Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts »eHarsh« wird eine Technologieplattform geschaffen, auf deren Basis zukünftige Sensorsysteme für extrem raue Umgebungen entwickelt und aufgebaut werden können. Die Forschungsarbeit im Projekt umfasst folgende Themenbereiche:
- robuste Sensoren, z.B. Druck- und Temperatursensoren sowie integrierte Schaltungen und Systemkomponenten für den Einsatz bis 300°C bzw. 500°C
- 3D-Integration und hermetisch dichte Verkapselung auf Systemebene als »System-Scaled Package« unter zeitgleichem Medienzugang zu den Sensoren
- erweiterte Zuverlässigkeitsanalysen und -modelle: Analytik und Testverfahren für die verschiedenen Belastungen, auch in deren Kombination
- Verständnis des Material-Einsatzverhaltens bzgl. Defektrisiken und Degradationsmechanismen
Die Technologien werden anhand von Demonstratoren aus den Bereichen Triebwerk / Turbine und Geothermie entwickelt und evaluiert.
Forschungsschwerpunkt Fraunhofer IPM
- Thermisch-elektrische Impedanz-Spektroskopie zur Medienanalyse: Diese dient der Klassifizierung der kontaktierten Medien, unterteilt nach Leitfähigkeit und Kapazität (thermisch und elektrisch). Medien können das umgebende Fluid oder die Wand der Bohrung sein, aber auch z.B. sensitive Schichten mit zusätzlichen Informationen wie Art der Mineralisierung oder Kohlenwasserstoffkonzentration.
- Harsh Environment (HE) Lab: Zur Charakterisierung des Sensorsystems wird am Fraunhofer IPM ein »Harsh-Environment (HE) Lab« aufgebaut, in dem die Bedingungen bei geothermischen Bohrungen nachgebildet werden können.
Projektfinanzierung
Das Projekt eHarsh wird im Rahmen der Initiative »Leitprojekte – Schnelle Umsetzung für den Markt« von der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert.
Projektpartner
- Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS (Projektkoordination)
- Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI
- Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS
- Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
- Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
- Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
- Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
- Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Projektlaufzeit
Juni 2017 bis Dezember 2020