Verbundprojekt SmartFilter

Erfolgreicher Abschluss des Verbundprojektes SmartFilter – Intelligentes Mikrosystem zur Filterüberwachung

Im Februar 2014 wurde das Entwicklungsprojekt „SmartFilter – Intelligentes Mikrosystem zur Filterüberwachung“ erfolgreich abgeschlossen. Dabei handelt es sich um ein Verbundprojekt im Bereich Elektronik- und Mikrosysteme, das im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Förderprogramm "KMU-innovativ: Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT)" gefördert und durch den VDI/VDE Innovation + Technik GmbH aktiv begleitet wurde.

Im Projekt SmartFilter arbeiteten unter der Leitung des Verbundkoordinators und Projektpartners EDC Electronic Design Chemnitz GmbH die Unternehmen Turck duotec GmbH in Grünhain-Beierfeld und die X-FAB Semiconductor Foundries AG in Erfurt gemeinsam an der Entwicklung eines intelligenten Mikrosystems zur Filterüberwachung. Unterstützt wurden sie dabei durch die Forschungsleistungen der Professur Elektronische Bauelemente der Mikro- und Nanotechnik der Technischen Universität Chemnitz.

Die Förderung des Verbundvorhabens SmartFilter durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) betrug in der Projektlaufzeit vom 01. September 2010 bis 28. Februar 2014 rund 560.000 Euro. Mehr als 480.000 Euro wurden von den kooperierenden Unternehmen zusätzlich in das Entwicklungsvorhaben investiert.

Zielstellung und Inhalt des Vorhabens war die Entwicklung eines Mikrosystems, das basierend auf der Detektion und anschließenden Auswertung von Druckdifferenzen den Arbeitszustand industrieller Filter erfasst. Damit ermöglicht das Mikrosystem SmartFilter die präzise Bestimmung des Verschmutzungsgrades einer Filterpatrone in industriellen Absauganlagen. Durch die Umsetzung eines ganzheitlichen Entwicklungsansatzes ist es den Projektpartnern gelungen ein intelligentes Filterüberwachungssystem zu schaffen, das zahlreiche Innovationen in sich vereint und in seiner Funktionalität und Komplexität einzigartig ist. Neben der Bestimmung des Verschmutzungsgrades einer Filterpatrone ermöglicht das SmartFilter-System die Identifikation des Filters und der Filterklasse. Dies führt zu einer wesentlichen Verbesserung des Arbeitsschutzes, da sowohl die erforderliche Filterwirkung als auch die Verwendung der für die Absauganlage geeigneten Filterpatrone durch das System sichergestellt werden.

Das System SmartFilter wird zukünftig aktiv die einwandfreie Filterfunktion verschiedenster Spezialfilter überwachen können. Der Einsatz in Filtersystemen von Operationssälen oder in Unterdruckanlagen die bei der Asbestsanierung benutzt werden, sind dabei nur zwei Beispiele aus dem breiten Spektrum zukünftiger Anwendungen. In allen Einsatzbereichen verbessert die im SmartFilter-System implementierte Temperaturmessung zusätzlich die Arbeitssicherheit und ermöglicht die aktive Brandüberwachung in der Filterpatrone.

Im technischen Aufbau verfügt das Mikrosystem SmartFilter über eine kontaktlose Energie- und Datenübertragung. Diese – mittels RFID-Schnittstelle realisierte Systeminnovation – reduziert den Wartungsaufwand für die industriellen Filteranlagen signifikant, da das kabellose Gesamtsystem einen schnellen Wechsel der Filterpatrone und damit eine kurze Stillstandzeit der Anlage ermöglicht.

Für den Aufbau des Systems SmartFilter wurden modernste Prozess- und Aufbautechnologien zusammengeführt. Durch diese Kombination konnte im Rahmen des Projektes eine monolithische Integration von Sensorelement, Auswerteelektronik und RFID-Schnittstelle umgesetzt werden. Diese Systembestandteile wurden in hoher Funktionsdichte auf einem Mikrochip platzsparend vereint und können zukünftig in der 350 nm CMOS-Technologie in großen Stückzahlen gefertigt werden.

Die im Rahmen des Projektes SmartFilter vollzogene Entwicklung wurde aufgrund ihres Neuheitswertes im Bereich der Filterüberwachung als Patent angemeldet. Nach eingehender Prüfung der Anmeldung wurde im Mai 2013 das Patent für ein „Monolithisches Mikrosystem für einen lösbaren Filtereinsatz in einer Filtereinrichtung zur überwachten Reinigung von Medien“ vom Deutschen Patent- und Markenamt erteilt.

Basierend auf den bestehenden Schutzrechten für die Entwicklung und dem vorliegenden, funktionsfähigen Demonstrator werden die Projektpartner gemeinsam das Gesamtsystem SmartFilter in ein serienreifes Produkt überführen. Diesbezüglich sind für Juni 2014 die Fertigstellung der Nullserie und die umfassende Vorbereitung der Serienproduktion geplant. Die wirtschaftliche Verwertung der Projektergebnisse an den Standorten der Unternehmen in Deutschland wird einerseits die Wettbewerbsfähigkeit der beteiligten Partner bedeutend verstärken und anderseits dabei helfen, die wissensbasierten Arbeitsplätze in den Firmen langfristig zu sichern.

SmartFilter ist ein Verbundprojekt der Partner:

EDC Electronic Design Chemnitz GmbH

EDC Electronic Design Chemnitz GmbH
Technologie-Campus 4
09126 Chemnitz
www.ed-chemnitz.de

Projektkontakt:
Dr. Steffen Heinz
Telefon: 0371/ 52 45 90
E-Mail:

Turck duotec GmbH

Turck duotec GmbH
Geschäftsbereich Beierfeld
Am Bockwald 2
08344 Grünhain-Beierfeld
www.turck-duotec.com

X-FAB Semiconductor Foundries AG

X-FAB Semiconductor Foundries AG
Haarbergstrasse 67
99097 Erfurt
www.xfab.com

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Förderprogramm „KMU-innovativ: Informations- und Kommunikationstechnologie / Elektronik und Mikrosysteme“ ,
FKZ: 16N10878

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