AMA Innovationspreis 2016 - Die Bewerber
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AMA Innovationspreis 2016 Die Bewerber
AMA Innovationspreis 2016: Die Bewerber
Sehr geehrte Damen und Herren,
entdecken Sie mit uns die neuesten Entwick- der eingereichten Forschungs- und Entwicklungsleistungen.
lungen auf dem Gebiet der Sensorik und Wissenschaftliche Basisentwicklungen müssen zumindest eine
Messtechnik. zeitnahe Umsetzung in wettbewerbsfähige Produkte erkennen
lassen.
Der AMA Verband für Sensorik und Mess-
technik e.V. verleiht den AMA Innnovations- Wir laden Sie ein, sich selbst einen Eindruck über die diesjähri-
preis seit sechzehn Jahren für außergewöhn- gen Einreichungen aus dem In- und Ausland zu verschaffen. Die
liche Neuentwicklungen aus der Sensorik eingereichten Lösungs- und Realisierungsansätze aus Forschung
und Messtechnik. Der AMA Innovationspreis und Industrie belegen einmal mehr, dass Sensorik und Mess-
gehört zu den renommiertesten Preisen der Branche und zeichnet technik die Schlüsselbranche technischer Innovationen ist.
die innovativen Forscher und Entwicklerteams aus, nicht die Institute
und Firmen dahinter. In diesem Jahr reichten 40 kreative Entwickler
und Entwicklerteams ihre innovativen Lösungsansätze ein. Prof. Dr. Andreas Schütze
Die Jury, die sich aus Wissenschafts- und Industrievertretern zusam- Juryvorsitzender
mensetzt, legt bei der Begutachtung besonderen Wert auf die Inno- AMA Innovationspreis
vationshöhe, die Originalität der Lösungen und die Marktrelevanz
2
Innovationen in der Übersicht
d‘Bioimager 5 Single-use,disposable biosensors for biomarker detections 10
Human gas sensor capsule as a novel diagnostic tool 5 Faseroptisches System zur verteilten Temperatur- und
Dehnungsmessung 11
Magnetische Durchflußzytometrie (MRCyte) 6
IgE Interaction Measurement System for Childhood Food Allergies 11
Nerven aus Glas – Faseroptische 3D-Positionierung
von Herzkathetern 6 Ultra-sensitive and selective sensor for detecting benzene vapors 12
Haptisches Assistenzsystem zur Koronarangiographie 7 Hochauflösender Strömungsprofilsensor 12
Hybrid Optical Sensor for Extreme Temperature Measurement 7 Encoder iCs, reflexiv, blau und linsenfrei (EncoderBlue®) 13
Nanoengineered acousto-electric mercury sensor Ein neuartiger photonischer Hochtemperatur-
for alumina refineries 8 Wirbeldurchflussmesser 13
3D Ultraschall Sensor 8 Intelligente Sensorik und Analysealgorithmen für low
frequency und SHM 14
Textilintegrierte 3- dimensionale Fussdrucksensorik 9
itom - eine Open-Source Steuerungs- und Auswertesoftware 14
Smart control of chemical gas sensors 9
Nanowire Photothermal Electrical Resonance Spectroscopy
Radar 2020: Systemkonzepte für das Radar der Zukunft 10 (N-PERS) 15
3
Innovationen in der Übersicht
imc CANSAS-IHR
Apparatus for electrochemical screening of multiple tumors 15 Messmodul zur präzisen Strommessung von 50 nA bis 50 A 20
A single channel general purpose DAQ device Kalibriernormal für Durchflusssensoren
NOMINIERT NOMINIERT
für den AMA für den AMA
d‘Bioimager Innovationspreis
2016 Human gas sensor capsule as a novel Innovationspreis
2016
diagnostic tool
Prof. Anand Asundi, Dr. Rachel Wang Ruiqi, Thomas Bourgade (Nanyang Prof. Kourosh, Kalantar-zadeh; Nam, Ha; Dr. Jian Zhen, Ou,
Technological University and d‘Optron Pte Ltd., Singapore), Dr. Zuo Chao Dr. Kyle, Berean (RMIT University, Melbourne)
(Nanjing University)
We have developed the world’s Professor Kourosh Kalantar-
first true 4D microscope came- zadeh and his colleagues from
ra that can be attached to any RMIT University, Australia have
existing light microscope. By invented „human gas sensor
providing previously unavailable capsules“ for clinical diagnostics
information on two additional di- and the assessment of food effect
© d‘Optron Pte Ltd.
mensions (Z,t), our camera promi- on individuals. This invention
© RMIT University, Australia
ses market disruption by changing presents the worlds first medical
the way the world looks at cells device for direct and non-invasive
and tissues in biomedicine. By combining the usage of electrical tunable profiling the gases of the gut.
lens and algorithms based on transport intensity equations, we are able This technology can be a critical
to obtain 3D quantitative phase information at nanometer-scale with diagnostic tool as these gases are biomarkers for assessing the state of
millisecond speeds. With our new camera add-on, we can penetrate health of the human gastrointestinal tract. The gas sensor capsule is a
the $4B global microscopy market. disruptive technology, which has been independently assessed to have a
very significant market value.
