Små kapacitiva grafenbaserade sensorer

Syfte och mål

Med denna genomförbarhetsstudie kommer vi att undersöka möjligheten att utveckla grafenbaserade kapacitiva sensorer, för att ge marknaden mindre och flexibla positions- och gapsensorer. Grafens natur erbjuder också möjligheten att användas dessa i applikationer med hög temperatur och höga elektriska och magnetiska fält.
Kapacitiva sensorer används ofta som beröringsfria positions- och gapsensorer. Till exempel kan de användas i generatorer och elmotorer för att övervaka luftgapet mellan rotor och stator. Att använda sig av grafen för att göra dem mindre och flexibla ger ytterligare användning i fysiskt små och svårtillgängliga utrymmen i industriell processutrustning.

Projektet kommer att genomföras i samarbete mellan Aninkco AB, MacDonald-Arnskov AB och Kungliga Tekniska Högskolan (KTH). Tillsammans har denna grupp kunskaper som väl täcker behoven för detta projekt; från material till elektronik till applikationer.
Projektet börjar med att vi väljer en möjlig sensor för en sannolik slutprodukt. För att undvika patentintrång kommer vi att studera hur fria vi är att tillverka och sälja dessa grafenbaserade kapacitiva positions- och gapsensorer, samt en affärsplan kommer att inledas. Studierna fokuserar på grafenbaserade, flexibla, beröringsfria kapacitiva sensorer med 50% mindre fysisk storlek än liknande konventionella sensorer, för hög temperatur (hög temperatur betyder 260 C och högre) och minimerad uppvärmning i applikationer med höga elektriska och magnetiska fält. Genom praktiska studier kommer vi att verifiera potentialen i vårt grafenmaterial, hitta lämpligt dielektriskt- och inkapslingsmaterial, samt specificera och bygga en testsensor, och slutligen mäta med testsystem som liknar verkliga industriinstallationer.

Abstract in English

Small capacitive graphene-based sensors

With this feasibility study, we will explore the possibility of developing graphene-based capacitive sensors, to give the market smaller and flexible position and gap sensors. The nature of graphene also offers the possibility of being used in applications with high temperature and high electrical and magnetic fields. Capacitive sensors are often used as non-contact position and gap sensors. For example, they can be used in generators and electric motors to monitor the air gap between rotor and stator. Using graphene, to make them smaller and more flexible, gives additional use in physically small and difficult-to-access spaces in industrial process equipment. The project will be carried out in collaboration between Aninkco AB, MacDonald-Arnskov AB and the Royal Institute of Technology (KTH). Together, this group has knowledge that well covers the needs of this project; from materials to electronics to applications.

The project starts with choosing a possible sensor for a probable end product. In order to avoid patent infringement, we will study how free we are to manufacture and sell these graphene-based capacitive position and gap sensors. A business plan will be initiated. The studies focus on graphene-based, flexible, non-contact capacitive sensors with 50 % less physical size than similar conventional sensors, for high temperature (high temperature means 260 ° C and higher) and minimized heating in applications with high electrical and magnetic fields. Through practical studies, we will verify the potential of our graphene material, find suitable dielectric and encapsulation material, and specify and build a test sensor, and use test systems similar to actual industrial installations to make measurements.

Utlysning:
Samverkan för kommersiella tillämpningar med grafen – hösten 2018

Projektpartners: Aninkco AB, MacDonald-Arnskov AB och Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)

Projektledare: Carina Zaring

E-mail: carina.zaring@aninkco.com

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 1 dec 2018 - 31 maj 2019

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: