Q-Sens™: die Wärmeflusssensoren von Meerstetter
Übersicht
Q-Sens ist ein fortschrittlicher thermoelektrischer Sensor, der für
Der Meerstetter Q-Sens Wärmeflusssensor ist für eine nahtlose Integration in das Meerstetter-Steuerungssystem konzipiert (Abb. 2), wobei die notwendige Vorverstärkung direkt von Meerstetter bereitgestellt wird. Er ist für den Einsatz unter rauen Betriebsbedingungen ausgelegt und optimiert für die Langzeitüberwachung in extremen thermischen Umgebungen. Seine Variabilität in den Eigenschaften erlaubt es, entweder niedrigen Wärmewiderstand und hohe Betriebstemperaturen oder erhöhte Empfindlichkeit zu erreichen, je nach Anwendungsanforderungen. Da Q-Sens passiv arbeitet, ist er eine ideale Lösung für Telemetrie und kompakte, eingebettete Systeme. Darüber hinaus ermöglicht seine anpassbare Geometrie die mühelose Integration in bestehende industrielle Setups.
Wir freuen uns darauf, mit Ihnen die Anwendungsmöglichkeiten unserer Wärmefluss-Sensoren in Ihrem Projekt zu besprechen. Vereinbaren Sie eine kostenlose Erstberatung mit unseren Spezialisten oder kontaktieren Sie uns per E-Mail oder Telefon.
Beispiel für die Integration von Q-Sens in das Meerstetter-Steuerungssystem:
Der Q-Sens Wärmeflusssensor, 1. Generation
Der Q-Sens Wärmeflusssensor der ersten Generation ist eine fortschrittliche thermoelektrische Anwendung, die hochpräzise Echtzeit-Wärmeflussmessungen bietet. Dabei übertreffen die möglichen Betriebstemperaturen und die Zeitkonstante jene von herkömmlichen Sensoren, die auf Thermoelement-Stapeln basieren, deutlich. Q-Sens zeichnet sich durch kurze Reaktionszeiten, verbesserte Stabilität und Anpassungsfähigkeit an extreme Umgebungen aus, was ihn ideal für hochdynamische Temperatur-Überwachung, raue industrielle Anwendungen sowie Luft- und Raumfahrtsysteme macht.
| Grösse der Sensorplatte | Von 5x5 bis 20x20 mm, grössere Formate auf Anfrage |
|---|---|
| Dicke | 0.8 mm Standard, 0.5 mm möglich |
| Betriebstemperatur | -50°C bis 500°C |
| Sensibilität | 5 - 20 µV/W (bereichsabhängig) |
| Thermische Leitfähigkeit | ~300 W/(m*K) |
| Reaktionszeit | Validiert bis zu 10 ns unter Laborbedingungen nur für die Sensorplatte [1] |
| Zusätzliche Optionen | Verfügbar auf Anfrage |
Hauptmerkmale und Vorteile
- Einfacher und robuster Aufbau – im Gegensatz zu Sensoren, die auf Thermoelement-Säulen basieren, verwendet Q-Sens kein komplexes Thermoelement-Netzwerk, sondern ein einzelnes thermoelektrisches Metamaterial. Dies reduziert die interne Komplexität und erleichtert die Herstellung des Sensors. Mit seinem tiefen thermischen Widerstand minimiert er seine Intrusivität in die zu messende Wärmeflussverteilung.
- Ultraschnelle Reaktionszeit – Q-Sens muss nicht «umgewärmt» werden, bevor ein Signal ausgegeben wird. Die elektromotorische Kraft ermöglicht Reaktionszeiten im Nanosekundenbereich, was Q-Sens ideal für Stosswellenrohr, transiente Wärmeflussüberwachung und die Analyse von schnellen Aggregatzustandsänderung sowie (gepulste) Laseranwendungen macht.
- Hohe Empfindlichkeit und Stabilität – entwickelt für die Langzeitüberwachung in extremen thermischen Umgebungen, mit herausragender Temperaturbeständigkeit und geringer Alterung.
- Betrieb bei hohen Temperaturen – spezielle Materialkombinationen können extremen Temperaturen von bis zu 1300 K standhalten, was Q-Sens zu einer robusten Lösung für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Nukleartechnologie, Industrieöfen und Hochtemperaturfertigung macht.
- Passiver Betrieb – ideal für die Fernüberwachung, IoT-basierte thermische Überwachung und eingebettete Systeme.