SONDERPREIS:
Junges Unternehm
en
Dr. Rachel Wang Ruiqi Prof. Kourosh Kalantar-zadeh
16 Nanyang Drive‚ 02-206 Tel. +65-67945315 124 La Trobe Street Tel. +61-399253254
63772 Singapore Fax +65-64025294 3001 Melbourne (Australia) Fax +61-99252007
rachelwang@doptron.com kourosh.kalantar@rmit.edu.au
www.doptron.com www.rmit.edu.au
5
NOMINIERT NOMINIERT
für den AMA für den AMA
Magnetische Durchflußzytometrie (MRCyte) Innovationspreis
2016 Nerven aus Glas – Faseroptische Innovationspreis
2016
3D-Positionierung von Herzkathetern
Dr. Oliver Hayden, Lukas Richter, Michael Helou, Mathias Reisbeck Prof. Dr. Wolfgang Schade, Dr. Martin Angelmahr (Fraunhofer HHI),
(Siemens Healthcare); Ronald Lehndorff (Sensitec); Ignaz van Domelein Christian Waltermann, Anna Lena Baumann (Photonik
(Sencio:); Mario Nitzsche (M2 Automation) Inkubator/Fraunhofer HHI), Philip Gühlke (Photonik Inkubator)
Die magnetische Durchflusszytome- Präzise Navigations- und Tra-
trie ermöglicht durch spezifische ckingsysteme sind von großer Be-
magnetische Markierung & einem deutung in der minimal-invasiven
rein magnetischen Workflow in ei- Radiologie und Chirurgie. Eine
ner Kartusche den Nachweis von neuartige dreidimensionale Form-
Zielzellfunktionen ohne Probenauf- und Bewegungserfassung mittels
© Siemens Healthcare GmbH
bereitung direkt im Patientenblut. faseroptischer Sensorik ermöglicht
Dies geschieht durch eine magne- eine Repositionierungsgenauig-
tische Laufzeitmessung des Signals keit von Herzkathtern < 1 mm und
© Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut
patientennah in einem Tischgerät in- trägt damit entscheidend zur Ver-
nerhalb weniger Minuten. Die hohe besserung des Erfolges sowie der
Messpräzision eröffnet Therapieentscheidungen mit instabilen zellulären benötigten Operationszeit der zu-
Biomarkern, die bisher bei konkurrierenden Verfahren keine Routineanwen- grunde liegenden medizinischen
dung erlaubten aufgrund hoher Investitionskosten und Spezialistenwissen. Behandlung bei. Die Markteinfüh-
rung erster faserbasierter Positioniersysteme ist für Anfang 2017 geplant.
Dr. habil. Oliver Hayden, MBA Prof. Dr. Wolfgang Schade
Günther-Scharowsky-Str. 1 Tel. +49-9131732804 Am Stollen 19H Tel. +49-532138168406
91058 Erlangen Fax +49-9131725948 38640 Goslar Fax +49-532138168403
oliver.hayden@siemens.com wolfgang.schade@hhi.fraunhofer.de
www.healthcare.siemens.com www.photonik-inkubator.de
6
NOMINIERT
für den AMA
Haptisches Assistenzsystem zur Innovationspreis
2016 Hybrid Optical Sensor for Extreme Temperature
Koronarangiographie Measurement
Nataliya Stefanova, Dr. Thomas Opitz; Dr. Thorsten Meiss, Prof. Dr.-Ing. Prof. Dr. Nabeel Riza
habil. Roland Werthschützky (TU Darmstadt, Institut EMK), Thomas (University College Cork and Nusensors, Inc., Cork)
Schobert (EPflex Feinwerktechnik GmbH), Stefan Völlmeke (CIS GmbH)
Die vorliegende Innovation be- The innovation is a patented no-
schreibt ein haptisches Kraft vel hybrid optical design physical
vermittelndes Assistenzsystem für sensor technology for extreme
Herzkatheterisierungen in der environments temperature measu-
medizinischen Diagnostik und rement that combines freespace
Therapie. Mit Hilfe dieses Assis- (wireless) and fiber-optics (wired),
© N. A. Riza, et.al
© Institut EMK
tenzsystems wird die Navigation single crystal and sintered Silicon
eines Führungsdrahtes in den Carbide (SiC) materials, and
Herzkranzgefäßen erleichtert und Black-Body radiation thermometry
die Möglichkeit des intuitiven Arbeitens durch den Kardiologen unterstützt. (pyrometry) with laser interferometry to provide robust extreme tempera-
Der Lösungsansatz beruht auf der Kraftmessung an der Führungsdrahtspit- ture measurement within a gas turbine. A first generation temperature
ze und der Rückführung der Kraftsignale in skalierter Form auf eine in den sensor has been tested in an industrial partner turbine rig. The tempe-
Behandlungsablauf integrierte haptische Bedieneinheit. rature probe has survived extreme temperature reaching 1600 ºC and
one month of rig operations.
Nataliya Stefanova Prof. Dr. Nabeel Riza
Merckstrasse 25 Tel. +4961511623878 College Road, Electrical Engg Tel. +353-214902210
64283 Darmstadt Fax +4961511623853 00000 Cork (Ireland) Fax +353-214902210
werthschuetzky@emk.tu-darmstadt.de n.riza@ucc.ie
www.emk.tu-darmstadt.de www.ucc.ie
7
Nanoengineered acousto-electric mercury sensor 3D Ultraschall Sensor
for alumina refineries
Prof. Suresh Bhargava Alexander Rudoy, Rinaldo Persichini
(Royal Melbourne Institute of Technology, Melbourne) (Toposens GmbH, München)
Novel electrochemical deposition of Toposens entwickelt einen Sensor
© Prof. Suresh Bhargava Mercury Sensor Schematic.jpg
gold nanostructures onto quartz crys- der mittels Ultraschall Objekte in
© Toposens GmbH
tal microbalance (QCM) produced Echtzeit in drei Dimensionen im
a highly robust, sensitive, selective Raum erkennen und ihre Position
and reusable mercury sensor for con- bestimmen kann. Damit haben wir
tinuously monitoring elemental mercury ein bisher einzigartiges System, da wir die Einzigen sind die mit Ultraschall
(Hg0) in alumina refineries. The sensor im Raum in 3D scannen können. Unsere Technologie basiert auf einem
is capable of readily detecting Hg0 selbst entwickelten Algorithmus.
levels of the order of 22µg/m3 or
2.5ppbv with 98% accuracy in the Wir nutzen somit in unserer Entwicklung die Vorteile von Ultraschall und bie-
presence of volatile organic compounds and high humidity levels. The en- ten damit einige wichtige Vorteile (kostengünstige Komponenten, Robustheit,
hanced selectivity and sensitivity of the sensor derive from the Hg sorption Energieeffizienz, kleine Baugröße etc.) gegenüber anderen 3D Sensoren.
sites on the nanoengineered gold structures which have been patented,
trialled and licensed.
