Forschungsgesellschaft für Messtechnik,
Sensorik und Medizintechnik e.V. Dresden

Neue Sensoren zur Diagnose des Ölzustandes in Kraftfahrzeugen des Straßen- und Bahnverkehrs

Als Alternative zu feinwerktechnisch hergestellten Ölqualitätssensoren wurde durch Forschungsstelle 1 die Aufgabe gelöst, in Dickschichttechnik ausgeführte Sensoren zu entwerfen und zu erproben. In Forschungs­stelle 2 wurden in Motorenöl bei Betriebstemperatur einsetzbare Dünnschichtsensoren entworfen und herge­stellt. Die Erprobung dieser Sensoren wurde von beiden Forschungsstellen gemeinsam durchgeführt. Öle eines Realprobensystems, das für Dieseltriebfahrzeuge der Bahn-AG eingesetzt wird, zeigen in Abhängigkeit von der Einsatzdauer (Kilometerlaufleistung) Unterschiede in der exponentiellen Temperaturabhängigkeit der Im­pedanzwerte auf, wie an unterschiedlich getemperten Frischölproben verifiziert wurde. Frischöle und ge­brauchte Öle ergeben bei Wiederholungsmessungen signifikante Unterschiede hinsichtlich der Reproduzier­barkeit von Impedanzwerten bzw. im Driftverhalten bei kontinuierlicher thermischer Belastung.

In Forschungsstelle 2 wurden Dünnschichtsensoren auf Basis des Layouts von Streufeldsensoren auf ihre Eignung zur Qualitätsmessung von Motorenölen untersucht. Es wurde nachgewiesen, dass mit Streufeldsenso­ren handelsübliche Kfz-Ölsorten unterschieden werden können; eine Wasseraufnahme in Hydrauliköl ist de­tektierbar. Bei Belastungstests der Dünnschichtsensoren haben sich die planare Varianten mit relativ dick aus­geführter 2-Schicht- bzw. 3-Schicht-Passivierung als optimal widerstandsfähig erwiesen. Das elektrische Kon­taktsystem kann allerdings nur kurzzeitig dem Messmedium direkt ausgesetzt werden.

Insgesamt ist es gelungen, durch Einsatz der zwei Schichttechniken Dünnschichttechnik bzw. Dickschicht­technik miniaturisierte Sensorelemente zu fertigen, die für die Diagnose des Ölzustandes in Kraftfahrzeugen des Straßen- und Bahnverkehrs einsetzbar sind. Das Ziel des Vorhabens wurde erreicht.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 10/01 bis 03/04 am Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik (Fabrikstraße 69, 104720 Ziegra-Knobelsdorf) und am CIS Institut für Mikrosensorik gGmbH (Konrad-Zuse-Straße 14, 99099 Erfurt).