Sensorfasern umfasst. Die Sensorfasern weisen eine elektrische Leitfähigkeit auf, die sich bei einer durch Einwirken einer Kraft Technique known. For example, document DE 10 2008 058 882 A1 shows a fiber-reinforced plastic structure which comprises reinforcing fibers embedded in plastic and sensor fibers contained therein. The sensor fibers have an electrical conductivity, which at one by the action of a force
hervorgerufenen Längenänderung der Sensorfasern ändert. Dadurch ist es möglich, Belastungen durch Druck- oder Zugkräfte in faserverstärkten Kunststoffstrukturen in einfacher Weise festzustellen. caused change in length of the sensor fibers changes. This makes it possible to easily determine stresses due to compressive or tensile forces in fiber-reinforced plastic structures.
Bekannte Sensorfasern zum Detektieren einer Zugkraft sind in der Regel aus metallischem Material gefertigt. Dieses Material hat jedoch den Nachteil, dass es nur einen geringen k-Faktor von etwa 2 aufweist. Der k-Faktor gibt das Verhältnis einer Widerstandsänderung zu einer Längenänderung der Sensorfaser an. Der k- Faktor stellt ein direktes Maß für die Empfindlichkeit eines mit einer solchen Known sensor fibers for detecting a tensile force are usually made of metallic material. However, this material has the disadvantage that it has only a low k-factor of about 2. The k-factor indicates the ratio of a resistance change to a change in length of the sensor fiber. The k-factor provides a direct measure of the sensitivity of one with such
Sensorfaser aufgebauten Sensors dar. Sensor fiber constructed sensor.
Für viele Anwendungen ist jedoch die Empfindlichkeit von derartigen Sensorfasern nicht ausreichend, so dass auf andere Sensormaterialien ausgewichen werden kann. Andere Sensormaterialien, wie z. B. solche aus Keramik oder Halbleitern, haben jedoch den Nachteil, dass sie eine relativ geringe Leitfähigkeit aufweisen, so dass ihre Nutzbarkeit eingeschränkt ist, da eine Widerstandsänderung bei hohen Widerständen aufgrund der resultierenden niedrigen Stromstärken schwieriger zu detektieren ist. Zudem sind solche Materialien oftmals spröde, so dass deren Reversibilität einer Längenänderung nach Aufbringen einer Zugkraft deutlich hinter der von metallischen Materialien zurückbleibt. Solche Sensormaterialien sind daher nur in Anwendungsbereichen einsetzbar, in denen die zu erwartenden For many applications, however, the sensitivity of such sensor fibers is not sufficient, so that other sensor materials can be avoided. Other sensor materials, such. For example, those made of ceramics or semiconductors, However, they have the disadvantage that they have a relatively low conductivity, so that their usability is limited, since a change in resistance at high resistances due to the resulting low currents is difficult to detect. In addition, such materials are often brittle, so that their reversibility of a change in length after application of a tensile force remains well behind that of metallic materials. Such sensor materials can therefore only be used in applications in which the expected
Längenänderung des Sensormaterials innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bleibt. Length change of the sensor material remains within a predetermined range.
Als besonders viel versprechende Sensormaterialien sind kohlenstoffhaltige Particularly promising sensor materials are carbonaceous ones
Schichten mit Clustern aus leitfähigem Clustermaterial z. B. aus der Druckschrift WO 2009/129 930 bekannt. Die Cluster enthalten vorzugsweise ein Metall und sind in das kohlenstoffhaltige Material eingebettet, so dass die Cluster voneinander durch das kohlenstoffhaltige Material getrennt sind. Derartige kohlenstoffhaltige Materialien weisen bei relativ geringem elektrischem Widerstand einen hohen k- Faktor auf, so dass Schichten aus diesem Material besonders für die Verwendung als Kraft- oder Drucksensor geeignet sind. Nachteilig ist, dass derartige Layers with Clusters of Conductive Cluster Material e.g. B. from the publication WO 2009/129 930 known. The clusters preferably include a metal and are embedded in the carbonaceous material so that the clusters are separated from each other by the carbonaceous material. Such carbonaceous materials have a high k-factor with relatively little electrical resistance, so that layers of this material are particularly suitable for use as a force or pressure sensor. The disadvantage is that such
kohlenstoffhaltige Schichten spröde und daher nicht zur Ausbildung von Carbonaceous layers are brittle and therefore not for the formation of
Sensorfasern geeignet sind. Weiterhin können derartige kohlenstoffhaltige Sensor fibers are suitable. Furthermore, such carbonaceous
Schichten mit eingebetteten Clustern nur durch einen Abscheideprozess, wie z.B. einem Sputter-Prozess, hergestellt werden, wobei der Schichtaufbau relativ langsam erfolgt. Ein Aufbau einer Sensorfaser von signifikanter Dicke ist daher sehr aufwändig.  Layers with embedded clusters only by a deposition process, e.g. a sputtering process, wherein the layer structure is relatively slow. A construction of a sensor fiber of significant thickness is therefore very expensive.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensorfaser mit einer hohen Empfindlichkeit herzustellen, die zudem eine hohe Robustheit aufweist. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sensorelement mit einer It is therefore an object of the present invention to produce a sensor fiber with a high sensitivity, which also has a high robustness. It is another object of the present invention to provide a sensor element with a
Sensorfaser sowie ein Herstellungsverfahren für eine Sensorfaser zur Verfügung zu stellen. Sensor fiber and a manufacturing method for a sensor fiber to provide.
Offenbarung der Erfindung Diese Aufgabe wird durch die Sensorfaser gemäß Anspruch 1 sowie durch das Sensorelement mit einer Sensorfaser und das Verfahren zum Herstellen einer Sensorfaser gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Disclosure of the invention This object is achieved by the sensor fiber according to claim 1 and by the sensor element with a sensor fiber and the method for producing a sensor fiber according to the independent claims. Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Sensorfaser zum Messen einer Verformung vorgesehen. Die Sensorfaser umfasst: According to a first aspect, a sensor fiber for measuring deformation is provided. The sensor fiber includes:
- einen zumindest an seiner Mantelfläche nicht leitenden Faserkern; und - A non-conductive at least on its lateral surface fiber core; and
- eine den Faserkern umgebende Sensorschicht; a sensor layer surrounding the fiber core;
wobei die Sensorschicht ein kohlenstoffhaltiges Material enthält, in das Cluster aus leitfähigem Clustermaterial eingebettet sind, wobei die Cluster durch das wherein the sensor layer comprises a carbonaceous material in which clusters of conductive cluster material are embedded, the clusters passing through the cluster
kohlenstoffhaltige Material voneinander getrennt sind. carbonaceous material are separated from each other.
Eine Idee der obigen Sensorfaser besteht darin, als Sensormaterial für die One idea of the above sensor fiber is to use as sensor material for the
Sensorfaser ein kohlenstoffhaltiges Material zu verwenden, in das Cluster aus leitfähigem Material eingebracht sind. Das kohlenstoffhaltige Sensormaterial hat den Vorteil einer guten Temperaturbeständigkeit und einer hohen Empfindlichkeit gegenüber Zug- und Stauchungskräften, d. h. eines hohen k-Faktors. Um einSensor fiber to use a carbonaceous material, are introduced into the cluster of conductive material. The carbonaceous sensor material has the advantage of good temperature resistance and high sensitivity to tensile and compressive forces, i. H. a high k-factor. To one
Reißen des an sich spröden Sensormaterials bei einer Zugbelastung zu vermeiden, ist vorgesehen, die Sensorfaser mit einem vollständig nicht-leitenden oder mit einem zumindest an seiner Mantelfläche nicht-leitenden Faserkern zu versehen, der geeignet ist, hohe Zugkräfte (höhere Zugkräfte als das Material der Sensorschicht) aufzunehmen, und den Faserkern mit dem Sensormaterial zu umgeben. Die To prevent tearing of the inherently brittle sensor material under a tensile load, it is provided to provide the sensor fiber with a completely non-conductive or at least on its outer surface non-conductive fiber core, which is capable of high tensile forces (tensile forces higher than the material of Sensor layer), and to surround the fiber core with the sensor material. The
Dehnung der Sensorfaser aufgrund einer einwirkenden Kraft wird dann maßgeblich durch die Elastizität der Sensorfaser bestimmt. Eine derartige Sensorfaser kann die Vorteile einer hohen Zugfestigkeit mit dem Vorteil einer hohen Empfindlichkeit vereinen.  Elongation of the sensor fiber due to an applied force is then largely determined by the elasticity of the sensor fiber. Such a sensor fiber can combine the advantages of high tensile strength with the advantage of high sensitivity.