Prof. Suresh Bhargava Alexander Rudoy
GPO BOX 2476 Tel. +61-399253365 Heßstraße 89 Tel. +49-15208690869
3001 Melbourne (Australia) 80797 München
suresh.bhargava@rmit.edu.au rudoy@toposens.de
www.toposens.com
8
Textilintegrierte 3- dimensionale Fussdrucksensorik Smart control of chemical gas sensors
Dr. Bernhard Brunner, Johannes Ziegler (Fraunhofer Institut für Silicat- Prof. Manuel Dominguez-Pumar, Lukasz Kowalski, (Universitat Politecnica
forschung (ISC), Würzburg) de Catalunya,Barcelona),
Johann Hauer (Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), Erlangen) Dr. Raul Calavia, Prof. Eduard Llobet (Universitat Rovira i Virgili,Tarragona)
Auf der Basis von polymeren Foli- A novel control loop for gas sensors based
en wurden kapazitive Drucksenso- on metal oxides has been designed to
ren entwickelt, die als elastische reduce their response and recovery times
Druckmessvorrichtung eine drei- to changes in the concentration of target
dimensionale Druckmessung am gases (typically from 10-20 minutes to less
Fuß ermöglichen. Zur Erhöhung than 20 seconds).
des Tragekomforts wurden diese
© Universitat Politecnica de Catalunya (UPC)
Drucksensoren mit elastischen The objective of the control loop is to set
Signalfäden in einen Strumpf in- a constant surface potential of the sensing
tegriert. layer. Variations in the target gases are
© Fraunhofer ISC
compensated by changes in the average
Eine kostengünstige 40-Kanal temperature of the sensing layer, which is
ASIC - Auswerteelektronik mit the new system output signal. The surface
drahtloser Datenübertragung auf ein Mobilfunkgerät komplettiert das potential is set using smart closed-loop
Messsystem für Langzeitmessungen von Druckverläufen am gesamten temperature modulations, based on sigma-
Fuß zur Anpassung von speziellen Diabetikerschuhen oder auch für die delta converters.
Laufoptimierung im Freizeitbereich.
Dr. Bernhard Brunner Prof. Manuel Dominguez-Pumar
Neunerplatz 2 Tel. +49-9314100416 UPC, Ed. C4. Jordi Girona 31 Tel. +34-934015679
97082 Würzburg Fax +49-9314100498 08034 Barcelona (Spain)
bernhard.brunner@isc.fraunhofer.de manuel.dominguez@upc.edu
www.isc.fraunhofer.de
9
Radar 2020: Systemkonzepte für das Radar Single-use,disposable biosensors for biomarker
der Zukunft detections
Prof. Dr. Werner Wiesbeck, Prof. Dr.-Ing. Thomas Zwick Prof. Chung Chiun Liu
(Karlsruhe Institut für Technologie, Karlsruhe) (Case Western Reserve University, Cleveland)
Die Radartechnik hat in den This is a single use, disposable in
© W. Wiesbeck, L. Sit, “Radar 2020: The Future of Radar Systems,”
vergangenen Jahren die Anpassung vitro biosensor for the diagnosis
© Case Western Reserve University
an den Stand der Technologie und and screening of biomarkers
Systemtechnik verpasst. Für das of various diseases, including
Radar der Zukunft wurde eine nahezu cancers. This diagnostic process
revolutionäre, neue Systemtechnik will not require biopsy using only
entwickelt: 3D-intelligente Signal- 15 µL or two drops of blood
codierung, - MIMO Radar, -Digitale sample. The biomarker reacts
Strahlformung, -Array Imaging und with a properly selected substrate producing hydrogen peroxide, H2O2.
Kombination Radar x Kommunikation = RadCom. H2O2 is then oxidized electrochemically generating a current which can
be used to quantify the level of the biomarker. This biosensor is thick-film
Damit wird die Radartechnik leistungsfähiger, flexibler, effizienter und printed or laser ablated in a cost effective manner making this single use
kostengünstiger. Ihre Anwendung erstreckt sich auf alle Bereiche der and disposable biosensor a reality.
Radartechnik, insbesondere auf automotive Radare, Industrie 4.0 und
militärische Anwendungen.
Prof. Dr. Werner Wiesbeck Prof.Chung Chiun Liu
Kaiserstr. 12 Tel. +49-72160842522 10900 Euclid Avenue Tel. +1-2163682935
76131 Karlsruhe Fax +49-72160845027 44106 Cleveland (USA) Fax +1-2163688738
werner.wiesbeck@kit.edu cxl9@case.edu
www.engineering.case.edu/profiles/cxl9
10Faseroptisches System zur verteilten Temperatur- und IgE Interaction Measurement System for Childhood
Dehnungsmessung Food Allergies
Alexander Rath, Dr. Benjamin Marx, Frederik Kolm, Andreas Schröder, Prof. Marco Mugnaini (University of Siena), Prof. Elio Novembre (University of
Christian Buntebarth, Dr. Albrecht Dreß, Dr. Wieland Hill (LIOS Technology Florence), Dr. Neri Pucci (Paediatric Hospital Meyer Fundation, Florence)
GmbH, Köln)
Das faseroptische Messsystem The aim of this invention is to provide
für ortsaufgelöste Temperatur- und an alternative and more efficient
Dehnungsmessungen beruht auf einem screening test in order to monitor the
© LIOS Technology GmbH 2015
neuen Detektionsschema, mit dem interaction of the IgE protein once in
eine herausragende Messqualität contact with the allergen in an allergic
© University of Siena
bei Verwendung einer einzelnen subject. The idea relies on the fact that
optischen Faser erzielt wird. Mit dem the interaction between the IgE and
Gerät werden anwendungsrelevante the corresponding allergen happens
Orts- und Temperatur- und Dehnungsauflösungen über große Entfernungen through a bonding mechanism. According to this interaction it is possible
realisiert. Außerdem kann auf Faserschleifen verzichtet werden. Damit that some of the free protons (electrons) of the IgE structure bind to the
erschließen sich neue Anwendungen, z.B. Temperaturüberwachung von allergen structure changing the ionic content of the medium, that can be
Hochspannungs-Seekabeln, Leckdetektion an Pipelines und Überwachung monitored through impedenzimetric measurements.
