Projekti / Programi
Več-parametrični optični vlakenski senzorji
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.15.01 |
Tehnika |
Meroslovje |
Senzorji in zajemanje podatkov |
| Koda |
Veda |
Področje |
| P180 |
Naravoslovno-matematične vede |
Meroslovje, fizikalna instrumentacija |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
senzorji, večparametrični senzorji, optični vlakenski senzorji, optična vlakna, mikro-obdelava
Raziskovalci (13)
Organizacije (2)
Povzetek
Predlagan projekt je namenjen raziskavam možnosti za načrtovanje in izdelavo miniaturnih vlakenskih senzorjev za simultano zaznavanje več različnih parametrov. Predlagani senzorji bodo izdelani na vrhu optičnega vlakna in bodo primerni za merjenje najmanj dveh oziroma treh ali več različnih parametrov. Podrobno bodo raziskani senzorji, ki so zmožni simultanega merjenja fluidno-mehanskih parametrov (tlak, pretok in termična prevodnost), temperature, lomnega količnika, raztezka in drugih parametrov. Tipična velikost premera predstavljenih senzorjev ne bo presegala premera standardnega optičnega vlakna t.j. 125 µm, njihova dolžina pa bo krajša kot 1 mm. Miniaturna izvedba bo omogočala uporabo senzorjev v različnih mikro-fluidnih , mikro-mehanskih, bio-medicinskih aplikacijah in v podobnih sistemih. Predlagani več-parametrični senzorji bodo zgrajeni v celoti iz SiO
Predlagana izdelava senzorjev in proizvodnja bo temeljila na mikro-obdelavi dopiranega optičnega vlakna oz. stekla. Mikro–obdelava bo slonela na tehnologiji selektivnega jedkanja, s katero, kratke segmente optičnega vlakna preoblikujemo v kompleksne fotonske strukture. Posebej načrtovana optična vlakna bodo tako primerna za izdelavo senzorskih struktur na vrhu optičnega vlakna. Ker je optično vlakno mogoče izdelati zelo ekonomično v velikih dolžinah in ker je za izdelavo predlaganih senzorjev potreben le kratek segment specialnega vlakna, bodo predlagani senzorji primerni za cenovno učinkovito proizvodnjo. To bo omogočilo razvoj novega razreda miniaturnih vlakenskih senzorjev ter učinkovitejši preboj novih senzorskih tehnologij v različne tradicionalne in moderne senzorske aplikacije.
Vzporedno z raziskavami na področju senzorjev bodo za potrebe cenovno ugodnih rešitev raziskane in razvite tudi primerne metode in/ali naprave za signalno procesiranje.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave in razvoj novih senzorjev in vlaken so vodile k ustvarjanju aplikativnega in tudi temeljnega znanja, ki je omogočilo nove pristope v snovanju novih optičnih senzorjev za simultano merjenja več parametrov. Predlagani koncepti so osnova za razvoj nove generacije optičnih vlaken in optičnih senzorjev, ki bodo omogočali povsem nove zmogljivosti in bodo tako predstavljali pomemben prispevek na področju meroslovja in fotonike ter številnih drugih znanstvenih področjih, kot so na primer mikrofluidka, biomedicina, varnostni sistemi ter mnoge druge tehniške vede, ki uporabljajo tehnologijo vlakenskih senzorjev. Opravljene raziskave so vodile v vzpostavitev novih konceptov za merjenja fluidno mehanskih parametrov. Predlagani koncepti so izvirni tako po svoji zasnovi, kakor tudi po praktični uporabnosti, kar omogoča neposredno uporabo rezultatov raziskovalnega dela v praktičnih aplikacijah. Z raziskavami na področju novih tehnologij izdelave optičnih vlaken, ki omogočajo dopiranje z dopanti prehodnih kovin, smo izdelali vlakna, ki so osnova tudi za nadaljnji razvoj različnih novih oblik senzorjev. Prav tako smo s pomočjo izdelave vlaken izpopolnili tehnologijo mikro-obdelave optičnih vlaken na osnovi selektivnega jedkanja, kar omogoča nove pristope v snovanju različnih senzorjev in drugih fotonskih naprav, kar ima širši učinek na razvoj stroke in znanosti. Rezultati znanstvenih del so bili predstavljeni v uglednih znanstvenih revijah. Posebno težo so imele raziskave, ki so vodile v izdelavo tehnoloških demonstratorjev ali prototipov. Slednji so omogočili pot do razvoja novih industrijskih izdelkov. Pri tem so bile raziskave usmerjene na sodelovanje z domačimi in tujimi industrijskimi partnerji, s čimer je zagotovljena boljša povezava med znanstveno sfero in gospodarstvom.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt je neposredno pripomogel k razvoju znanj za industrijskega partnerja in skupino na univerzi, saj so bila ustvarjena nova in praktična uporabljiva znanja na nivoju tehnoloških demonstratorjev in prototipov, ki so osnova za razvoj novih izdelkov primernih za praktično proizvodnjo. Sodelujoče podjetje je tako s projektom poleg novih znanj pridobilo tudi možnosti za razvoj in novih izdelkov, predvsem visoko-tehnoloških polizdelkov (optičnih vlaken). Prišlo je tudi do znaten izpopolnitev tehnik v izdelavi zahtevnih surovcev za izdelavo posebnih vlaken. Spoznanja, ki so bila pridobljena na projektu, se lahko uspešno prenesejo v praktične senzorske aplikacije in sisteme tudi k drugim partnerjem, s katerimi sodelujemo na sorodnih, aplikativnih projektih. Sem sodita na primer podjetje Fiso iz Kanade in Hidria AET iz Tolmina. S sodelujočim podjetjem na projektu (Optacore) imamo podpisane pogodbe o ekskluzivni dobavi posebnih vlaken z nekaterimi od teh podjetij. Z uspešnim razvojem nove generacije senzorjev se je tovrstno sodelovanje še poglobilo. Raziskave na področju dopiranja z neobičajnimi dopanti so neposredno prispevale k razvoju drugih aplikativnih znanj in izdelkov v podjetju Optacore. Slednja so osnova za razvoj novih izboljšanih sistemov za dopiranje optičnih vlaken, ki je osrednji produkt podjetja. V širšem smislu ima projektno delo ugodne učinke na širše gospodarsko okolje. Projektna skupina je trenutno edina skupina v Sloveniji, ki ima poglobljena znanja in obvladuje tehnologijo s področja optičnih vlaken in optičnih vlakenskih senzorjev. Danes je v slovenskem gospodarskem okolju zaznati bistveno povečan interes za razvoj fotonskih tehnologij, saj te omogočajo hitro gospodarsko rast in konkurenčno proizvodnjo. Optične vlakenske tehnologije so ene izmed temeljev sodobnih fotonskih tehnologij, zato je izvajanje projekta prineslo posredne ali neposredne koristi za številna slovenska podjetja, ki skušajo uporabiti ali že uporabljajo rešitve, ki slonijo na optičnih vlaknih. Projekt ima tudi ugodne učinke na globalnem nivoju, saj so bili v okviru projekta uspešno realizirani senzorji za zaznavanje in meritve na področjih, kjer to do sedaj zaradi prostorskih, cenovnih ali zmogljivostnih omejitev ni bilo izvedljivo (na primer mikro-fluidni senzorji, biomedicinski senzorji). S tem se odpirajo možnosti za izvedbo novih in energijsko učinkovitejših naprav.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
