FMD-Equipment im Einsatz beim Kabelmonitoring

Dr. Alexander Weiß hat im Januar 2021 die Leitung der Abteilung Multi Device Integration beim Fraunhofer ENAS übernommen. Im aktuellen Projekt »Kabelmonitoring«, in dem Herr Weiß aktiv ist, kommt Equipment zum Einsatz, das im Rahmen der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) beschafft wurde. Auch sonst spielt die FMD für den Wissenschaftler eine wichtige Rolle in seinem beruflichen Alltag.

Dr. Alexander Weiß.
© Fraunhofer ENAS
Ein Prototyp des Sensors, der an eine Steckverbindung angebracht wurde.

Dr. Weiß, womit beschäftigen Sie sich in Ihrer neuen Rolle?

Als erstes habe ich mich auf Organisatorisches konzentriert und einige Prozesse in der Abteilung neu aufgesetzt. Aktuell widme ich mich vor allem den strategischen Themen. Dabei geht es auch um unsere Rolle in der FMD. Grundsätzlich ist die Abteilung Multi Device Integration (MDI) nach wie vor Entwicklungspartner für neuartige Sensoren und Aktoren und deren Integration in applikationsnahe Systeme. Mit unseren zentralen Themenfeldern können wir wesentliche Beiträge in den FMD-Technologieplattformen »Sensorsysteme« und »MEMS-Aktoren« sowie deren weitergehende Anwendung innerhalb der FMD leisten. Letztlich ist auch hier für uns wichtig, dass wir auf Basis unserer Expertise durch anwendungsorientierte Forschung in den genannten Themenfeldern den Stand der Technik bereichern und zukünftig Wachstumsfelder besetzen.

Wie unterstützt die FMD Sie bei Ihrer Arbeit?

Die FMD bietet uns als Institut und als Abteilung einen großen Mehrwert. Das fängt bei institutsübergreifenden Kooperationen in internen Projekten an und geht weiter über gemeinsame Initiativen in Verbundprojekten sowie Industriekooperationen und setzt sich top-down bei der wunderbaren Ausstattung fort, die ja durch die FMD finanziert wurden. Zwei Bespiele kann ich gleich an dieser Stelle nennen: unsere neue »Probestation für den MEMS-Funktionstest auf Waferlevel-Niveau« und unser »komplexes optisches Analytikcluster zur Charakterisierung von optoelektronischen Systemen«. 

Im Projekt Kabelmonitoring arbeiten Sie ja mit solchem Equipment. Was genau wird hier umgesetzt?

Die fehleranfälligsten Teile eines kabelgebundenen Stromnetzes sind Kabelverbindungen und Steckverbinder. Durch allmähliche Degradation der Kabelisolierung in Kombination mit hoher Spannung bilden sich zunehmend Teilentladungen aus. Letztlich gehen diese in extrem hohe Kurzschlussströme über. Die daraus resultierende Wärmeentwicklung führt schließlich zur Zerstörung. In diesem Projekt geht es darum, mit neuartigen Sensoren – in diesem Projekt beispielsweise einem Teilentladungssensor – autarke Multi-Sensor-Systeme zu entwickeln, die solche Fehler frühzeitig und zuverlässig erkennen. Die verwendeten Sensorknoten selbst bestehen aus einem drahtlosen Kommunikationsmodul, einem Stromwandlermodul und verschiedenen Sensoren zur Erfassung von Teilentladungen, Kabeltemperatur und äußeren Einflüssen wie Vibrationen oder Stößen. Mit der bereits angesprochenen Probestation charakterisieren wir hierbei beispielsweise die eingesetzten MEMS-Vibrationssensoren.

An welchem Projekt im FMD-Universum wären Sie außerdem gerne beteiligt?

Wir hören gegenwärtig viel von Quantencomputing und anderen fortschrittlichen Technologien. Ich könnte mir vorstellen, dass wir in der FMD gemeinsam quantenoptische Sensoren entwickeln.

 

Als Kind haben mich große Maschinen und das, was mit ihnen möglich ist, sehr fasziniert. Fast hätte ich nach meiner Schulausbildung dann Maschinenbau studiert. Aber beim Besuch der TU Chemnitz am Tag der Offenen Tür faszinierten mich die wissenschaftlichen Arbeiten, die auf Postern ausgestellt waren und die kleinen Mikrosysteme, die im Rahmen des damaligen Sonderforschungsbereichs SFB 379 – Mikromechanische Sensor- und Aktorarrays – erforscht wurden. So etwas hatte ich bis dahin noch nicht gesehen und mir war klar, dass das die Zukunft prägen wird. Umso mehr freue ich mich heute, wenn unsere Entwicklungen von kleinen Sensorsystemen auch an großen Maschinen, bspw. zur Zustandsüberwachung und vorausschauenden Instandhaltung, eingesetzt werden.

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