geologischer Gefährdungen.
Dr. Wieland Hill Prof. Marco Mugnaini
Schanzenstrasse 39, D9-D13 Tel. +49-22199887400 Via Masaccio 165 Tel. +39-3804399101
51063 Köln Fax +49-22199887150 50132 Florence (Italy)
wieland.hill@lios-tech.com mugnaini@dii.unisi.it
www.lios-tech.com
11Ultra-sensitive and selective sensor for detecting benzene Hochauflösender Strömungsprofilsensor
vapors
Prof. Eduard Llobet (Universitat Rovira i Virgili) Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Czarske, Dr. Lars Büttner,
Prof. Pablo Ballester (Catalan Institute of Chemical Research) (Techniche Universität Dresden)
Quinoxaline walled, thioether Strömungsmessungen sind bei
© Techniche Universität Dresden
legged cavitands grafted onto vielen technischen Anwendun-
gold-decorated, carbon nanotu- gen für die Energieeffizienz und
bes are used for the molecular damit den Umweltschutz von gro-
recognition of benzene vapors ßer Bedeutung. Berührungslose,
© Universitat Rovira i Virgili (URV)
with unprecedented sensitivity laserbasierte Geschwindigkeits-
and very high selectivity. Resis- messungen mit hoher Auflösung
tive sensors employing a film of sind wünschenswert. Aufgrund der auftretenden Lichtbeugung ist aber die
the nanomaterial over IDTs allow Auflösung fundamental begrenzt. Mit einer Sensordatenfusion wurde ein
the detection of benzene at ppb Paradigmenwechsel zur Nutzung der bisher störenden Beugung vorge-
levels, with responses several orders of magnitude higher than those nommen, wodurch die Ortsauflösung um mehr als eine Größenordnung
for other aromatics such as toluene or xylenes. Sensors show a fully verbessert wurde. Hierdurch konnten neue Erkenntnisse in der Biomedizin
reversible response at room temperature, and are ideal for integrating und technischen Anwendungen gewonnen werden.
low-power, hand held detectors.
Prof. Eduard Llobet Prof. Dr. Jürgen Czarske
Avda. Països Catalans,26 Tel. +34-977558502 Helmholtzstraße 18 Tel. +49-35146337657
43007 Tarragona (Spain) Fax +34-977559605 01069 Dresden Fax +49-35146337716
eduard.llobet@urv.cat juergen.czarske@tu-dresden.de
www.lasermetrology.de
12Encoder iCs, reflexiv, blau und linsenfrei (EncoderBlue®) Ein neuartiger photonischer
Hochtemperatur-Wirbeldurchflussmesser
Goran Pandza, Christian Wachter, Christian Küller, Manfred Herz, Henrik Krisch (Krohne Messtechnik GmbH); Dr. Ali-Osman Gedikli
Dr. Heiner Flocke (iC-Haus GmbH, Bodenheim) (Krohne Innovation)
Die neuartigen Encoder iCs verei- Die vorliegende Beschreibung präsen-
nen ein spezifisches CMOS-Chip tiert eine neue Lösung von Durchfluss-
und eine integrierte blaue LED- messer zur Messung von Fluiden unter
Lichtquelle in einem einzigen linsen- Verwendung eines photonischen Sen-
freien optoQFN-Gehäuse für eine sors. Zu Erfassung von Wirbeln in einer
optimierte reflexive Abtastung und von Karman Messstecke ist eine Konfi-
© iC-Haus GmbH
Signalkonditionierung und liefern guration Mach-Zehnder-Interferometer
Quadratursignale sowie analoge Si- verwendet worden. Diese Konfigurati-
nus- und Cosinus-Signale mit Index. on ermöglicht eine Messung von Strö-
Ausgelegt für besonders flache Encoder mit verschiedenen Durchmessern mungsgeschwindigkeiten von Flüssigkei-
und Strichzahlen verfügen die Positionssensoren über Analog- und Digital- ten, Gase und Dämpfe mit Temperaturen
Ausgänge, frei wählbare Interpolationsfaktoren und eine hohe optische bis + 750 °C und Drücken bis zu 300
Auflösung. EncoderBlue® ist als Marke eingetragen und zum Patent an- bar bei eine Low Power 4-20mA Konfi-
gemeldet. guration unter Verwendung von Dioden
© Krohne Messtechnik GmbH
und optimierten Hochtemperatur Lichtlei-
terkopplern.
