ISBN 978-3-8439-1118-4

978-3-8439-1118-4, Reihe Elektrotechnik

Damian Mrugala
Einbettung von Sensorsystemen in Arbeitskleidung am Beispiel der Außentemperaturerfassung

159 Seiten, Dissertation Universität Bremen (2013), Softcover, A4

Zusammenfassung / Abstract

Diese Dissertation beschäftigt sich mit Sensorsystemen, die in ein tragbares Textil als Teil von Arbeitskleidung eingebettet werden. Die Sensorsysteme bestehen dabei aus einer intelligenten und miniaturisierten Elektronik, die sowohl drahtlos kommuniziert als auch Sensordaten erfasst und daraus autonom Entscheidungen trifft. In einem Fall wurde ein tragbares Sensorsystem in einem Holster entwickelt, welches flexibel verbundene Module zur drahtlosen GPRS Kommunikation, globaler Ortung GPS und RFID Identifikation miteinander vernetzt. Dieses System war für die Distribution von Fahrzeugen auf einem Logistikterminal vorgesehen und zeichnet sich insbesondere durch den modularen hard- und softwaretechnischen Aufbau aus. Ein im Textil eingebettetes Sensorsystem wurde in einem zweiten Fall für den Einsatz in einem Feuerwehrhandschuh konzipiert und entwickelt . Mit einer autonomen Sensor-Aktor Interaktion sollte mit diesem System eine zusätzliche Schutzfunktion für den Feuerwehrmann erzielt werden. Neben dem Aufbau von Sensorsystemen für zwei unterschiedliche textile Einbettungslösungen, wurde speziell der Fokus auf die Sensor- Elektronikkombination von Sensoren gelegt, die die Außentemperatur messen, während das Sensorsystem zur Datenerfassung und Interpretation im Textil eingebettet ist. Um eine völlig kontaktlose Außentemperaturmessung zu ermöglichen, konnte in einem internen Forschungsprojekt eine drahtlose Temperaturspule entwickelt werden. Mit einer Erregerspule wurde ein quasistationäres Magnetfeld erzeugt, in das eine in sich geschlossene, in Eigenresonanz befindliche Sensorspule eingebracht wurde. Diese aus Kupfer bestehende Spule wurde mit standarisierten Lithografie- und Ätzverfahren auf einer flexiblen, thermotropischen Flüssigkristall-Leiterplatte aufgebracht. Aufgrund einer starken Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstante des flüssigkristallinen Materials im betriebenen Frequenzbereich ließ sich bei Temperatureinfluss eine kapazitive Impedanzänderung feststellen.