Projektcluster DiMaWert

Digitalisierung der Materialentwicklung entlang der Wertschöpfungsketten

Aktuelles Förderprojekt

Motivation

Autonomer Sensormodul aus dem Projekt EnerTHERM bei Test in einem gasbefeuerten Ofen am HTL
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Autonomer Sensormodul aus dem Projekt EnerTHERM bei Test in einem gasbefeuerten Ofen am HTL

Ein erster Prototyp für einen mobilen autonomen Sensormodul (ASM) wurde am Fraunhofer-Zentrum HTL im Projekt EnerTHERM entwickelt. Er ist bei Temperaturen bis 1400 °C einsetzbar und erfasst relevante Daten aus Hochtemperatur-Prozessen: Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit der Ofengase und Gaszusammensetzung. Die Elektronik zur Datenerfassung, die Energieversorgung und der Sender befinden sich im kalten Innenbereich des Moduls. Der Sender sorgt für eine drahtlose Übertragung der Messsignale an einen Empfänger außerhalb des Ofens. Da die Einsatzmöglichkeiten des Prototyps derzeit jedoch noch sehr eingeschränkt sind, soll der Modul grundlegend überarbeitet und in seiner Funktionalität wesentlich erweitert werden.

Zielsetzung

Temperatursimulation des autonomen Sensormoduls  während einer virtuellen Ofenfahrt
© Fraunhofer-Zentrum HTL
Temperatursimulation des autonomen Sensormoduls während einer virtuellen Ofenfahrt

Die Funktionalität des ASM soll für den routinemäßigen Einsatz in Industrieöfen weiterentwickelt und anhand neuer Prototypen nachgewiesen werden. Folgende Verbesserungen sind geplant:

  • Erweiterung des ASM um optische Sensoren
  • Verbesserung des Wärmemanagements im ASM bezogen auf längere Einsatzzeiten und kompaktere Module
  • Verbesserung der Energieversorgung für längere Einsatzzeiten und zur gleichzeitigen Versorgung mehrerer Sensoren
  • Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten für Wärmebehandlungsprozesse an Schüttgütern

 

Lösungsweg

Herdwagenofen für den Brand von Flachware als möglicher Einsatzort des Autonomen Sensormoduls
Herdwagenofen für den Brand von Flachware als möglicher Einsatzort des Autonomen Sensormoduls
  • Integration der im Teilprojekt Optische Schlüssellochdiagnostik entwickelten Sensorik
  • Topologieoptimierung der Mehrschichtisolierung
  • Einsatz leistungsfähigerer Isolationsmaterialien (Vakuumisolationspaneele)
  • Simulation und Optimierung des Wärmemanagements inklusive Phase Change Materials
  • Einsatz von Hochtemperatur-Akkumulatoren und intelligentem Energiemanagement
  • Entwicklung einer robusten, rollfähigen Außenkonstruktion für Drehrohröfen

Projektleitung: J. Baber
Projektmitarbeiter: Dr. H. Böse, P. Döppmann, J. Ehrlich