Das Sensormaterial weist eine elektrische Leitfähigkeit auf, die sowohl von der Dehnung bzw. Stauchung der Sensorfaser als auch von einem Druck eines die Sensorfaser umgebenden Mediums, der in radialer Richtung auf die Sensorfaser wirkt, abhängt. Somit kann die Sensorfaser in flexibler Weise in Sensoranordnungen für sowohl Zug- und Stauchungskräfte als auch für Drücke eingesetzt werden. Es kann vorgesehen sein, dass der Faserkern vollständig aus einem elektrisch nicht-leitenden Material gebildet ist oder einen an seiner Mantelfläche isolierten elektrischen Leiter umfasst. Insbesondere durch die zweitgenannte Variante ist es möglich, den Faserkern als elektrischen Leiter zu verwenden, der zu The sensor material has an electrical conductivity that results from both the stretching or compression of the sensor fiber and from a pressure of a medium surrounding the sensor fiber, which in the radial direction of the sensor fiber works, depends. Thus, the sensor fiber can be flexibly employed in sensor assemblies for both tensile and compressive forces as well as pressures. It can be provided that the fiber core is completely formed from an electrically non-conductive material or comprises an insulated on its lateral surface electrical conductor. In particular, by the second-mentioned variant, it is possible to use the fiber core as an electrical conductor to
Signalübertragung, Energieübertragung oder als Messelement z.B. für eine Signal transmission, energy transmission or as a measuring element e.g. for one
Temperaturmessung verwendet werden kann. Temperature measurement can be used.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Sensorfaser eine die Sensorschicht umgebende nicht-leitende Schicht umfasst, die als Isolationsschicht und/oder Schutzschicht dient. Furthermore, it can be provided that the sensor fiber comprises a non-conductive layer surrounding the sensor layer, which serves as an insulation layer and / or protective layer.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Sensorfaser eine die Sensorschicht umgebende elektrisch leitende Abschirmung umfassen. According to one embodiment, the sensor fiber may comprise an electrically conductive shield surrounding the sensor layer.
Die Sensorfaser kann mehrere Sensorabschnitte umfassen, die durch mindestens eine Leiterschicht definiert sind, die in einem Bereich der Sensorfaser unmittelbar auf die Sensorschicht aufgebracht ist. The sensor fiber may comprise a plurality of sensor sections, which are defined by at least one conductor layer, which is applied directly to the sensor layer in a region of the sensor fiber.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Sensorelement vorgesehen. Das Sensorelement umfasst: According to a further aspect, a sensor element is provided. The sensor element comprises:
- ein Trägermaterial; a carrier material;
- mindestens eine der obigen Sensorfasern, die auf das Trägermaterial aufgebracht oder in das Trägermaterial eingebracht ist.  - At least one of the above sensor fibers, which is applied to the carrier material or introduced into the carrier material.
Auf diese Weise wird ein Sensorelement geschaffen, das einfach herstellbar ist und die integrale Verformung eines Bauteils über einen größeren Streckenbereich ermitteln kann. Es kann vorgesehen sein, dass Kontaktflächen zum Kontaktieren der Sensorfaser vorgesehen sind. Insbesondere kann das Trägermaterial mit mehreren parallel angeordneten Sensorfasern versehen sein, wobei die Kontaktflächen zum In this way, a sensor element is provided which is easy to manufacture and which can determine the integral deformation of a component over a larger range of distances. It can be provided that contact surfaces are provided for contacting the sensor fiber. In particular, the carrier material may be provided with a plurality of sensor fibers arranged in parallel, wherein the contact surfaces for the
Kontaktieren der einzelnen Sensorfasern an einer Kontaktleiste an einem Ende des Trägermaterials angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei der Sensorfasern an verschiedenen Positionen entlang der Erstreckung der Sensorfasern in dem Contacting the individual sensor fibers are arranged on a contact strip at one end of the carrier material. Between each two of the sensor fibers at different positions along the extension of the sensor fibers in the
Trägermaterial sind elektrisch leitende Verbindungen angeordnet. Carrier material are arranged electrically conductive connections.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein textiles Gewebe mit einem oder mehreren der obigen Sensorfasern vorgesehen. According to a further aspect, a textile fabric is provided with one or more of the above sensor fibers.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorfaser vorgesehen, wobei ein reaktiver PVD-Prozess mit einem Sputtermaterial von einem Target auf einen Faserkern unter einer reaktiven Atmosphäre eines According to a further aspect, there is provided a method of manufacturing a sensor fiber, wherein a reactive PVD process comprising a sputtering material from a target onto a fiber core under a reactive atmosphere of a
kohlenstoffhaltigen Gases, das insbesondere Ethan, Ethen oder Ethin enthält, durchgeführt wird, so dass das kohlenstoffhaltige Gas dissoziiert und eine carbonaceous gas containing in particular ethane, ethene or ethyne, is carried out so that the carbonaceous gas dissociates and a
kohlenstoffhaltige Schicht auf einer Oberfläche des Faserkerns abgeschieden wird, in der Cluster des Sputtermaterials eingebettet sind, wobei der Faserkern durch ein röhrenförmiges Target geführt wird, während er beschichtet wird. carbonaceous layer is deposited on a surface of the fiber core, are embedded in the clusters of sputtering material, wherein the fiber core is passed through a tubular target while it is coated.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zum Herstellen der obigen In another aspect, a method of manufacturing the above is
Sensorfaser vorgesehen, wobei ein PVD-Prozess von einem Target mit Sensor fiber provided, with a PVD process of a target with
kohlenstoffhaltigem Material und mit metallhaltigem Material auf einen Faserkern unter einer nicht-reaktiven Atmosphäre eines Inertgases durchgeführt wird, so dass eine kohlenstoffhaltige Schicht aus dem kohlenstoffhaltigen Material auf einer Oberfläche des Faserkerns abgeschieden wird, in der Cluster des metallhaltigen Materials eingebettet sind, wobei der Faserkern durch ein röhrenförmiges Target geführt wird, während er beschichtet wird. Weiterhin kann das Target aus aufeinander, insbesondere wechselweise, aufgesetzten Ringen aus dem kohlenstoffhaltigem Material und aus dem carbonaceous material and metal-containing material is carried out on a fiber core under a non-reactive atmosphere of an inert gas, so that a carbonaceous layer of the carbonaceous material is deposited on a surface of the fiber core are embedded in the clusters of the metal-containing material, wherein the fiber core a tubular target is guided while being coated. Furthermore, the target of each other, in particular alternately, patch rings of the carbonaceous material and from the
metallhaltigen Material gebildet sein. Weiterhin kann der Faserkern während des PVD- Prozesses auf eine Temperatur unter 600°C, insbesondere auf eine Temperatur zwischen 150°C und 300°C, aufgeheizt werden. Es kann vorgesehen sein, dass der PVD-Prozess in einer Beschichtungskammer durchgeführt wird, wobei die Sensorfaser beim oder hinter dem Ausgang der Beschichtungskammer an eine negative Biasspannung angeschlossen wird, so dass der im Inneren der Beschichtungskammer befindliche Abschnitt der be formed metal-containing material. Furthermore, the fiber core during the PVD process to a temperature below 600 ° C, in particular to a temperature between 150 ° C and 300 ° C, heated. It can be provided that the PVD process is carried out in a coating chamber, wherein the sensor fiber is connected at or behind the outlet of the coating chamber to a negative bias voltage, so that the located inside the coating chamber portion of the
Sensorfaser elektrisch vorgespannt ist, um ein Bias-Sputtern durchzuführen. Sensor fiber is electrically biased to perform a bias sputtering.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Preferred embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer Sensorfaser gemäß einer Figure 1 is a perspective view of a sensor fiber according to a
Ausführungsform;  embodiment;
Figur 2 Querschnittsdarstellung durch die Sensorfaser der Figur 1 ; Figure 2 cross-sectional view through the sensor fiber of Figure 1;
Figur 3 eine weitere perspektivische Darstellung einer weiteren Figure 3 is another perspective view of another
Ausführungsform einer Sensorfaser;  Embodiment of a sensor fiber;
Figur 4 eine Darstellung der Verwendung und Kontaktierung der Figure 4 is an illustration of the use and contacting of
Sensorfaser zur Messung von mechanisch auf die Sensorfaser einwirkenden Kräften;  Sensor fiber for measuring forces acting mechanically on the sensor fiber;
Figur 5 eine Möglichkeit zur Verwendung der Sensorfaser für eine Figure 5 shows a way to use the sensor fiber for a
Messung eines Drucks eines Mediums in einem Druckbehälter;  Measuring a pressure of a medium in a pressure vessel;
Figur 6 eine Querschnittsdarstellung des Aufbaus einer Sensorfaser mit mehreren Sensorabschnitten; eine Draufsicht auf ein Ausführungsform eines Sensorelements mit einer Sensorfaser in Form eines Dehnungsmessstreifens; eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Figure 6 is a cross-sectional view of the structure of a sensor fiber with multiple sensor sections; a plan view of an embodiment of a sensor element with a sensor fiber in the form of a strain gauge; a plan view of a further embodiment of a
Sensorelements mit einer Sensorfaser in Form eines  Sensor element with a sensor fiber in the form of a
Dehnungsmessstreifens; eine weitere Ausführungsform eines Sensorelements mit mehreren Sensorfasern; eine Vorrichtung zum Herstellen einer Sensorfaser; und eine Querschnittsdarstellung eines Targets mit einer wechselweisen Anordnung von Ringen aus kohlenstoffhaltigem Material und Ringen aus metallhaltigen Material.  Strain gauge; a further embodiment of a sensor element with a plurality of sensor fibers; an apparatus for producing a sensor fiber; and a cross-sectional view of a target with an alternate arrangement of rings of carbonaceous material and rings of metal-containing material.
