Thermische Messtechnik und Systeme

Die Gruppe entwickelt thermische Sensoren aus unterschiedlichen Materialien und Systeme zur temperaturabhängigen Materialcharakterisierung. Flexible Substrate ermöglichen die Messung kleinster Temperaturunterschiede mithilfe sogenannter Kalorimeterchips oder die Bestimmung unterschiedlicher Materialparameter, wie etwa die thermische und elektrische Leitfähigkeit, mittels aufpressbarer Messstrukturen. Mikrostrukturen und Mikrosysteme zur temperaturabhängigen Bestimmung von Materialparametern – wie z. B. Thermopiles – entwickeln wir exakt zugeschnitten auf die jeweilige Anwendung. Unsere Fluidsensoren auf Polymersubstraten werden beispielsweise zur Überwachung der Ölqualität eingesetzt. In der Gruppe entwickelte Fouling-Sensoren erfassen die Belagsbildung in Industrieanlagen quantitativ. Zur thermischen Impedanzanalyse nutzen wir gekoppelte thermisch-elektrische Finite-Elemente-Simulationen. Des Weiteren verfügt die Gruppe über Kompetenzen in der Modellierung und Validierung von gekoppelter thermisch-elektrisch-mechanischer Effekte in Mikrosystemen ebenso wie in größeren Systemen wie z. B. in Energiespeichern für geothermische Anwendungen.

Maßgeschneiderte Mikrostrukturen

  • Mikrostrukturen für organische Elektronik, Heizer und Mikrofluidik mit Strukturgrößen von typischerweise 1 µm
  • Thermopile-Sensoren, Fouling-Sensoren, kalorimetrische Sensoren
  • thermische Sensoren zur Bestimmung von Materialparametern, insbesondere Wärmeleitfähigkeit
  • elektronische Zungen

Thermische Messsysteme

  • Messsysteme zur Bestimmung elektrischer Leitfähigkeit, Ladungsträgerkonzentration, Seebeck-Koeffizient und Majoritätsladungsträgern, z. B. mittels Hall-Messungen an Halbleitern bei Temperaturen von –200 bis +800 °C
  • Systeme zur Messung thermischer Eigenschaften von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen, z. B. mittels elektrischer und thermischer Impedanz (3-Omega-Methode)

Simulation physikalischer Prozesse

  • gekoppelte Finite-Elemente-Simulationen (FEM)
  • Strömungssimulationen (CFD) gekoppelt mit thermischer Analyse
  • Simulationen zu geothermischen Vorgängen und zur Konzeption von Energiespeichern
  • thermisches Management zur Validierung von Systemen