NAGY PONTOSSÁGÚ DŐLÉSÉRZÉKELŐ SZENZOR – MAGYAR INNOVÁCIÓ ELADÓ

innovd3.png

NAGY PONTOSSÁGÚ DŐLÉSÉRZÉKELŐ SZENZOR – MAGYAR INNOVÁCIÓ ELADÓ

Elsősorban vevőt keresünk az innovációra, de résztulajdonosként is bevásárolhatja magát cég vagy magánszemély, aki látja benne a jó üzleti lehetőséget.

Milyen stádiumban van?

Számos különböző elrendezésű prototípus készült és készül jelenleg is, hogy a felhasználási területeknek megfelelő igényekhez tudjuk őket igazítani. Eddig két prototípusfajtát értékesítettünk tesztelési célokra.

Eddig elért eredmények, az innováció várható társadalmi hasznossága

A szenzor felhasználási lehetőségei között szerepelhet épületek megsüllyedésének hosszútávú és nagy pontosságú IoT monitorozása, olajfúrófejek pozíciójának pontos mérése, vagy használható például geodéziai mérőállomások pontosságának növelésére is.

 Referenciák, díjak, médiamegjelenések

  • A projekt a HackadayPrize2016 nemzetközi hardverfejlesztői és innovációs versenyen világszerte több mint 1.000 pályázóból IV. helyezést ért el.
  • A projektben részt vevő középiskolás diák a 26. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Versenyen első helyezést ért el.
  • A projektet bemutattuk az MTVA Tudós Társaság 2016. decemberi műsorában.

 A továbblépéshez szükséges

Segítséget nyújtana számunkra olyan befektető bekapcsolódása, aki a további fejlesztéshez szükséges eszközparkot és a jövőben akár vevőköri hátteret tudna biztosítani, amellyel további felhasználás orientált szenzortípusokat tudunk fejleszteni.

innovation.jpg

Az innováció rövid leírása

Az FCDT (Ferrofluid Core Differential Transformer) egy új típusú, nagy pontosságú dőlésérzékelő szenzor, amely lényegében egy ferrofluidum maggal ellátott differenciál transzformátor. A magban található mágneses folyadékot tekercsek veszik körül, amelyek között a mágneses folyadék mint induktív csatoló működik. Amikor megdöntjük a szenzort, a ferrofluidum elmozdul, és ezt a tekercsek segítségével mérjük.

A ferrofluidumok olyan mágneses tulajdonságokkal rendelkező víz- vagy olajbázisú kolloid keverékek, amelyek nanoméretű ferromágneses részecskéket tartalmaznak. Kutatásunk célja egy teljesen új mérési eljárás kifejlesztése volt, aminek keretében egy ferrofluidummal működő, nagy pontosságú dőlés- és gyorsulásérzékelő szenzort építettünk és teszteltünk.

innovd1.jpg

A szenzor működésében egy LVDT (Linear Variable Differential Transformer) hosszmenti elmozdulást érzékelő szenzorhoz hasonlít, amely egy elmozduló vasmagból és három tekercsből áll. A három tekercs egymás mellett helyezkedik el, középen a primer, kétoldalt pedig a kettő egymással ellentétes irányban tekercselt szekunder. A primer tekercset váltófeszültséggel gerjesztik, így a vasmag pozíciójától függően különböző feszültségek indukálódnak a szekunder tekercsekben, amely feszültségek különbsége adja a szenzor kimeneti jelét.

Az általunk kifejlesztett megoldásban a vasmagot egy ferrofluidummal részben megtöltött cellával helyettesítettük. Az így kapott eszköz egy ferrofluidum maggal ellátott differenciál transzformátor (FCDT). A ferrofluidum a cella vízszintes helyzetében egyenlő arányban oszlik el a tekercsek által körbeölelt három térrészben.

Amikor azonban valamely irányba megdöntjük vagy gyorsítjuk a cellát a tekercsek tengelyének irányában, kihasználhatjuk, hogy a vasmaggal ellentétben a ferrofluidum folyadék. A megdöntéskor/gyorsításkor a három térrészben különböző mennyiségű ferrofluidum található. Az eredmény az LVDT vasmagjának elmozdításához hasonlatos, a két szekunder tekercsben indukálódó feszültség megváltozik, ezáltal mérhetővé válik a cella dőlésszöge vagy gyorsulása is.

innovd2.jpg

Az érzékelési tartomány és a szenzor érzékenysége a tekercsek és a ferrofluidum cella méretarányaitól függ, így az igényeknek megfelelően tervezhetők. A tesztek során készítettünk lineáris és toroidális elrendezésű verziókat, és kipróbáltunk számos csévetest anyagot, valamint ferrofluidum típust is. Készítettünk analóg és digitális kimeneti jelű prototípusokat is.

Az egy egyenes mentén tekercselt verzió tízezred fokos felbontással rendelkezett, ami más méretarányok alkalmazásával tovább javítható. A toroidálisan tekercselt, önmagába záródó cellával rendelkező verzió kiváló linearitással és virtuálisan végtelen mérési tartománnyal bírt, bár a felbontása és érzékenysége elmarad a lineáris változatétól.

A jelenleg a piacon megtalálható MEMS (Mikro-elektromechanikai) dőlésszög szenzorok tipikus felbontása század-, illetve ezredfok körüli, tehát az elkészült szenzor, ha méretben még nem is, de pontosságban már felül tudja múlni a piaci eszközök jelentős részét.

Az általunk épített szenzorok nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, megfelelően alacsony viszkozitású ferrofluidumot alkalmazva pedig a szenzorok reakcióideje is megfelelő.

innovd3.jpg

Lehetséges felhasználási lehetőségei között szerepelhet épületek megsüllyedésének hosszútávú és nagy pontosságú IoT (Internet of Things) monitorozása. Ekkor az épület alapjának különböző pontjain elhelyezett IoT-képes FCDT-ék segítségével vizsgálhatjuk az épület dőlését. Ezek használatával valós időben követhetjük az épület alapjának állapotát az interneten keresztül.

A szenzor nagy érzékenységének okán helyettesítheti a geodéziai mérőállomásokban található dőlésszögmérőket, ezzel is növelve azok pontosságát. Emellett bármely olyan felhasználási területen alkalmazható, ahol nem a gyorsan lejátszódó folyamatok vizsgálata, hanem a nagy pontosságú, statikus dőlésszögmérés játszik fontos szerepet.

További részletes információ az IMN-től kérhető. Bármilyen kérdés esetén forduljanak hozzánk bizalommal. www.intercontact.hu