Beschreibung von Ausführungsformen Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Sensorfaser mit teilweise ausgeschnittenen Schichten. Die Sensorfaser 1 weist einen Faserkern 2 auf, der aus einem elektrisch nicht-leitenden (isolierenden) Material ausgebildet ist. Beispielsweise kann als Faserkern 2 eine kommerziell erhältliche Glasfaser oder ein kommerziell erhältlicher Lichtwellenleiter, z. B. mit einem DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 shows a perspective view of a section of a sensor fiber with partially cut out layers. The sensor fiber 1 has a fiber core 2 which is formed of an electrically non-conductive (insulating) material. For example, as the fiber core 2, a commercially available glass fiber or a commercially available optical waveguide, for. B. with a
Durchmesser zwischen 50 und 500 μηι, insbesondere 125 μηι, verwendet werden. Herkömmliche Glasfasermaterialien als Material für den Faserkern 2 weisen zudem eine enorm hohe Zugfestigkeit von etwa 3.500 N/mm2 auf, was einem deutlich höheren Wert als beispielsweise bei metallischen Sensorfasern entspricht. Das E- Modul ist mit ca. 70.000 N/mm2 mit dem von Aluminium vergleichbar. Auch die Bruchdehnung liegt mit 3 bis 4% sehr hoch. Alternativ kann der Faserkern 2 auch mit nicht-leitenden Aramid- oder Keramikfasern ausgebildet sein. Diameter between 50 and 500 μηι, in particular 125 μηι be used. Conventional glass fiber materials as material for the fiber core 2 also have an enormously high tensile strength of about 3,500 N / mm 2 , which corresponds to a significantly higher value than, for example, with metallic sensor fibers. The modulus of elasticity is comparable to that of aluminum at approx. 70,000 N / mm 2 . The elongation at break is very high at 3 to 4%. Alternatively, the fiber core 2 may be formed with non-conductive aramid or ceramic fibers.
Auf dem Faserkern 2 ist eine Sensorschicht 3 als Dünnschicht aufgebracht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umgibt die Sensorschicht 3 den Faserkern 2 vollständig. Alternativ kann die Sensorschicht 3 den Faserkern 2 nur teilweise umgeben. On the fiber core 2, a sensor layer 3 is applied as a thin film. In the exemplary embodiment shown, the sensor layer 3 surrounds the fiber core 2 completely. Alternatively, the sensor layer 3 can only partially surround the fiber core 2.
Die Sensorschicht 3 umfasst ein kohlenstoffhaltiges Material mit diamantartigem Kohlenstoff, graphitartigem Kohlenstoff, amorphem Kohlenstoff a-C oder amorphem Kohlenwasserstoff a-C:H. Das kohlenstoffhaltige Material der Sensorschicht 3 bildet eine so genannte Kohlenstoffmatrix, in die Cluster 4 aus einem leitfähigen The sensor layer 3 comprises a carbonaceous material having diamond-like carbon, graphitic carbon, amorphous carbon a-C or amorphous hydrocarbon a-C: H. The carbonaceous material of the sensor layer 3 forms a so-called carbon matrix into which clusters 4 of a conductive carbon
Clustermaterial eingebettet sind. Die Cluster 4 stellen Inseln des Clustermaterials bzw. eines Carbids des Clustermaterials in der kohlenstoffhaltigen Schicht dar und sind vorzugsweise gleichmäßig in der Sensorschicht 3 verteilt. Cluster material are embedded. The clusters 4 represent islands of the cluster material or of a carbide of the cluster material in the carbon-containing layer and are preferably uniformly distributed in the sensor layer 3.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht in radialer Richtung durch die Sensorfaser 1 . Die Cluster 4 können dabei in sphärischer oder unregelmäßiger Form vorliegen, die von einer Kohlenstoffmatrix der Sensorschicht 3 umgeben sind. Es wurden bei der Herstellung bei einer Variation von Prozessparametern auch elliptische und längliche Formen der Cluster 4 beobachtet. Es wurde festgestellt, dass die Form der Cluster 4 die Funktion der Sensorschicht 3 nicht wesentlich beeinträchtigt. Das Clustermaterial ist in die kohlenstoffhaltige Sensorschicht 3 eingebettet. Das leitfähige Material der Cluster 4 enthält vorzugsweise ein Metall oder eine FIG. 2 shows a section of a cross-sectional view in the radial direction through the sensor fiber 1. The clusters 4 may be in spherical or irregular form, which are surrounded by a carbon matrix of the sensor layer 3. During production, with a variation of process parameters, elliptical and elongated forms of cluster 4 were also observed. It has been found that the shape of the clusters 4 does not significantly affect the function of the sensor layer 3. The cluster material is embedded in the carbonaceous sensor layer 3. The conductive material of the cluster 4 preferably contains a metal or a
Metalllegierung, wobei Nickel, Nickellegierungen, Nickelverbindungen, Kobalt, Kobaltlegierungen, Kobaltverbindungen, Eisen, Eisenlegierungen oder Metal alloy, nickel, nickel alloys, nickel compounds, cobalt, cobalt alloys, cobalt compounds, iron, iron alloys or
Eisenverbindungen geeignet sind und insbesondere Nickel oder Nickellegierungen besonders geeignet sind. Insbesondere sollte als Clustermaterial ein Material ausgewählt werden, bei dem im Wesentlichen keine Diffusionsbewegung der Cluster und/oder des Clustermaterials in dem kohlenstoffhaltigen Material auftritt. Die aus dem Clustermaterial gebildeten Cluster 4 sind in das kohlenstoffhaltige Material eingebettet, so dass sie nicht miteinander in Kontakt sind. Der Übergang zwischen den Clustern 4 zu dem kohlenstoffhaltigen Material der Sensorschicht 3 kann unmittelbar sein oder in Form einer den Cluster umgebenden Hülle 5, wie z.B. einer Graphithülle, einer Graphenhülle mit einer oder mehreren Graphenlagen oder Segmenten von Graphit- oder Graphenlagen, die gekrümmt um die Cluster 4 angeordnet sind, ausgebildet sein. Graphit und Graphen sind Erscheinungsformen von Kohlenstoff. Bei Graphen sind die Kohlenstoffatome wabenförmig gebunden, so dass flächige Strukturen gebildet werden. Iron compounds are suitable and in particular nickel or nickel alloys are particularly suitable. In particular, as the cluster material, a material should be selected in which substantially no diffusion movement of the clusters and / or the cluster material occurs in the carbonaceous material. The clusters 4 formed of the cluster material are embedded in the carbonaceous material so that they are not in contact with each other. The transition between the clusters 4 to the carbonaceous material of the sensor layer 3 may be immediate or in the form of a shell 5 surrounding the cluster, such as a graphite shell, a graphene shell with one or more graphene layers or segments of graphite or graphene layers curved around the shell Cluster 4 are arranged to be formed. Graphite and graphene are manifestations of carbon. In graphene, the carbon atoms are honeycomb-bound, so that two-dimensional structures are formed.
Das kohlenstoffhaltige Material trennt die Cluster 4 in der Sensorschicht 3 voneinander und verhindert eine Perkolation bzw. ein Zusammenschließen der Cluster 4, das zur Ausbildung eines leitfähigen Pfads durch die kohlenstoffhaltige Sensorschicht 3 führen kann. Der Anteil des Clustermaterials wird vorzugsweise so gewählt, dass dieser unterhalb einer sogenannten Perkolationsschwelle für das Clustermaterial in dem kohlenstoffhaltigen Material liegt, damit keine vollständige Perkolation der Cluster 4 in dem kohlenstoffhaltigen Material auftritt. The carbonaceous material separates the clusters 4 in the sensor layer 3 from each other and prevents percolation or clustering of the clusters 4, which can lead to the formation of a conductive path through the carbon-containing sensor layer 3. The proportion of the cluster material is preferably selected to be below a so-called percolation threshold for the cluster material in the carbonaceous material so that complete percolation of the clusters 4 in the carbonaceous material does not occur.
Um die Sensorfaser 1 mit einem definierten Temperaturkoeffizienten zu versehen, ist als leitfähiges Clustermaterial ein Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstands auszuwählen. Somit kann der stark negative Temperaturkoeffizient des Widerstands der kohlenstoffhaltigen Sensorschicht 3 durch den positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands des In order to provide the sensor fiber 1 with a defined temperature coefficient, a material having a positive temperature coefficient of electrical resistance is to be selected as the conductive cluster material. Thus, the strongly negative temperature coefficient of the resistance of the carbonaceous sensor layer 3 can be determined by the positive temperature coefficient of resistance of the sensor
Clustermaterials kompensiert werden. Insbesondere kann der Anteil des Cluster- materials in der kohlenstoffhaltigen Schicht so eingestellt werden, dass der Cluster material can be compensated. In particular, the proportion of the cluster material in the carbon-containing layer can be adjusted so that the
Temperaturkoeffizient des elektrischen Widerstandes der Sensorfaser Null ist. Temperature coefficient of electrical resistance of the sensor fiber is zero.
Eine wichtige Voraussetzung für die lineare Temperaturabhängigkeit ist, dass bei Verwendung des Materials Nickel als Clustermaterial Nickel in einer thermodyna- misch stabilen Phase in den Clustern 4 vorliegt. Je nach Herstellungsverfahren für die Sensorschicht 3 kann es vorkommen, dass Nickel mit Kohlenstoff die metastabile Phase Ni3C oder Ni (hexagonal) ausbildet. Diese Phasen sind thermisch instabil und können sich langsam und unkontrolliert in die thermodynamisch stabile kubische (fcc) Phase umwandeln, wodurch sich der Widerstand der so gebildeten Sensorschicht 3 dauerhaft ändert. An important prerequisite for the linear temperature dependence is that when the material nickel is used as the cluster material, nickel is present in a thermodynamically stable phase in the clusters 4. Depending on the manufacturing method for the sensor layer 3, it may happen that nickel forms the metastable phase Ni 3 C or Ni (hexagonal) with carbon. These phases are thermally unstable and can be slow and uncontrolled in the thermodynamically stable Convert cubic (fcc) phase, whereby the resistance of the sensor layer 3 thus formed changes permanently.
Die Sensorschicht 3 der Sensorfaser 1 kann von einer Isolationsschicht 6 umgeben sein, die z. B. durch Aufbringen eines nicht leitenden Schutzlacks ausgebildet ist. Die Isolationsschicht 6 dient dazu, einen mechanischen Schutz sowie einen Schutz gegen Luftfeuchtigkeit und flüssige Medien bereitzustellen. Die Isolationsschicht 6 dient weiterhin einer elektrischen Isolation der Sensorschicht 3. Wie in einer weiteren Ausführungsform der Figur 3 dargestellt, kann eine weitere Umhüllung in Form einer leitfähigen Abschirmung 7 vorgesehen sein, die die The sensor layer 3 of the sensor fiber 1 may be surrounded by an insulating layer 6, the z. B. is formed by applying a non-conductive resist. The insulating layer 6 serves to provide mechanical protection and protection against atmospheric moisture and liquid media. The insulating layer 6 further serves for electrical insulation of the sensor layer 3. As shown in a further embodiment of Figure 3, a further enclosure may be provided in the form of a conductive shield 7, the
Isolationsschicht 6 umgibt. Die Abschirmung 7 kann als Metallgeflecht oder metallischer Überzug auf der Isolationsschicht 6 vorgesehen sein. Die Abschirmung 7 kann beispielsweise dazu dienen, die Sensorfaser 1 gegen elektromagnetische Strahlung zu schützen und so das Messsignal insbesondere bei langen Sensorfasern 1 störungsfrei zu halten. Insulation layer 6 surrounds. The shield 7 may be provided as a metal mesh or metallic coating on the insulating layer 6. The shield 7 can serve, for example, to protect the sensor fiber 1 against electromagnetic radiation and thus to keep the measuring signal without interference, in particular with long sensor fibers 1.
Die Sensorfaser 1 lässt sich zur Messung verschiedener Kräfte bzw. Drehmomente verwenden. Beispielsweise kann eine besonders hohe Empfindlichkeit bei einer Dehnung oder Stauchung der Sensorfaser erreicht werden. Bei einem Beispiel einer Sensorfaser 1 beträgt der ohmsche Widerstand der Sensorschicht 3 bei einer Länge von 10 cm etwa 10 kQ. Bei einer Dehnung der Faser um 0,4% ändert sich der Widerstand um 10%, was einem k-Faktor von 25 entspricht. Zudem weist die Sensorfaser 1 im Gegensatz zu herkömmlichen Sensorfasern eine Empfindlichkeit gegenüber Drücken des die Sensorfaser 1 umgebenden Medium auf. Weiterhin ermöglicht die Sensorfaser 1 durch ihren Aufbau eine Verdrillung zu detektieren, da die dehnungsempfindliche Schicht den nicht-leitenden Faserkern umgibt und somit bei einer Verdrillung gedehnt wird. The sensor fiber 1 can be used to measure various forces or torques. For example, a particularly high sensitivity can be achieved with an expansion or compression of the sensor fiber. In one example of a sensor fiber 1, the ohmic resistance of the sensor layer 3 at a length of 10 cm is about 10 kQ. When the fiber is stretched by 0.4%, the resistance changes by 10%, which corresponds to a k-factor of 25. In addition, the sensor fiber 1, in contrast to conventional sensor fibers, a sensitivity to pressures of the surrounding the sensor fiber 1 medium. Furthermore, the sensor fiber 1 makes it possible to detect a twist by its structure, since the strain-sensitive layer surrounds the non-conductive fiber core and thus is stretched at a twist.
In Figur 4 ist ein Beispiel für die Verwendung der Sensorfaser 1 dargestellt. Die Sensorfaser 1 wird an zwei gegenüberliegenden Enden kontaktiert, indem die Isolationsschicht 6 entfernt wird, so dass die aktive Sensorschicht 3 freiliegt. Die Sensorschicht 3 wird mit einem elektrisch leitfähigen Kontaktring 8 umgeben, der die Sensorschicht 3 vollumfänglich kontaktiert, um eine möglichst gleichmäßige Stromverteilung zu gewährleisten. Der Kontaktring 8 wird über eine Leiterver- bindung mit einer Messvorrichtung 9 zum Messen des elektrischen Widerstands verbunden. Auch andere Varianten der Kontaktierung der Sensorschicht 3 wie z.B. durch einfache Kontaktflächen sind möglich. FIG. 4 shows an example of the use of the sensor fiber 1. The sensor fiber 1 is contacted at two opposite ends by the Insulation layer 6 is removed, so that the active sensor layer 3 is exposed. The sensor layer 3 is surrounded by an electrically conductive contact ring 8, which contacts the sensor layer 3 in full to ensure the most uniform possible current distribution. The contact ring 8 is connected via a conductor connection with a measuring device 9 for measuring the electrical resistance. Other variants of the contacting of the sensor layer 3, such as by simple contact surfaces are possible.
In einer weiteren Variante der Sensorfaser 1 kann der Faserkern auch mit einem elektrischen Leiter, der an seiner Mantelfläche isoliert ist, ausgebildet sein. Der elektrische Leiter kann beispielsweise als metallischer Draht, z. B. aus Nickel, Platin, Stahl oder einem sonstigen Metall oder leitenden Material, ausgebildet sein, der an seiner Mantelfläche umfänglich mit einer geeigneten Isolierung versehen ist. Die Isolierung kann beispielsweise Polyimid oder Keramik umfassen. Ein so ausgebildeter Faserkern kann ansonsten, wie oben beschrieben, mit der Sensorschicht 3 und bei Bedarf mit der Isolationsschicht e und eventuell der Abschirmung 7 versehen werden. Die Isolierung des elektrischen Leiters des Faserkerns ist so vorzusehen, dass ein Kurzschluss zwischen dem elektrischen Leiter und der Sensorschicht 3 ausgeschlossen ist. In a further variant of the sensor fiber 1, the fiber core may also be formed with an electrical conductor which is insulated on its lateral surface. The electrical conductor can be used, for example, as a metallic wire, for. Example of nickel, platinum, steel or other metal or conductive material, be formed, which is circumferentially provided on its lateral surface with a suitable insulation. The insulation may include, for example, polyimide or ceramic. Otherwise, a fiber core formed in this way can be provided, as described above, with the sensor layer 3 and, if necessary, with the insulation layer e and possibly the shield 7. The insulation of the electrical conductor of the fiber core is to be provided so that a short circuit between the electrical conductor and the sensor layer 3 is excluded.