Goran Pandza; Dr. Heiner Flocke Henrik Krisch
Am Kuemmerling 18 Tel. +49-613592920 Ludwig-Krohne-Straße 5 Tel. +49-2033014239
55294 Bodenheim Fax +49-61359292192 47058 Duisburg Fax +49-20330110239
heiner.flocke@ichaus.de h.krisch@krohne.com
www.ichaus.de www.krohne.com
13Intelligente Sensorik und Analysealgorithmen für low itom - eine Open-Source Steuerungs- und Auswertesoftware
frequency und SHM
Benjamin Krüger, Ulrich Köhler, Quirin Heiß Dr. Christian Kohler (twip optical solutions GmbH); Marc Gronle,
(MEMSENSORS, Grünwald) Heiko Bieger, Marc Wilke (Universität Stuttgart)
© Marc Gronle, Inst. F. Tech. Optik, Universität Stuttgart
Unsere intelligente MEMS basierte itom ist eine Open-Source Soft-
Sensorik für die Schwingungsana- ware, die zur einfachen Steue-
lyse im ultra-low frequency Bereich rung, Automatisierung und Daten-
(0-10 Hz) wurde für den Einsatz analyse von Messanordnungen,
© MEMSENSORS
im Structural Health Monitoring insbesondere optischer Messsys-
entwickelt. Die proprietären hoch- teme, eingesetzt werden kann.
effizienten Analysealgorithmen Hierbei lag ein Schwerpunkt in
ermöglichen eine Echtzeitüberwachung des statisch-teildynamischen der Unterstützung der Forschung
Verhaltens von Bauteilen. So können Schäden frühzeitig erkannt und die und Entwicklung messtechnischer
Betriebskosten gesenkt werden. Alleinstellungsmerkmale wie das äußerst Aufbauten von Vorversuchen, über Prototypen bis hin zum produktiven Ein-
gute Signal/Rausch-Verhältnis und die hohe Flexibilität bei einem sehr satz. Die integrierte Skriptsprache Python erlaubt eine flexible Programmie-
günstigen Preis versprechen vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Online rung wohingegen schnelle Algorithmen durch die Basisprogrammierung
Condition Monitoring. in C++ ermöglicht werden. Grafische Benutzeroberflächen können über
einen Editor individuell erstellt werden.
Benjamin Krüger Marc Gronle
Nördliche Münchner Str. 39 Tel. +49-8963859870 Pfaffenwaldring 9 Tel. +49-71168569888
82031 Grünwald 70569 Stuttgart Fax +49-71168566586
b.krueger@memsensors.com gronle@ito.uni-stuttgart.de
www.memsensors.com www.ito.uni-stuttgart.de
14Nanowire Photothermal Electrical Resonance Spectroscopy Apparatus for electrochemical screening of multiple tumors
(N-PERS)
Dr. Prashanthi Kovur, Arindam Phani, Dr. Thomas Thundat (University of Prof. Dr. Huangxian Ju, Prof. Dr. Jianping Lei,
Alberta, Edmonton) Associate Prof. Dr. Jie Wu (Nanjing University)
The N-PERS technique combines photothermal response of molecules Integrating with simultaneous multi-analyte test technique, this innovation
with electrical resonance of a nanowire. IR wavelength specific optical develops an apparatus for electrochemical detection of tumor markers and
absorption and the sensitivity offered by the sharp electrical resonance screening of multiple tumors, including detection chips and multi-channel
of a low thermal mass nanowire pushes the frontiers of molecular reco- electrochemical testing instrument. This apparatus has not been reported
gnition by obtaining IR spectrum of femtogram level of molecules absor- yet, and is portable, stable, sensitive and low-cost. It can directly display
bed on a single nanowire. It thus addresses both the aspects of high the concentration of tumor markers and screening results. Thus this appara-
sensitivity coupled with chemical selectivity of IR Spectroscopy. tus can be popularly utilized for early diagnosis and large-scale screening
of tumors at outdoor and in family with promising market requirement.
Dr. Thomas Thundat Prof. Dr. Huangxian Ju
9211-116 St NW Tel. +1-7804922068 Xianlin Ave. 163 Tel. +86-2589683593
T6G 1H9 Edmonton (Canada) Fax +1-7804922881 21002 Nanjing (China) Fax +86-2589683593
thundat@ualberta.ca hxju@nju.edu.cn
https://nime.eche.ualberta.ca http://sklac.nju.edu.cn/hxju/
15A single channel general purpose DAQ device Hybrid PANI/Carbon Nano-Composites for Nondestructive
with EtherCAT interface Sensors
Dr. Jure Knez (DEWESoft, Trbovlje) Dr. Ran Suckeveriene
(Kinneret College in the Jordan Valley, Haifa)
The instrument performs signal This work describes a study on the
conditioning, A/D conversion and electrical resistivity under loading of
EtherCAT communication in a very polyaniline (PANI)/ carbon nano-
small space which allows the unit particles composite. The composites
to be placed directly at the sensor, were prepared by an in-situ interfaci-
reducing analog cable length, al dynamic inverse emulsion polyme-
© Kinneret College
© ©DEWESoft
noise and cost. It turns any sensor rization technique under sonication of
into an EtherCAT slave, allowing aniline in the presence of nanopartic-
100Mbits/s bitrate for up 100 m les in organic solvents. The addition
distance between the units. of carbon nanoparticles lowers the electrical resistivity of the PANI Cy-
clic electrical measurements under loading showed a distinct reprodu-
cible dependence of the bulk resistivity vs. the applied pressure. This
repetition is a key component for electro-mechanical sensors.
Dr. Jure Knez Dr. Ran Suckeveriene
Gabrsko 11a Tel. +386-41696965 Department of Chemical Engineering Tel. +972-48292931
1420 Trbovlje (Slovenia) 32000 Haifa (Israel) Fax +972-48292850
jure.knez@dewesoft.com ransots@tx.technion.ac.il
www.dewesoft.com www.drsots.com
16Preisgünstiger Wasserstoffsensor 3D L.A.S.A.R. Posture - hier spielt die Kraft
Prof. Dr. Martin Liess (Hochschule Rhein-Main, Rüsselsheim) Steffen Althaus, Alexander Glier, Matthias Preis, Julia Ringling, Mark
Schönemeier (Otto Bock HealthCare GmbH, Duderstadt)
Ein ursprünglich zur IR-Detektion Beim Stehen auf festem Boden
gebauter Thermosäulensensor kann man sich seitlich abstützen
© Prof. Dr. M. Liess, Hochschule Rhein-Main
wird durch Einspeisen einer ohne auszurutschen – auf glattem
Wechselspannung geheizt und Eis muss man die Hüftmuskeln so
© Ottobock HealthCare GmbH
die vom Sensor aufgrund von anspannen, sodass die Scherkräfte
Temperaturgradienten erzeug- minimiert sind. Das kostet „Kraft“.
te Gleichspannung gemessen.
