Fertigung und Erprobung eines Mikro-Wirbelstromsensors zur Abstandsmessung

Aufgabe und Zielsetzung

Die unterschiedlichen Arten der verfügbaren Wirbelstromsensoren werden zur zerstörungsfreien Prüfung leitfähiger Materialien, zur Abstands- und Dickenmessung sowie zur Materialerkennung mittels harmonischer Analyse verwendet. Dabei ist die Größe des analysierten Bereichs festgelegt durch die geometrischen Abmessungen des Sensors. Insbesondere für die Objekttiefe, wo für eine hohe Ortsauflösung eine große Messgenauigkeit benötigt wird, ist eine Miniaturisierung des Wirbelstromsensors von Vorteil. Die Fertigung von Bauteilen in der Mikrotechnologie ermöglicht durch hohe Produktionszahlen auch eine Reduzierung der Herstellungskosten.

In Rahmen dieser Arbeit soll ein Wirbelstromsensor in Dünnfilmtechnik entworfen, aufgebaut und vermessen werden. Die Dimensionen des Sensors werden mittels umfangreicher Simulationen im Rahmen einer weiteren Dissertation ermittelt.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht in der Erarbeitung einer Technologiefolge, die die Herstellung eines Wirbelstromsensors in Dünnfilmtechnik erlaubt. Schon bei der Sensorauslegung müssen parallel zu den Simulationsergebnissen auch die Fertigungsaspekte berücksichtigt werden. Die Sensorauslegung wird auf Simulationsdaten und die ermittelten Werkstoffdaten gestützt. Es müssen die Anforderungen an die Funktion des Sensors beachtet sowie die Randbedingungen zur Fertigung des Sensors mittels mikrotechnologischer Verfahren miteinbezogen werden.

Die Teilziele bei der Entwicklung des Wirbelstromsensors bestehen in der Bestimmung der optimalen Prozessparameter im dünnfilmtechnischen Herstellungsprozess, Werkstoffuntersuchungen, welche die speziellen Anforderungen hoher Sensorempfindlichkeit erfüllen sollen, und der Entwicklung einer Prozessfolge unter Berücksichtigung der Simulationsergebnisse.

Nach dem Aufbau des Wirbelstromsensors in Dünnfilmtechnik sollen Abstandsmessungen mit unterschiedlichen Materialien durchgeführt und optimale Messparameter bestimmt werden.

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