Der elektrische Leiter im Inneren des Faserkerns kann aus einem Metall oder anderen Material ausgebildet sein, das einen sehr hohen Temperaturkoeffizienten aufweist. Beispielsweise ist Nickel zur Verwendung als elektrischer Leiter mit einem Temperaturkoeffizienten von etwa 6.000 ppm/K geeignet. Bei der Verwendung der Sensorfaser 1 in einem Sensorelement kann die Sensorfaser 1 sowohl an der Sensorschicht 3 als auch an dem elektrischen Leiter im Inneren des Faserkerns kontaktiert werden. Die Kontaktierung kann beispielsweise an den gleichen Positionen erfolgen, an denen auch die Sensorschicht 3 kontaktiert wird. Auf diese Weise kann die Sensorfaser 1 sowohl zur Dehnungsmessung bzw. zur Messung einer Stauchung, Verdrillung oder Biegung, als auch zur Temperaturmessung an dem exakten Ort der Dehnungsmessung verwendet werden. Als weitere Möglichkeit ergibt sich bei ausschließlicher Verwendung als Dehnungssensor die Möglichkeit, die Sensorfaser nur einseitig elektrisch zu kontaktieren. Dabei wird an einer Position der Sensorfaser 1 , z. B. an einem ersten Ende, eine elektrische Verbindung zwischen der Sensorschicht 3 und dem in dem Faserkern vorgesehenen elektrischen Leiter hergestellt. An einer anderen Position, z. B. an einem gegenüberliegenden Ende, werden der elektrische Leiter des Faserkerns und die Sensorschicht 3 separat kontaktiert und stellen somit die Kontakte für ein durch die Sensorfaser 1 gebildetes Sensorelement dar. The electrical conductor inside the fiber core may be formed of a metal or other material having a very high temperature coefficient. For example, nickel is suitable for use as an electrical conductor with a temperature coefficient of about 6,000 ppm / K. When using the sensor fiber 1 in a sensor element, the sensor fiber 1 can be contacted both on the sensor layer 3 and on the electrical conductor inside the fiber core. The contacting can take place, for example, at the same positions at which the sensor layer 3 is contacted. In this way, the sensor fiber 1 can be used both for strain measurement or for measuring a compression, twisting or bending, as well as for measuring the temperature at the exact location of the strain measurement. As a further possibility results in the exclusive use as a strain sensor the ability to contact the sensor fiber only on one side electrically. It is at a position of the sensor fiber 1, z. B. at a first end, an electrical connection between the sensor layer 3 and provided in the fiber core electrical conductor. At another position, eg. B. at an opposite end, the electrical conductor of the fiber core and the sensor layer 3 are contacted separately and thus represent the contacts for a formed by the sensor fiber 1 sensor element.
Eine mögliche Verwendung der Sensorfaser 1 besteht in dem Einweben in einen textilen Stoff, Gewebe oder dergleichen, wo die Sensorfaser 1 aufgrund ihrer oben genannten Eigenschaften als Sensoreinheit für diverse Verformungen des Stoffes oder auf den Stoff wirkende Drücke dienen kann. Sensorfasern 1 können einzeln oder zu mehreren in vorbestimmten Abständen zueinander in dem Stoff vorgesehen sein. Die Sensorfasern können in verschiedenen Erstreckungsrichtungen in dem textilen Stoff vorgesehen sein, um Zugbelastungen in mehreren Richtungen zu erfassen. Als ein mögliches Anwendungsgebiet kann ein mit einer oder mehreren Sensorfasern versehenes textiles Gewebe für einen Bezug eines Sitzes für ein Kraftfahrzeug oder dergleichen verwendet werden, z. B. um eine Belegung des Sitzes zu erkennen und insbesondere eine Angabe über ein Gewicht der auf dem Sitz sitzenden Person zu erfassen. One possible use of the sensor fiber 1 is to weave it into a textile fabric, fabric or the like, where the sensor fiber 1 can serve as a sensor unit for various deformations of the fabric or on the fabric acting pressures due to their abovementioned properties. Sensor fibers 1 may be provided individually or at a plurality of predetermined distances from each other in the fabric. The sensor fibers may be provided in different extents in the fabric to detect tensile loads in multiple directions. As a possible field of application, a textile fabric provided with one or more sensor fibers may be used to cover a seat for a motor vehicle or the like, e.g. B. to detect an occupancy of the seat and in particular to record an indication of a weight of the person sitting on the seat.
Eine weitere Anwendung ist in Figur 5 dargestellt. Figur 5 zeigt einen Druckbehälter 20, der mit der Sensorfaser 1 umwickelt ist, so dass die Sensorfaser 1 an der äußeren Behälterfläche anliegt. Aufgrund der Isolationsschicht 6 der Sensorfaser 1 ist es nicht notwendig, den Druckbehälter 20 elektrisch zu isolieren, bevor dieser mit der Sensorfaser 1 umwickelt wird. Steigt der Druck eines Mediums im Inneren des Druckbehälters 20, so vergrößert sich das Volumen durch eine entsprechende Verformung (Ausdehnung) des Behälters und die Sensorfaser 1 wird gedehnt. Die Dehnung der Sensorfaser 1 kann, wie oben beschrieben, durch eine Änderung des ohmschen Widerstands der Sensorfaser 1 detektiert werden. Somit stellt die Another application is shown in FIG. Figure 5 shows a pressure vessel 20 which is wrapped with the sensor fiber 1, so that the sensor fiber 1 rests against the outer container surface. Due to the insulating layer 6 of the sensor fiber 1, it is not necessary to electrically isolate the pressure vessel 20 before it is wrapped with the sensor fiber 1. If the pressure of a medium in the interior of the pressure vessel 20 increases, the volume is increased by a corresponding deformation (expansion) of the container and the sensor fiber 1 is stretched. The elongation of the sensor fiber 1 can, as described above, be detected by a change in the ohmic resistance of the sensor fiber 1. Thus, the
Anordnung der Figur 5 eine Möglichkeit zur Druckmessung von Medien in Druckbehältern dar. Alternativ kann eine Isolationsschicht auf der Oberfläche des Druckbehälters 20 angeordnet sein, um die die Sensorfaser 1 gewickelt ist. Die verwendete Sensorfaser 1 kann dann auch ohne Isolationsschicht 6 vorgesehen sein, solange sich benachbarte Windungen nicht aneinander anliegen und sich dadurch elektrisch kontaktieren. Arrangement of Figure 5 is a way to measure the pressure of media in pressure vessels. Alternatively, an insulating layer on the surface of the Pressure vessel 20 may be arranged around which the sensor fiber 1 is wound. The sensor fiber 1 used can then be provided without insulation layer 6, as long as adjacent turns do not abut each other and thereby contact electrically.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform, die in Figur 6 schematisch dargestellt ist, können bei den zuvor beschriebenen Anordnungen unmittelbar auf die According to a further embodiment, which is shown schematically in Figure 6, in the arrangements described above can be applied directly to the
Sensorschicht 3 abschnittsweise eine oder mehrere Leiterschichten 16 aus einem elektrisch leitfähigem Material aufgebracht werden, so dass die Sensorfaser 1 nur in Sensorabschnitten 17 gegenüber einer Dehnung empfindlich ist. Die Sensor layer 3 in sections, one or more conductor layers 16 are applied from an electrically conductive material, so that the sensor fiber 1 is sensitive only to a strain in sensor sections 17. The
dehnungsempfindlichen Sensorabschnitte 17 der Sensorfaser 1 sind dann in den Bereichen vorgesehen, die nicht von den Leiterschichten 16 überdeckt sind. Auf diese Weise lässt sich der elektrische Widerstand der Sensorfaser 1 erniedrigen, so dass auch lange Sensorfasern 1 mit Längen von mehreren Metern zur Verwendung in einem Sensorelement 1 geeignet sind. Dadurch kann das Problem umgangen werden, dass bei einer sehr langen Sensorfaser 1 der Widerstand der Strain-sensitive sensor sections 17 of the sensor fiber 1 are then provided in the areas which are not covered by the conductor layers 16. In this way, the electrical resistance of the sensor fiber 1 can be lowered, so that even long sensor fibers 1 with lengths of several meters are suitable for use in a sensor element 1. Thus, the problem can be avoided, that with a very long sensor fiber 1, the resistance of the
