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Sensor ASIC - Forschungsvorhaben

Untertage-Pumpensensoren für die Geothermie sollen zuverlässig Betriebsdaten der Förderbohrung sowie des Tauchpumpenantriebes liefern. Bei Umgebungstemperaturen von über 175°C und einer geforderten Lebensdauer von mindestens 5 Jahren ist dies eine große technische Herausforderung, zumal eine hohe Messgenauigkeit gefordert wird, ohne die Sensoren erneut kalibrieren zu können. Hier setzt das Projekt Sensor ASIK an.

Steckbrief

Programm/ Zuschussgeber

BMWi

Akronym

Sensor ASIC

Titel/ Thema

Zuverlässiges und kostengünstiges, ASIC-basiertes Messsystem zur Überwachung von Tauchpumpen in der Tiefen Geothermie

Identifikation/ Zuwendungsnummer

03EE4012

Durchführungszeitraum

2020-03-01  –  2023-02-28

Geschätzte Kosten/ Zuwendungsbetrag

2.316.138,00 EUR

Sonstiges

 

Wesentliche Forschungsschwerpunkte

Um die Projektanforderungen erfüllen zu können, müssen unterschiedliche Technologien weiterentwickelt und in einem System integriert werden. Die wichtigsten sind

  • aktive Elektronikkomponenten für die Messdatenerfassung, Stromversorgung und Datenübertragung
  • Sensorsysteme für die Aufnahme von Temperatur, Druck und Vibration
  • zuverlässige Aufbau- und Verbindungstechnik für Hochtemperatur-Elektroniken.

Im angestrebten Projekt sollen alle analogen und digitalen Funktionen eines Untertage-Pumpensensors in einem ASIC für gemischte Signale integriert werden. Dabei soll ein gemeinsames Front-End-Design für zwei verschiedene Silicon-On-Insulator-Fertigungstechnologien verwendet werden. Zum einen soll die 180 nm-Technologie von X-FAB hinsichtlich ihrer Langzeitfestigkeit bei 175°C untersucht werden, zum anderen soll die Funktionalität der 350nm-Technologie von Fraunhofer bei bis zu 250°C nachgewiesen werden. Aufgrund fehlender kommerzieller Lösungen soll ein MEMS-basierter Vibrationssensor entwickelt werden, der Beschleunigung von bis zu 10g bei Temperaturen von mindestens 175°C zuverlässig erfassen kann. Darüber hinaus soll für einen MEMS-basierten Drucksensor die Schaltung für Anregung und Auswertung entwickelt werden. Zur Integration aller Komponenten wird eine neuartige, kostenreduzierte MCM-Plattform angestrebt, die über eine Laufzeit von 5 Jahren maximale Temperaturen ertragen kann. Dafür sollen neue Substratwerkstoffe, Aufbau- und Verbindungstechnik, Beschichtungen und Gehäuse-Konstruktionen entwickelt und untersucht werden.

Koopertionspartner

  • Baker Hughes INTEQ GmbH, Celle

Weblinks

https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&v=10&q=Geothermie&d=complex_date_facet_enargus_fi_von/2020-2029&id=1401023

zuletzt bearbeitet März 2020