Wasserstoff verringert aufgrund 3D L.A.S.A.R. Posture kann Kräfte,
seiner hohen Wärmeleitfä- vertikal- als auch horizontal, sowie
higkeit diesen Temperaturgradienten und kann so nachgewie- den resultierenden Krafteinleitungs-
sen werden. Der so nach dem TCD-Prinzip (Thermal Conductivi- punkt beim Stehen erfassen und genau darstellen. Hierdurch ist ein diffe-
ty Detector) arbeitende Sensor hat eine hohe Reaktionszeit von renzierterer Einblick in den Aufbau von orthopädischen Hilfsmitteln mög-
2,5 s und Nachweisgrenze von 3,7 ppm Wasserstoff in Luft. Der verwendete lich. Durch die Darstellung realer Kraftwirkungslinien wird das Verständnis
Thermosäulen IR-Sensor ist ein Massenprodukt mit Stückkosten im Bereich von für die Versorgungssituation vertieft und Handlungsbedarf aufgezeigt.
20 Cent.
Prof. Dr. Martin Liess Mark Schönemeier
Am Brückweg 26 Tel. +49-61428984212 Max-Näder-Str. 15 Tel. +49-55278481859
65428 Rüsselsheim Fax +49-61428984210 37115 Duderstadt Fax +49-55278483360
Martin.Liess@hs-rm.de presse@ottobock.de
www.hs-rm.de/ing www.ottobock.com
17New materials for oxygen sensor based on dipyrromethene 3D-Sensor zur präzisen Oberflächenvermessung im
complexes Millisekundenbereich
Iuliia Aksenova, Danil Bashkirtsev,Aleksandr Prokopenko, Rimma Dr. Martin Schaffer, Dr. Marcus Große, Bastian Harendt, Simon Willeke
Kuznetsova (National Research Tomsk State University); Mikhail Berezin (EnShape GmbH, Jena)
(Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences)
Boron and Zn dipyrromethene Die genauesten Verfahren zur dich-
dyes have heavy atoms in structure ten, optischen 3D-Vermassung ma-
and exhibits intensive phosphore- kroskopischer Objekte nutzen struk-
scence in frozen solutions (77K). turierte Beleuchtungssequenzen.
It was incorporated in polymer Eine Reduzierung der Messzeit
© ©EnShape GmbH
matrix based on methylcellulose war bisher durch die Projektions-
© EnShape GmbH
and polyvinyl butyral, in order to rate der strukturierten Beleuchtung
decrease diffusion and nonradiati- limitiert. Mit der Entwicklung eines
ve processes by the room tempe- neuartigen Ansatzes zur Projek-
rature. Phosphorescence intensity dependence on oxygen concentration tion optimierter Muster durch die Gründer der EnShape GmbH konnte
in gas flow for these films at gas cell under 298 K was established. The die Messzeit radikal reduziert werden. Auf dieser Projektionstechnologie
obtained Stern – Volmer dependencies for phosphorescence quenching basierende 3D-Sensoren können Applikationen im Bereich der Qualitäts-
have a linear region and can be used for determining the concentration sicherung und Produktionsautomatisierung besser oder überhaupt erst er-
of oxygen into gas mixture. möglichen.
Iuliia Aksenova Dr. Martin Schaffer
36, Lenina Avenua Tel. +73-822533426 Moritz-von-Rohr-Str. 1a Tel. +49-3641481580
63405 Tomsk (Russia) Fax +73-822529585 07745 Jena
aksenova.iuliia@gmail.com info@enshape.de
www.tsu.ru www.enshape.de
18HallinSight: Miniaturisiertes 3D-Mess-System für Magnetfelder Sensorsystem zur hochdynamischen 3D-Erfassung
komplexer Objekte
Dr. Volker Peters, Gerhard Tischlinger Dr. Peter Lutzke, Stefan Heist, Patrick Dietrich, Ingo Schmidt, Dr. Peter
(Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen) Kühmstedt, ( Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik,
IOF, Jena) Prof. Dr. Gunther Notni (Fraunhofer Institut IOF und TU Ilmenau)
HallinSight ist das erste vollstän- Das vorgestellte aktive Musterpro-
dig kalibrierte Mess-System, das jektionssystem ist in der Lage, die
eine tatsächlich punktförmige 3D-Objektform von dynamischen
Messung der Magnetfeldkom- Prozessen mit bisher unerreichter
ponenten Bx, By, Bz erlaubt. An zeitlicher und örtlicher Auflösung
beliebig positionierbaren Mess- zu rekonstruieren. Das innovative
© Fraunhofer IIS Erlangen
punkten kann der Magnetfeldvek- Verfahren zur Hochgeschwindig-
© Fraunhofer IOF
tor mit garantierter Orthogonalität keits-Musterprojektion überwindet
und mit bis zu 1 kHz Messfre- die Beschränkungen konven-
quenz ermittelt werden. Die 2x3 tioneller Systeme und steigert
mm² großen ICs mit integrierten die Aufnahmeraten um ein Vielfaches. Mit über 5000 unabhängigen
3D-Magnetfeldsensoren, Signalkonditionierung und -korrektur erlauben Messungen/s werden an über 260.000 Objektpunkten hochgenaue 3D-
einen flexiblen Einsatz auch bei engen Platzverhältnissen. Einzelsonden, Daten erhoben. Extrem schnelle Prozesse wie die Entfaltung eines Airbags
kundenspezifische Sensorfelder oder High-Speed-Magnetfeldkameras können ohne zusätzliche Manipulation der Messobjekte 3D aufgenom-
mit hunderten Pixeln lassen sich realisieren. men werden.
