Operation of Tekscan-Systems

Operation of Tekscan-Systems

Tausende Sensorzellen in hauchdünnen Foliensensoren detektieren
Flächenpressung und Druckverteilung.

Die Tekscan I-Scan Systeme dienen in ihrer ganz besonderen Art und Weise dazu, mit ihren Matrix-Foliensensoren die Druckverteilung, Flächenpressung und Kraftverteilung, welche auf eine Fläche statisch oder dynamisch einwirkt, zu bestimmen. Dies geschieht durch sehr dünne (ca. 100μm) elektronische Messfolien, in denen mehrere tausend Sensorzellen eingebettet sein können. Die Form der Sensorfolien kann je nach Anwendung variieren und eine maximale Größe von ca. 60cm x 80cm erreichen. Es stehen Foliensensoren für Druckbereiche von einigen Kilo-Pascal ( ~4 psi / 28kpa ) bis hin zu sehr hohen Flächenpressungen ( ~30.000psi / 200Mpa ) zur Verfügung.

Der Foliensensor besteht aus zwei sehr dünnen, flexiblen Polyesterfolien auf denen Leiterbahnen gedruckt werden. Auf einer der beiden Innenseiten des Sensors werden “Spalten“, auf der anderen Seite “Reihen“ gedruckt. Legt man nun die beiden Folien aufeinander, so entsteht eine Matrix. Bevor jedoch dies in der Fertigung geschieht, wird die Innenseite der Sensorfolien mit einem patentierten halbleitenden Coating (Tinte) benetzt. Wenn nun die beiden Folien aufeinander gelegt werden, entsteht an jedem Kreuzungspunkt der Matrix ein Sensorelement oder eine Sensor-Zelle. Der Abstand der Reihen und Spalten kann auf ca. 0.64 mm minimiert werden, so dass eine extrem hohe Sensorzellendichte von bis zu ca. 248 Sensorzellen je cm² erreicht wird. Eine Sensormatrix kann üblicherweise bis zu 2288 Sensorzellen beinhalten. Durch unterschiedliche Anordnungen von Zeilen und Spalten können spezielle Sensorformen und Sensorgrößen hergestellt werden. Ein bereits bestehendes, spezielles Sensordesign für Messungen an Reifen verfügt über 133408 Sensorzellen !

Das Mess-Prinzip
Jeder Kreuzpunkt der Matrix stellt einen variablen Widerstand dar. Im unbelasteten Zustand ( es wirkt keine Kraft auf die Sensoroberfläche) ist der Widerstand am größten. Mit zunehmender Kraft wird der Widerstand geringer. Über einen Prozessor gesteuerten Multiplexer wird jeder Zellen-Widerstand (Kreuzpunkt der Matrix) beschaltet und vermessen. Die spezielle Elektronik verhindert eine gegenseitige Beeinflussung der Zellen.

 

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