Sensorschicht 3 zu groß wird und sich aufgrund der niedrigen Ströme nicht mehr mit gewünschter Genauigkeit messen lässt. Durch die Auswahl der Positionen und Längen der abschnittsweise vorgesehenen Leiterschichten 16 können diejenigen Abschnitte der Sensorfaser 1 ausgewählt werden, in denen die Verformung der Sensorfaser 1 integral ausgewertet werden soll. Alternativ ist bei entsprechender Kontaktierung der Leiterschichten 16 auch eine abschnittsweise Auswertung der einzelnen Sensorabschnitte 17 möglich. Auch kann der Faserkern 2 der Sensorfaser 1 generell als eine Glasfaser vorgesehen sein, die zusätzlich auch als Lichtwellenleiter für eine Informationsübertragung genutzt werden kann. Dadurch sind Kombisensoren möglich, die einerseits die oben beschriebene Widerstandsänderung der Sensorschicht 3 erfassen und andererseits physikalische Einflüsse auf die Lichtausbreitung in dem Faserkern 2 nutzen. Beispielsweise können auf diese Weise die Dehnung der Sensorfaser 1 und die Temperatur der Sensorfaser 1 separat voneinander erfasst werden. Figur 7 zeigt ein Sensorelement 10 zur einfacheren Handhabung eines mit einer der zuvor beschriebenen Sensorfasern 1 ausgebildeten Sensors in Form eines Sensor layer 3 is too large and can no longer be measured with the desired accuracy due to the low currents. By selecting the positions and lengths of the conductor layers 16 provided in sections, those portions of the sensor fiber 1 can be selected in which the deformation of the sensor fiber 1 is to be evaluated integrally. Alternatively, with appropriate contacting of the conductor layers 16, a partial evaluation of the individual sensor sections 17 is possible. Also, the fiber core 2 of the sensor fiber 1 can be generally provided as a glass fiber, which can also be used as an optical waveguide for information transmission. As a result, combination sensors are possible, which on the one hand detect the above-described resistance change of the sensor layer 3 and on the other hand use physical influences on the light propagation in the fiber core 2. For example, in this way, the elongation of the sensor fiber 1 and the temperature of the sensor fiber 1 can be detected separately from each other. FIG. 7 shows a sensor element 10 for the easier handling of a sensor in the form of a sensor formed with one of the sensor fibers 1 described above
Dehnungsmessstreifens. Das Sensorelement 10 weist ein flexibles Strain gauge. The sensor element 10 has a flexible
Trägersubstrat 1 1 (Trägermaterial) auf, insbesondere aus einem flexiblen Carrier substrate 1 1 (substrate), in particular of a flexible
(elektrisch nicht leitenden) Kunststoffmaterial. Auf das Trägersubstrat 1 1 ist eine Sensorfaser 1 aufgebracht. Die Sensorfaser 1 wird dazu entweder mit einem geeigneten Klebstoff auf dem Trägersubstrat 1 1 fixiert oder zwischen dem flexiblen Trägersubstrat 1 1 und einer Deckschicht (nicht gezeigt) eingebettet, die gleichzeitig die Sensorfaser 1 vor äußeren Einwirkungen schützt. Die Sensorfaser 1 wird an deren Enden über Kontaktflächen 12 kontaktiert. Die Sensorfaser 1 ist in der(electrically non-conductive) plastic material. On the carrier substrate 1 1, a sensor fiber 1 is applied. The sensor fiber 1 is fixed either with a suitable adhesive on the carrier substrate 1 1 or embedded between the flexible carrier substrate 1 1 and a cover layer (not shown), which simultaneously protects the sensor fiber 1 from external influences. The sensor fiber 1 is contacted at the ends via contact surfaces 12. The sensor fiber 1 is in the
Ausführungsform der Fig. 7 im Wesentlichen geradlinig auf dem Trägermaterial 1 1 angeordnet. Zur Verwendung als Dehnungssensor wird das Trägermaterial 1 1 flächig auf ein Bauelement aufgebracht, z. B. geklebt, so dass eine Biegung oder Dehnung des Bauelements zu einer entsprechenden Dehnung (oder Stauchung) des Sensorelements 10 führt. Diese kann dann durch eine Messung der Embodiment of FIG. 7 arranged substantially straight on the substrate 1 1. For use as a strain sensor, the substrate 1 1 is applied flat to a device, for. B. glued, so that a bending or stretching of the component to a corresponding elongation (or compression) of the sensor element 10 leads. This can then be determined by a measurement of
Leitfähigkeit oder davon abhängiger elektrischer Größen ermittelt werden. Conductivity or electrical variables dependent thereon are determined.
Wie in Fig. 8 gezeigt, kann ein Sensorelement auch mit einer mäanderförmigen Sensorfaser 1 auf dem Trägersubstrat 1 1 vorgesehen sein. Vorzugsweise sind dann die Kontaktflächen 12 an einer Seite bzw. nebeneinander angeordnet, um die Kontaktierung des Sensorelements zu vereinfachen. As shown in FIG. 8, a sensor element can also be provided with a meander-shaped sensor fiber 1 on the carrier substrate 11. Preferably, the contact surfaces 12 are then arranged on one side or next to each other in order to simplify the contacting of the sensor element.
Bei den Ausführungsformen des Dehnungsmessstreifens kann die Sensorfaser 1 auch zwischen der Trägerschicht 1 1 und einer darauf scherfest angebrachten Deckschicht angeordnet sein. Das Material des Trägersubstrats 1 1 und, sofern vorhanden, der Deckschicht können so vorgesehen sein, dass diese einer In the embodiments of the strain gauge, the sensor fiber 1 can also be arranged between the carrier layer 1 1 and a top layer applied shear-resistant thereto. The material of the carrier substrate 1 1 and, if present, the cover layer may be provided so that this one
Längenänderung der Sensorfaser 1 keinen nennenswerten Widerstand Length change of the sensor fiber 1 no significant resistance
entgegensetzen. Vorzugsweise ist die Elastizität des Trägersubstrats 1 1 oder des Verbunds aus dem Trägersubstrat 1 1 und der Deckschicht um das 10- bis 20-fache größer als die Elastizität der Sensorfaser 1 , um den Einfluss auf die Dehnung der Sensorfaser 1 zu reduzieren. Als Ergebnis erhält man ein robustes und leicht handhabbares flexibles Sensorelement 10, mit dem integrale Dehnungen über kurze wie auch längere Streckenbereiche gemessen werden können. Alternativ kann, wenn die Sensorfaser 1 mit der nicht-leitenden Isolations- oder Schutzschicht 6 versehen ist, das Trägersubstrat 1 1 und/oder die Deckschicht auch leitend, z.B. als metallische Schicht, vorgesehen sein. Durch die Steifheit von metallischen Schichten kann allgemein ein zusätzlicher Schutz der Sensorfaser 1 gegen Überdehnung während der Montage und im Betrieb erreicht werden. oppose. Preferably, the elasticity of the carrier substrate 11 or the composite of the carrier substrate 11 and the cover layer is 10 to 20 times greater than the elasticity of the sensor fiber 1 in order to reduce the influence on the strain of the sensor fiber 1. The result is a robust and easy-to-handle flexible sensor element 10, with which integral strains can be measured over short as well as longer sections. Alternatively, if the sensor fiber 1 is provided with the non-conductive insulation or protective layer 6, the carrier substrate 11 and / or the cover layer may also be provided in a conductive manner, eg as a metallic layer. Due to the rigidity of metallic layers, additional protection of the sensor fiber 1 against overstretching during assembly and operation can generally be achieved.
In Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform eines Sensorelements 20 dargestellt, bei dem mehrere Sensorfasern 1 im Wesentlichen parallel auf das Träger- Substrat 1 1 aufgebracht sind. Das Trägersubstrat 1 1 ist im Wesentlichen bandförmig vorgesehen und an einem Ende mit einer Kontaktierungsleiste 13 versehen, über die die einzelnen Sensorfasern 1 kontaktiert werden können. Die Kontaktierungsleiste 13 weist dazu leitende Kontaktflächen 12 auf. Jeweils zwei der Sensorfasern 1 sind mithilfe einer elektrisch leitenden Brücke 15 an einer vorbestimmten Position auf dem Trägersubstrat 1 1 miteinander verbunden. Ein solches Sensorelement 10 ist in einfacher weise durch automatisiertes Aufbringen der Sensorfasern 1 auf das Trägersubstrat 1 1 herstellbar. FIG. 9 shows a further embodiment of a sensor element 20 in which a plurality of sensor fibers 1 are applied essentially parallel to the carrier substrate 11. The carrier substrate 1 1 is provided substantially band-shaped and provided at one end with a Kontaktierungsleiste 13, via which the individual sensor fibers 1 can be contacted. The contacting strip 13 has conductive contact surfaces 12 for this purpose. In each case two of the sensor fibers 1 are connected to one another by means of an electrically conductive bridge 15 at a predetermined position on the carrier substrate 1 1. Such a sensor element 10 can be produced in a simple manner by automated application of the sensor fibers 1 to the carrier substrate 11.