Dr. Volker Peters Dr. Peter Kühmstedt
Am Wolfsmantel 33 Tel. +49-91317760 Albert-Einstein-Str.7 Tel. +49-3641807230
91058 Erlangen Fax +49-91317762019 07745 Jena Fax +49-3641807602
info@iis.fraunhofer.de peter.kuehmstedt@iof.fraunhofer.de
www.iis.fraunhofer.de www.iof.fraunhofer.de
19imc CANSAS-IHR Kalibriernormal für Durchflusssensoren
Truckflow Luftmassenmesser Smarte Messlösungen basierend auf einer neuartigen
Nano-DMS Technik
Dr. Stefan Bäßler, Farah Suib, Mohan Aleatbi, Haithem Ben Abdelkader Jean-Jacques Bois, Samuel Behar, Nicolas Lachaud Bandres
(systec Controls Mess- und Regeltechnik GmbH, Puchheim), Torsten Herz, (Nanolike SAS, Ramonville Saint-Agne)
Thomas Weinhold, Stefan Riedel (Zentrum Mikroelektronik Dresden AG
(ZMDI)
Aktuelle Heißfilmsensoren zur Mes- Nanolike hat eine innovative
© systec Controls Mess- und Regeltechnik GmbH
sung des Luftmassenstromes an DMS Technik auf Basis von Na-
PKW- und Nutzfahrzeugmotoren nopartikeln entwickelt, welche im
sind aufwändig zu kalibrieren, Vergleich mit herkömmlichen Lösun-
© Nanolike SAS
haben eine geringe Haltbarkeit gen sehr vorteilhafte Eigenschaften
und Messgenauigkeit. Dies führt wie eine hohe Empfindlichkeit, ei-
bei aktuellen und zukünftigen Ab- nen geringen Stromverbrauch und
gasnormen zu Problemen. Der eine minimierbare Größe aufweist. In Kombination mit der ergänzenden
Truckflow-Sensor hingegen basiert Elektronik, können aus ihnen smarte, individualisierbare Messlösungen
auf einem robusten Venturi-Messprinzip und integriert eine hochpräzise z.B. für Kraft- und Druckkartographien produziert werden. Dies ermög-
Differenzdruckmessung mit Absolutdruck- und Temperaturmessung sowie licht die Erschließung neuer Zukunftsmärkte wie der Industrie 4.0 und dem
einem Mikrocontroller zu einem smarten CAN-BUS-Sensor. Der Sensor Internet der Dinge.
bewährt sich in Serie unter harten Einsatzbedingungen bei Baumaschinen,
LKWs und mobilen Abgasmessystemen (PEMS).
Dr. Stefan Bäßler Nicolas Lachaud Bandres
Lindberghstr. 4 Tel. +49-89809060 10 avenue de l‘Europe Tel. +33-534320386
82178 Puchheim Fax +49-8980906200 31520 Ramonville St.-Agne (France)
stefan.baessler@systec-controls.de contact@nanolike.com
www.systec-controls.de www.nanolike.com
21SIWIAT - Sensor Integration with Industry App Schnelle und selektive Bestimmung von Benzol und anderen
Technology VOC vor Ort
Wolfgang Clauss, Stephan Schrade, Jonas Brüchner Matthias Schmittmann, Johannes Weber, Arne Jünemann (bentekk GmbH,
(Ondics GmbH, Esslingen) Hamburg), Prof. Dr. Gerhard Matz (ehem. TU Hamburg-Harburg)
Mit der SIWIAT Technologie kön- Das Handgerät X-PID ist ein Multi-
nen Sensor- und Maschinendaten kapillar-Gaschronomatograph mit
sehr einfach in Geschäftspro- Photoionisationsdetektor (MCC-
zesse integriert werden. SIWIAT GC_PID), X-PID ermöglicht schnel-
nutzt dazu eine eigene App- le und selektive Messungen von
Technologie mit begleitendem leichtflüchtigen organischen Verbin-
© Ondics GmbH
App-Ökosystem, bestehend aus dungen (VOC) wie dem karzinoge-
App-Store, App-Modell und diffe- nen Benzol in Gasgemischen. Vor
renzierten Geschäftsmodellen für Ort werden erstmals in kurzer Zeit
Reseller und Kunden. Die Unterstützung verschiedener Geschäftsmodel- (Benzol 10 s) aussagekräftige Mes-
le ist in der SIWIAT-Technologie berücksichtigt. SIWIAT-Apps können auf sergebnisse über Schadstoffkonzen-
© bentekk GmbH
unterschiedlichen Plattformen eingesetzt werden, vom embedded System trationen (Benzol 25 ppb) erhalten.
bis zur Cloud. SIWIAT wurde in einem zweistufigen Innovationsprozess Dadurch können Stillstände von
entwickelt und ist heute weltweit im Einsatz. Anlagen reduziert und die Gesund-
heitsgefahr für Arbeitskräfte reduziert werden. Der Innovation liegt ein ver-
brauchsarmer Gaskreislauf und Algorithmus zur Dekonvolution zu Grunde.
