許多數(shù)字化過程依賴于功能日益強(qiáng)大的傳感器以及其他測試和測量技術(shù)收集的數(shù)據(jù)。處理此數(shù)據(jù)時，它將提供有關(guān)操作環(huán)境的準(zhǔn)確和可靠的信息。

當(dāng)今數(shù)字時代的許多創(chuàng)新都依賴于將信息從現(xiàn)實世界傳輸?shù)綌?shù)字宇宙的能力，例如手勢識別，非接觸式材料測試和人工呼吸方面的進(jìn)步。在此類應(yīng)用中，傳感器和其他測試與測量系統(tǒng)可以等同于支持技術(shù)，因為許多新的開發(fā)都基于它們。在今年的Sensor + Test（全球該領(lǐng)域的領(lǐng)先論壇）上，弗勞恩霍夫（Fraunhofer）將再次展示構(gòu)成其廣泛技術(shù)組合的許多領(lǐng)域的研究實例。

廣譜非接觸材料測試

太赫茲成像是一項新技術(shù)，正在越來越多地用于監(jiān)視工業(yè)過程和測試新材料。這種非接觸式方法可用于測量涂層厚度，分析聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)或檢測非導(dǎo)電材料中的缺陷。HHI的弗勞恩霍夫電信研究所，Heinrich Hertz研究所將展示下一代光纖耦合太赫茲收發(fā)器。集成的傳感器探頭允許垂直于測試樣品表面進(jìn)行反射測量，并且可以與市售太赫茲測量系統(tǒng)結(jié)合使用而無需修改。

減少機(jī)器停機(jī)時間，制造缺陷和廢品率

弗勞恩霍夫數(shù)字媒體技術(shù)研究所IDMT將展示如何使用基于產(chǎn)品和過程參數(shù)的音頻傳感以及機(jī)器學(xué)習(xí)的非接觸，非破壞性測試方法來確保工件和組件的質(zhì)量。參觀者可以在一系列交互式展覽中了解有關(guān)此方法的更多信息，該方法可用于監(jiān)視生產(chǎn)過程和執(zhí)行最終產(chǎn)品測試。

為傳感器提供微小振動產(chǎn)生的能量

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的挑戰(zhàn)之一是如何為無線傳感器供電-弗勞恩霍夫集成電路研究所IIS通過開發(fā)能量收集解決方案正在解決這個問題。即使以60赫茲的頻率產(chǎn)生100毫克壓力的最輕微振動也足以使振動變壓器產(chǎn)生操作多個傳感器并每秒傳輸一次數(shù)據(jù)所需的電能。最大功率點(diǎn)跟蹤器提供了一種有效的方法來控制電荷轉(zhuǎn)換器，從而確保最大的發(fā)電量。能量收集解決方案可在設(shè)備運(yùn)行時為電池充電，從而使IoT傳感器的設(shè)計具有無限的使用壽命，而無需使用電源線或更換電池。

用于低成本芯片尺寸光譜儀的CMOS光學(xué)濾波器

鑒于六波段多光譜傳感器的價格已經(jīng)很高，具有六個以上光譜帶的傳感器對于許多價格敏感市場的應(yīng)用來說太昂貴了。Fraunhofer IIS開發(fā)的nanoSPECTRAL技術(shù)基于光學(xué)納米結(jié)構(gòu)，可直接在CMOS半導(dǎo)體工藝中與光學(xué)傳感器元件一起以極具成本效益的方式單片生產(chǎn)所需的光學(xué)濾光片。展會上展示的芯片尺寸光譜儀已經(jīng)具有30多個光譜帶，因此適用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用，分析，食品分析和醫(yī)療應(yīng)用。

根特勒人工呼吸

為了使患者的不適感最小化，用于施加人工通氣的設(shè)備必須根據(jù)所討論的患者迅速且精確地調(diào)節(jié)至多個參數(shù)。對于新生兒或嬰兒來說，這一點(diǎn)尤其重要，因為他們的肺是如此之細(xì)，以至于每次呼吸只能吸入幾毫升的空氣，而且如此脆弱，以至于任何過大的壓力都可能導(dǎo)致永久性傷害。這就是為什么呼吸機(jī)必須能夠在幾分之一秒內(nèi)響應(yīng)自發(fā)性呼吸的第一個癥狀。弗勞恩霍夫工業(yè)工程與自動化研究所IPA開發(fā)了一種新技術(shù)，該技術(shù)使幾乎可以在沒有身體接觸的情況下立即檢測到自發(fā)性呼吸運(yùn)動。這為高度靈活的呼吸輔助設(shè)備開辟了道路，

基于超聲波的手勢識別

弗勞恩霍夫州光子微系統(tǒng)研究所IPMS的一組研究人員正在使用一類新型的微機(jī)械超聲換能器，以可靠地檢測在500厘米范圍內(nèi)的三維距離變化，運(yùn)動模式和手勢。小型化的元件價格便宜，可以產(chǎn)生并產(chǎn)生高聲壓，并具有頻率響應(yīng)，可以將其調(diào)諧到距離和靈敏度之間的最佳平衡。非接觸式運(yùn)動傳感器的應(yīng)用包括自動化和安全系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備，汽車工業(yè)，娛樂電子設(shè)備和家用電器。Fraunhofer IPMS將在Sensor + Test上展示其首批功能演示器之一。

袖珍實驗室，用于監(jiān)測水質(zhì)

高度選擇性和靈敏的自主測試系統(tǒng)能夠檢測廢水中痕量的預(yù)定義化學(xué)物質(zhì)（在微摩爾范圍內(nèi)）。這個袖珍實驗室的用途包括評估水體的質(zhì)量。它的主要組件是基于微流體技術(shù)的化學(xué)傳感器，因此其設(shè)計非常緊湊。通過將系統(tǒng)的尺寸減小到如此小的尺寸，它可以在原地運(yùn)行而無需人工干預(yù)。由該歐盟資助的項目的11個合作伙伴財團(tuán)包括弗勞恩霍夫可靠性與微集成研究所IZM和弗勞恩霍夫集成電路研究所IIS。

高性能氫傳感器

弗勞恩霍夫化學(xué)技術(shù)學(xué)院ICT與工業(yè)合作伙伴LAMTEC合作開發(fā)了一種極為靈敏的氫傳感器，這是一項公共資助的研究項目的一部分。低氫濃度測量傳感器（LHyCon）可以代替標(biāo)準(zhǔn)的基于氦氣的檢漏儀，具有很高的測量靈敏度，而且其成本要比具有同類性能的其他方法低得多。