Das Sensorelement der Figur 9 bietet die Möglichkeit, je nach Auswahl der The sensor element of Figure 9 offers the possibility, depending on the selection of
Kontaktflächen 12 zum Messen des Sensorsignals die Biegung bzw. Dehnung integral über verschiedene Längenbereiche ausgehend von der Kontaktleiste 13 zu ermitteln. Contact surfaces 12 for measuring the sensor signal to determine the bending or elongation integrally over different length ranges starting from the contact strip 13.
Innerhalb eines Bereichs zwischen den zwei Brücken 15 auf dem Trägermaterial 1 1 kann das Sensorelement 10 abgetrennt werden, wobei die Länge des zur Within a range between the two bridges 15 on the carrier material 1 1, the sensor element 10 can be separated, the length of the
Verfügung stehenden Sensorbereichs durch diejenigen Kontaktflächen 12 angegeben wird, zwischen denen eine elektrisch leitende Verbindung besteht. Ist der Widerstand zwischen zwei Kontaktflächen 12 hochohmig, so sind diese mit denjenigen Sensorfasern 1 verbunden, deren Brücken 15 durch das Kürzen des Trägersubstrats 1 1 auf eine bestimmte Länge abgetrennt worden sind. Auf diese Weise kann durch Messen der elektrischen Widerstände zwischen den Is available sensor area indicated by those contact surfaces 12, between which there is an electrically conductive connection. If the resistance between two contact surfaces 12 has a high impedance, then these are connected to those sensor fibers 1 whose bridges 15 have been cut off by shortening the carrier substrate 11 to a specific length. In this way, by measuring the electrical resistances between the
Kontaktflächen die tatsächlich verwendete Länge des Sensorelements 10 bestimmt werden. Da Sensorfasern 1 in der Regel quasi als Endlos-Sensorfasern hergestellt werden können, ist die Herstellung von Sensorelementen 10, wie sie in der Figuren 7, 8 und 9 dargestellt sind, in einfacher Weise realisierbar. Contact surfaces the actual used length of the sensor element 10 are determined. Since sensor fibers 1 can be produced as a rule as an endless sensor fibers, the production of sensor elements 10, as shown in Figures 7, 8 and 9, can be realized in a simple manner.
Die Sensorfaser 1 kann mithilfe einer Vorrichtung 30, die in Figur 10 schematisch dargestellt ist, hergestellt werden. Die Vorrichtung 30 umfasst eine Vakuumkammer 35, in der eine Beschichtungsvorrichtung 36 angeordnet ist. Dazu wird eine The sensor fiber 1 can be produced by means of a device 30, which is shown schematically in FIG. The device 30 comprises a vacuum chamber 35, in which a coating device 36 is arranged. This will be a
Glasfaser 2 als Faserkern von einer Quellspindel 31 durch ein röhrenförmiges Target 32, wie z.B. ein Nickeltarget, mit einer vorgegebenen, vorzugsweise konstanten Geschwindigkeit geführt und als beschichtete Sensorfaser 2,3 auf eine Zielspindel 33 aufgewickelt. Die Quellspindel 31 , das röhrenförmiges Nickeltaget 32 und die Zielspindel 33 befinden sich in der Vakuumkammer 35. Die Beschichtung erfolgt in einer in der Vakuumkammer 35 befindlichen Glass fiber 2 as a fiber core from a source spindle 31 through a tubular target 32, e.g. a nickel target, guided at a predetermined, preferably constant speed and wound as a coated sensor fiber 2.3 on a target spindle 33. The source spindle 31, the tubular nickel gate 32 and the target spindle 33 are located in the vacuum chamber 35. The coating takes place in a vacuum chamber 35
Beschichtungskammer 34, in der die Glasfaser 2 in einer Niederdruck-Atmosphäre aus einem Schutzgas oder einem Inertgas, wie z. B. Argon, und einem  Coating chamber 34, in which the glass fiber 2 in a low-pressure atmosphere of a protective gas or an inert gas, such as. As argon, and a
kohlenstoffhaltigen Gas, wie z. B. Ethen, durch das röhrenförmige Nickeltarget 32 geführt wird. Der Anteil des kohlenstoffhaltigen Gases bezüglich des Schutzgases beträgt zwischen 1 % und 5 %. carbonaceous gas, such as. Ethene, through the tubular nickel target 32. The proportion of the carbon-containing gas with respect to the protective gas is between 1% and 5%.
In der Beschichtungskammer 34 ist ein Plasmaprozess gezündet, wobei das Material des röhrenförmigen Targets 32 abgetragen wird. Dadurch wird die In the coating chamber 34, a plasma process is ignited, wherein the material of the tubular target 32 is removed. This will be the
Glasfaser 2 durch einen kombinierten Sputter- und Gasphasenabscheideprozess homogen beschichtet, wobei sich eine kohlenstoffhaltige Schicht ausbildet, in der voneinander getrennte Cluster von leitfähigem Material eingebettet sind. Die beschichtete Sensorfaser 2, 3 liegt dann auf der Zielspindel 33 vor und kann aus der Beschichtungskammer 34 entnommen werden und weiter bearbeitet werden. Beispielsweise können die Schutzschicht 6 und/oder die Abschirmung 7 in nachfolgenden Prozessen aufgebracht werden. Glass fiber 2 homogeneously coated by a combined sputtering and gas phase deposition process, forming a carbonaceous layer in which are embedded separate clusters of conductive material. The coated sensor fiber 2, 3 is then present on the target spindle 33 and can be removed from the coating chamber 34 and further processed. For example, the protective layer 6 and / or the shield 7 can be applied in subsequent processes.
Die Dicke der Sensorschicht 3 kann durch die Leistung des Plasmaprozesses und/oder durch die Geschwindigkeit, mit der der Faserkern 2 durch das röhrenförmige Target geführt wird, eingestellt werden. Auch kann durch negatives Vorspannen der Zielspindel 33 oder eines ausgangsseitigen Abschnittes der hergestellten Sensorfaser 1 der Sputterprozess als ein so genanntes Bias-Sputtern durchgeführt werden, durch das sich die Schicht-Eigenschaften der aufgebrachten Sensorschicht verbessert. The thickness of the sensor layer 3 may be determined by the power of the plasma process and / or by the speed at which the fiber core 2 passes through the plasma tubular target is guided, can be adjusted. Also, by negatively biasing the target spindle 33 or an output side portion of the manufactured sensor fiber 1, the sputtering process can be performed as a so-called bias sputtering, which improves the film characteristics of the applied sensor layer.
Alternativ kann zum Herstellen einer metallhaltigen Kohlenstoff-Sensorschicht, d.h. einer Sensorschicht, die keinen Wasserstoff enthält, vorgesehen sein, dass das Target 32 für einen PVD-Prozess ein metall- und kohlenstoffhaltiges Material umfasst. Ein Beispiel für ein solches Target 32 ist in Fig. 1 1 dargestellt. Das Target 32 kann mit ringförmigen, in axialer Richtung aufeinander, z.B. wechselweise angeordneten Metallscheiben 38 und Graphitscheiben 37 bzw. Metall- und Alternatively, for producing a metal-containing carbon sensing layer, i. a sensor layer containing no hydrogen may be provided that the target 32 for a PVD process comprises a metal and carbonaceous material. An example of such a target 32 is shown in FIG. 11. The target 32 may be annular, in the axial direction, e.g. alternately arranged metal discs 38 and graphite discs 37 and metal and
Graphitringen aufgebaut sein, die zusammen das röhrenförmige Target 32 bilden. Die Dicken der einzelnen Metall- 38 und Graphitscheiben 37 bestimmen die Graphite rings are formed, which together form the tubular target 32. The thicknesses of the individual metal 38 and graphite disks 37 determine the
Zusammensetzung des gesputterten Schichtmaterials, d.h. den Anteil des kohlenstoffhaltigen Materials zu dem Clustermaterial. Als Gasatmosphäre wird dann vorzugsweise reines Inertgas, wie z.B. Argon, ohne Zusatz eines Composition of the sputtered layered material, i. the proportion of the carbonaceous material to the cluster material. As the gas atmosphere, pure inert gas, such as e.g. Argon, without the addition of one
kohlenstoffhaltigen Gases verwendet. Werden für das Target 32 Nickelringe und Graphitringe 37 verwendet, so wird eine kohlenstoffhaltige Sensorschicht mit Nickel-Clustern ausgebildet. carbonaceous gas used. If nickel rings and graphite rings 37 are used for the target 32, then a carbon-containing sensor layer with nickel clusters is formed.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Sensorfaser (1 ) zum Messen einer Verformung, umfassend: 1 . Sensor fiber (1) for measuring deformation, comprising:
- einen zumindest an seiner Mantelfläche nicht leitenden Faserkern (2); - A non-conductive at least on its lateral surface fiber core (2);
- eine den Faserkern (2) umgebende Sensorschicht (3); a sensor layer (3) surrounding the fiber core (2);
wobei die Sensorschicht (3) ein kohlenstoffhaltiges Material enthält, in das Cluster (4) aus leitfähigem Clustermaterial eingebettet sind, wobei die Cluster (4) durch das kohlenstoffhaltige Material voneinander getrennt sind.  wherein the sensor layer (3) contains a carbonaceous material in which clusters (4) of conductive cluster material are embedded, the clusters (4) being separated from each other by the carbonaceous material.
