Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
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Gas- und Prozesstechnologie

»Mit unserem Know-how erweitern wir die Möglichkeiten der Messtechnik.«

Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Abteilung »Gas- und Prozesstechnologie« unter der Leitung von Prof. Dr. Jürgen Wöllenstein entwickeln Mess- und Regelsysteme nach kundenspezifischen Anforderungen. Kurze Messzeiten, hohe Präzision und Zuverlässigkeit, auch unter extremen Bedingungen, zeichnen diese Systeme aus.

Zu den Kompetenzen gehören unter anderem laserspektroskopische Verfahren für die Gasanalytik, energieeffiziente Gassensoren, Partikelmesstechnik, thermische Sensoren und Systeme sowie die nichtlineare Optik und Quantensensorik. Die Bandbreite der Anwendungen ist groß: Sie reicht von der Abgasanalyse über die Transportüberwachung von Lebensmitteln bis hin zu Sensoren und Systemen zur Messung kleinster Temperaturunterschiede.

Gruppen der Abteilung Gas- und Prozesstechnologie

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»Wir detektieren Gase mit integrierter Sensorik«

Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Gruppe »Integrierte Sensorsysteme« unter der Leitung von Dr. Marie-Luise Bauersfeld konzipieren, entwickeln und charakterisieren funktionale, gassensitive Materialien und Oberflächen sowie miniaturisierte Gassensorsysteme. Dazu werden Sensortechnologie und Elektronik in kompakten und kostengünstigen Mikrosystemen kombiniert.

»Wir entwickeln neuartige Laserlichtquellen«

Zentrale Forschungsthemen der Gruppe »Nichtlineare Optik und Quantensensorik«, die von Dr. Frank Kühnemann geleitet wird, sind die nichtlineare Frequenzkonversion und die Quantensensorik. Das Team entwickelt neuartige Laserlichtquellen, die auf Basis von Frequenzverdopplung, Summenfrequenzbildung oder optisch parametrischer Oszillation arbeiten. So entstehen beispielsweise Lichtquellen, die über weite Wellenlängenbereiche durchstimmbar sind oder Summenfrequenz-Konverter, die Strahlung aus dem mittleren Infrarot in den Bereich sichtbaren Lichts übertragen. Die Lichtquellen erweitern die Möglichkeiten der Messtechnik, beispielsweise bei der Gasspektroskopie, der Materialcharakterisierung oder bei holographischen Anwendungen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler greifen dabei auf umfangreiche Erfahrungen mit optischen Materialien wie zum Beispiel Lithiumniobat zurück. In der Quantensensorik liegt der Schwerpunkt auf der Evaluierung neuer Messverfahren, die auf der Nutzung speziell präparierter Photonenzustände beruhen.

»Wir messen präzise unter extremen Bedingungen«

Forschungsschwerpunkt der Gruppe »Spektroskopie und Prozessanalytik« unter der Leitung von Dr. Raimund Brunner ist die Entwicklung spektroskopischer Systeme zur Detektion und Analyse von Gasen, Flüssigkeiten. Die Basis der Arbeiten bilden langjährige Erfahrung in der Abgas- und Brenngasmesstechnik. Zum Einsatz kommen Methoden wie Raman-, ATR- oder Laserspektroskopie. Die Leistungen der Gruppe reichen von Laboruntersuchungen über die Entwicklung von Prototypen bis hin zur Produktentwicklung und Unterstützung bei der Aufnahme der Serienfertigung.

»Wir messen und simulieren thermische Eigenschaften«

Die Gruppe »Thermische Messtechnik und Systeme« unter der Leitung von Martin Jägle hat ihren Ursprung in der Dünnschichttechnologie für verschiedenste Anwendungen. Die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Gruppe entwickeln kundenspezifische Substrate, thermische Sensoren und Systeme aus unterschiedlichen Materialien. Flexible Substrate ermöglichen die Messung kleinster Temperaturunterschiede mittels sogenannter Kalorimeterchips oder die Bestimmung unterschiedlicher Materialparameter, wie etwa die thermische und elektrische Leitfähigkeit, mittels aufpressbarer Messstrukturen.