Wolfgang Clauss Johannes Weber
Neckarstraße 66/1a Tel. +49-711310093100 Kasernenstr. 12 Tel. +49-4057136357
73728 Esslingen Fax +49-711310093108 21073 Hamburg
marketing@ondics.de info@bentekk.de
www.ondics.de www.bentekk.com
22Skalierbarer automatischer Modalhammer (SAM) Development biosensor for rapid diagnostics mycotoxins
Prof. Dr. Peter Blaschke (NV-Tech Design), Mykola Starodub, Nelia Slyshyk, Andrii Karpiuk (National University of
Dennis Coswig, Daniel Alarcón, Robert Paeschke (TH Wildau) Life and Environmental Sciences of Ukraine)
Mykola Mel‘Nichenko (KNU, Taras Shevchenko)
Über die experimentelle Moda- To maximize the normal life of li-
© National Universitiy of Life and Environm. Science of Ukraine
lanalyse werden die strukturdy- ving organisms it is necessary to
namischen Charakteristiken von provide the continuous monitoring
Bauteilen bestimmt. Wegen nicht- of the environmental objects, con-
linearem Materialverhalten können trol of number of physiological
diese Parameter nur messtechnisch and biochemical processes of
bestimmt werden. Wenn ein nicht living organisms, water quality,
proportionales Kraft-Antwortverhal- food and feed. We have realized
ten vorhanden ist, kommt es zu possibility to create such proto-
© NV-Tech Design, Prof. Dr. P. Blaschke
fehlerhaften Berechnungen. Bisher type as lab-on a chip with appli-
wurden für die Untersuchungen cation of nano-structured silicon
die Strukturen mittels eines hand- as transducers which is able to provide not only simultaneous analysis
geführten Modalhammers durch- several samples with the same origin or different ones only but and the
geführt. Mit der Entwicklung des control of number of biochemical quantities.
automatischen Modalhammers ist es möglich, Strukturen automatisiert
immer mit einstellbarer Kraftamplitude reproduzierbar in einem Messpunkt
anzuregen.
Prof. Dr. Peter Blaschke Andrii Karpiuk
Paul-Lincke-Weg 10 Tel. +49-15226760478 Heroyiv Oborony st. 13 Tel. +380-633585925
71711 Steinheim (Murr) 3041 Kyiv (Ukraine) Fax +380-442577155
nv.tech@t-online.de karpiuk@nubip.edu.ua
www.researchgate.net/profile/
23Burst Mode Method for Analysis of Piezoelectric Material Two channel airborne hygrometer system for environment
Properties research
Prof. Kenji, Uchino (Pennsylvania State University & Micromechatronics Inc.), Dr. David Tatrai (University of Szeged), Dr. Zoltan Bozoki, Dr. Gabor
Husain, N. Shekhani (Pennsylvania State University) Szabo (University of Szeged, MTA-SZTE Research Group on Photoacoustic
Spectroscopy), Gabor Gulyas (Hilase Ltd)
A comprehensive method for cha- A two channel hygrometer sys-
racterizing the high power reso- tem based on laser absorption
nance behavior of piezoelectric spectroscopy with photoacoustic
materials is presented using the signal generation and detection,
burst mode. The sample is elec- primarily designed for airborne
trically driven at its resonance fre- environment research is presented.
© University of Szeged
quency for a short period first, then [Figure1] This system has unique
either a short- or an open-circuit analyzing capabilities that make it
© Kenji Uchino
condition is imposed, after which an ideal tool for atmospheric and
the vibration decays at its reso- climate research. The gathered
nance or antiresonance frequency, data can be used to validate or
respectively. This decay determines the mechanical quality factor. The high improve climate models, climate
power behavior of the permittivity, elastic compliance, piezoelectric con- and weather forecasts.
stant, the electromechanical coupling factor, and material losses can be
determined.
Prof. Kenji Uchino Dr. David Tatrai
Hastings Road Tel. +1-8148638035 Dom ter 9. Tel. +36-202263707
16802 University Park (USA) Fax +1-8148656691 6720 Szeged (Hungary) Fax +36-62544658
kenjiuchino@psu.edu tatraid@titan.physx.u-szeged.hu
www.psu.edu/dept/ICAT www.fotoakusztika.hu
24Wir bedanken uns bei den Jury-Mitgliedern:
Jürgen Berger VDI/VDE Innovation + Technik GmbH, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Bock Technische Universität Dresden, IAVT, Dresden
Dr. Olaf Brodersen CiS Institut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH, Erfurt
Dr. Heinrich Höfler Fraunhofer-Institut f. Physikalische Messtechnik IPM, Freiburg
Dr. Ulrich Kaiser Endress+Hauser Consult AG, Reinach (Schweiz)
Prof. Dr. Hans-Joachim Lilienhof Westfälische Hochschule, FB Elektrotechnik und angewandte Naturwissenschaften, Gelsenkirchen
Prof. Dr. Wilfried Mokwa RWTH Aachen, Inst. f. Werkstoffe d. Elektrotechnik I, Aachen
Prof. Dr. Hoc Khiem Trieu TU Hamburg-Harburg, Institut für Mikrosystemtechnik, Hamburg
Prof. Dr. Andreas Schütze Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Messtechnik, Saarbrücken
Prof. Dr. Hans-Rolf Tränkler Universität der Bundeswehr München IMA , München
Redaktion: Prof. Dr. Andreas Schütze, Dr. C. Thomas Simmons, Pascale Taube
Gestaltung : Domino Werbeagentur GmbH
25Verband für Sensorik Messtechnik
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ein Sensorsystem oder einen Forschungs-
oder Distributionspartner?
Branchenverzeichnis
Sensorik und Messtechnik
Hersteller · Händler · Dienstleister
www.ama-sensorik.deJournal of Sensors
and Sensor Systems
JSSS | An Open Access
Peer-Reviewed Journal
www.journal-of-sensors-and-sensor-systems.netAMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. Sophie-Charlotten-Str. 15 · D-14059 Berlin · Tel.: +49-30-2219-0362-0 · Fax: +49-30-2219-0362-40 · info@ama-sensorik.de · www.ama-sensorik.de
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