2. Sensorfaser (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der Faserkern vollständig aus einem elektrisch nicht-leitenden Material gebildet ist oder einen an seiner 2. sensor fiber (1) according to claim 1, wherein the fiber core is formed entirely of an electrically non-conductive material or one at its
Mantelfläche isolierten elektrischen Leiter umfasst.  Lateral surface comprises insulated electrical conductors.
3. Sensorfaser (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Sensorfaser (1 ) eine die Sensorschicht (3) umgebende nicht-leitende Schicht (6) umfasst, die als Isolationsschicht und/oder Schutzschicht dient. 3. sensor fiber (1) according to claim 1 or 2, wherein the sensor fiber (1) comprises a sensor layer (3) surrounding non-conductive layer (6), which serves as an insulating layer and / or protective layer.
4. Sensorfaser (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Sensorfaser (1 ) eine die Sensorschicht (3) umgebende elektrisch leitende Abschirmung (7) umfasst. 4. sensor fiber (1) according to one of claims 1 to 3, wherein the sensor fiber (1) comprises a sensor layer (3) surrounding electrically conductive shield (7).
5. Sensorfaser (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorfaser (1 ) mehrere Sensorabschnitte (17) umfasst, die durch mindestens eine elektrisch leitende Leiterschicht (16) definiert sind, die in einem Bereich der Sensorfaser (1 ) unmittelbar auf die Sensorschicht (3) aufgebracht ist. 5. sensor fiber (1) according to one of claims 1 to 4, wherein the sensor fiber (1) comprises a plurality of sensor sections (17) which are defined by at least one electrically conductive conductor layer (16) in a region of the sensor fiber (1) directly is applied to the sensor layer (3).
6. Sensorelement umfassend: 6. Sensor element comprising:
- ein Trägermaterial (1 1 );  - A carrier material (1 1);
- mindestens eine Sensorfaser (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die auf das Trägermaterial (1 1 ) aufgebracht oder in das Trägermaterial (1 1 ) eingebracht ist. - At least one sensor fiber (1) according to one of claims 1 to 5, which is applied to the carrier material (1 1) or introduced into the carrier material (1 1).
7. Sensorelement nach Anspruch 6, wobei Kontaktflächen (12) zum 7. Sensor element according to claim 6, wherein contact surfaces (12) for
Kontaktieren der Sensorfaser (1 ) vorgesehen sind.  Contact the sensor fiber (1) are provided.
8. Sensorelement nach Anspruch 7, wobei das Trägermaterial (1 1 ) mit 8. Sensor element according to claim 7, wherein the carrier material (1 1) with
mehreren parallel angeordneten Sensorfasern (1 ) versehen ist, wobei die Kontaktflächen zum Kontaktieren der einzelnen Sensorfasern (1 ) an einer Kontaktleiste (12) an einem Ende des Trägermaterials (1 1 ) angeordnet sind, wobei zwischen jeweils zwei der Sensorfasern (1 ) an verschiedenen  a plurality of parallel sensor fibers (1) is provided, wherein the contact surfaces for contacting the individual sensor fibers (1) on a contact strip (12) at one end of the carrier material (1 1) are arranged, wherein between each two of the sensor fibers (1) at different
Positionen entlang der Erstreckung der Sensorfasern (1 ) in dem  Positions along the extension of the sensor fibers (1) in the
Trägermaterial elektrisch leitende Verbindungen (15) angeordnet sind.  Support material electrically conductive connections (15) are arranged.
9. Textiles Gewebe mit einem oder mehreren Sensorfasern (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5. 9. Textile fabric with one or more sensor fibers (1) according to one of claims 1 to 5.
10. Verfahren zum Herstellen einer Sensorfaser (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein PVD-Prozess mit einem Sputtermaterial von einem 10. A method of manufacturing a sensor fiber (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein a PVD process with a sputtering material of a
röhrenförmigen Target (32) auf einen Faserkern (2) unter einer reaktiven Atmosphäre eines kohlenstoffhaltigen Gases, das insbesondere Ethan, Ethen oder Ethin enthält, durchgeführt wird, so dass das kohlenstoffhaltige Gas dissoziiert und eine kohlenstoffhaltige Schicht auf einer Oberfläche des Faserkerns (2) abgeschieden wird, in der Cluster (4) des Sputtermaterials eingebettet sind, wobei der Faserkern durch ein röhrenförmiges Target geführt wird, während er beschichtet wird.  tubular target (32) is performed on a fiber core (2) under a reactive atmosphere of a carbonaceous gas containing, in particular, ethane, ethene or ethyne, so that the carbonaceous gas dissociates and a carbonaceous layer is deposited on a surface of the fiber core (2) is embedded in the clusters (4) of the sputtering material, the fiber core being passed through a tubular target while it is being coated.
1 1 . Verfahren zum Herstellen einer Sensorfaser (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein PVD-Prozess von einem röhrenförmigen Target (32) mit kohlenstoffhaltigem Material und mit metallhaltigem Material auf einen Faserkern (2) unter einer nicht-reaktiven Atmosphäre eines Inertgases durchgeführt wird, so dass eine kohlenstoffhaltige Schicht aus dem 1 1. A method of manufacturing a sensor fiber (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein a PVD process is performed from a tubular target (32) of carbonaceous material and metal-containing material to a fiber core (2) under a non-reactive atmosphere of an inert gas so that a carbonaceous layer from the
kohlenstoffhaltigen Material auf einer Oberfläche des Faserkerns (2) abgeschieden wird, in der Cluster (4) des metallhaltigen Materials eingebettet sind, wobei der Faserkern (2) durch ein röhrenförmiges Target (32) geführt wird, während er beschichtet wird. Carbonaceous material is deposited on a surface of the fiber core (2) embedded in the clusters (4) of the metal-containing material with the fiber core (2) being passed through a tubular target (32) while it is being coated.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei das Target aus aufeinander, 12. The method of claim 1 1, wherein the target of each other,
insbesondere wechselweise, aufgesetzten Ringen (37, 38) aus dem kohlenstoffhaltigem Material und aus dem metallhaltigen Material gebildet ist.  in particular alternately, mounted rings (37, 38) is formed from the carbonaceous material and from the metal-containing material.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Faserkern (2) während des PVD- Prozesses auf eine Temperatur unter 600°C, 13. The method according to any one of claims 10 to 12, wherein the fiber core (2) during the PVD process to a temperature below 600 ° C,
insbesondere auf eine Temperatur zwischen 150°C und 300°C, aufgeheizt wird.  in particular to a temperature between 150 ° C and 300 ° C, is heated.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der PVD-Prozess in einer Beschichtungskammer (35) durchgeführt wird, wobei die Sensorfaser (1 ) beim oder hinter dem Ausgang der Beschichtungskammer (35) an eine negative Biasspannung angeschlossen wird, so dass der im Inneren der Beschichtungskammer (35) befindliche Abschnitt der Sensorfaser (1 ) elektrisch vorgespannt ist, um ein Bias-Sputtern durchzuführen. 14. The method according to any one of claims 10 to 13, wherein the PVD process is carried out in a coating chamber (35), wherein the sensor fiber (1) at or behind the output of the coating chamber (35) is connected to a negative bias voltage, so that the portion of the sensor fiber (1) located inside the coating chamber (35) is electrically biased to perform bias sputtering.
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