Micro Systeem Technologie - Innovatie, Energie & Productrealisatie

kwaliteitsverbetering van het product, veiligheid en optimalisatie van de
productie en de geïnduceerde milieubelasting zijn de drijvende krachten
achter de vraag naar geavanceerde M&R apparatuur.
Sensoren vervullen een belangrijke functie bij het meten, monitoren en
inspecteren van een proces of object. Ze leveren de transformatie van
natuurkundige, chemische en biologische grootheden 8 naar het elektrische
domein. De aldus verkregen analoge of digitale representatie kan zo
lokaal of remote worden verwerkt. Bij het regelen van een proces ligt de
focus bij de actuator waarbij doorgaans een omgekeerde transformatie
plaatsvindt, d.w.z. van het elektrische informatiedomein naar, mogelijk,
een niet-elektrisch domein. Het informatieverwerkende gedeelte van het
instrument – hardware, microprocessor en software – zal steeds vaker
geïntegreerd zijn met sensoren en actuatoren.
De drijfveren voor de toepassen van MST bij instrumentatie zijn ondermeer
de portabiliteit, d.w.z. beperkingen naar geometrie, gewicht en
energieconsumptie. Deze beperkingen kunnen opgelegd worden door de
beschikbare ruimte (in-situ toepassingen) maar evenzo afgedwongen zijn
door de ongewenstheid van de beïnvloeding van de meting, bijvoorbeeld
door de toegevoegde warmte ten gevolge van de energiehuishouding van
het device.
In het verlengde van portability en power requirements liggen
toegankelijkheidseisen zoals de gewenstheid van lokale (geïntegreerde)
intelligentie, autonomie (autoprocessing, auto-calibratie, self-test) en de
mate van bedrijfszekerheid (Bijlage II; Betrouwbaarheid) van de
applicatie.
Door het toepassen van multiple sensoren en actuatoren kan niet alleen
de faalbestendigheid van de gehele sensor/actuatorsamenstelling
verbeteren, maar het geeft in potentie ook een betere sensorresolutie en
actuatorprecisie en een betere storingsonderdrukking (CCR).
Als er een combinatie kan worden gemaakt van meerdere units, elk
bestaand uit sensoren, actuatoren en lokale processing en communicatie
tussen die units, dan is er sprake van een gedistribueerd systeem 9 .
De totale kosten van instrumentatie beperken zich niet tot productie en
gebruik daarvan, maar betreffend ook de sociale context en de milieu- en
veiligheidsaspecten. De relatief lage kosten van microsystemen zorgen
ook voor een reductie in het ver/gebruik van grondstoffen, chemicaliën en
energie en de verbetering van de veiligheid van het te instrumenteren
proces.
Parameters die in het instrumentatiedomein een rol spelen zijn CO, CO2,
NOx, SOx, geur, mengsel, kleur, troebelheid, dichtheid, viscositeit,
temperatuur, (lucht)vochtigheid, snelheid, (partiele) drukken pO2, pCO2,
concentratie, zuurgraad pH, gehalte van suikers, zouten.
Voorbeelden: Microrobots voor inspectie en reiniging op slecht
toegankelijke en gevaarlijke plekken. Draadloze, gedistribueerde,
sondering in olie en gasvelden, in de meteorologie, seismologie en
hydrologie, maar ook het draadloos monitoren van de bandenspanning en
8 Doorgaans wordt verschil gemaakt: fysische en chemische sensoren. De eersten
omvatten elektrische, optische, mechanische, magnetische en temperatuur sensoren en de
tweede groep zijn al de sensoren die de aanwezigheid van bio(chemische) substanties
vertalen naar een elektrisch signaal.
9 Distributed systems zijn systemen die met één of meerdere verschillende parameters al
dan niet verdeeld in ruimte en tijd interfacen.
copy of wat is mst.doc(21-11-06) - 19/61