- Kompaktes und skalierbares Design – eine Vielzahl verfügbarer Dicken und Grössen ermöglicht eine nahtlose Integration in die industrielle Prozessüberwachung, in Energiesysteme und fortschrittliche thermische Analyse.
- Anpassbare Geometrie – eie Sensorstruktur ermöglicht eine präzise mechanische Anpassung, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen und die Integration in bestehende industrielle und wissenschaftliche Setups zu erleichtern.
Durch die Überwindung der Einschränkungen von Sensoren, die auf Thermoelement-Säulen basieren, bietet unvergleichliche Geschwindigkeit, Genauigkeit und Haltbarkeit für die Wärmetechnik, Luft- und Raumfahrt, industrielle Überwachung und wissenschaftliche Forschung. Q-Sens auf Basis eines thermoelektrischen Metamaterials ist der Einstieg ins nächste Zeitalter der Wärmeflussmessung.
Live Demo: Q-Sens Heat Flux Sensor in Aktion
Sehen Sie sich die Leistung des Q-Sens in der Live-Demonstration an, die auf der „Laser World of Photonics 2025” aufgezeichnet wurde. Das kurze Video wurde von Optica gedreht und stellt die wichtigsten Merkmale des Q-Sens-Wärmeflusssensors vor.
Zusammenfassung
Meerstetter Q-Sens Wärmeflusssensoren ermöglichen, präzise und schnelle Messungen des Wärmeflusses mit signifikanten Vorteilen gegenüber herkömmlichen Wärmefluss-Sensoren. Aufgrund ihrer Fähigkeit, auch unter extremen Bedingungen zu funktionieren sowie ihrer kurzen Reaktionszeiten sind sie eine vielversprechende Technologie für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen.
Standard-Sensoren sind sofort ab Lager verfügbar, damit Sie sich von den Vorteilen der Technologie in Ihrem System überzeugen können. Die Vorverstärkung wird ebenfalls von Meerstetter bereitgestellt, was eine nahtlose Integration in bestehende Systeme gewährleistet. Während die Sensorintegration typischerweise ein kleines Ingenieurprojekt zur Anpassung und Optimierung an die spezifischen Bedürfnisse des Kunden erfordert, bietet unser Team volle Unterstützung während des gesamten Prozesses. Erfahren Sie, wie unsere Sensoren in Ihre Anwendung passen und kontaktieren Sie uns per E-Mail oder nutzen Sie unseren Buchungslink, um direkt einen Webtermin mit unseren Experten zu vereinbaren.
Nicht sicher, ob Ihre Anwendung von den Sensoren profitieren kann? Sprechen Sie mit unseren Experten.
Beispiele für Anwendungen des Q-Sens
- Industrielle Prozessüberwachung – Echtzeit-Wärmeflussmessung für Prozessoptimierung und Energieeffizienz.
- Energiegewinnung – Thermoelektrische Umwandlung von Abwärme zur Stromerzeugung.
- Luft- und Raumfahrtsysteme – Präzise thermische Diagnostik für extreme Umgebungen, einschliesslich Vakuumbedingungen.
- Batterie- und Elektronikkühlung – fortschrittliches Wärmemanagement für kritische elektronische Systeme.
- Kondensations- und Phasenübergangsstudien – Wärmeflussmessung bei Siede-, Verdampfungs- und Kondensationsprozessen, Unterstützung der Kühlung von Kernreaktoren und der Effizienz von Kraftwerken.
- Automobil & Elektrofahrzeuge (EVs) – Optimierung des Abwärme- und Temperaturmanagement in Elektromotoren, Batteriepacks und Fahrzeugelektronik.
- Laserbearbeitung und Schweissen – Messung des Wärmeflusses bei laserbasierter Reinigung, Schweissen und Materialbearbeitung als Prozessindikator.
- Biomedizinische Anwendungen – potenzieller Einsatz in der thermischen Überwachung von medizinischen Geräten und der kontrollierten therapeutischen Erwärmung.
- Wissenschaftliche Forschung und Grundlagenstudien – Einsatz in Experimenten zur Wärmeübertragung, Materialthermodynamik und Entwicklung fortschrittlicher Energiesysteme.
Erfolgreich initiierte Projekte mit Q-Sens
Mehrere Projekte in verschiedenen Bereichen wurden bereits erfolgreich initiiert oder mit internationalen Partnern realisiert. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die verschiedenen Projekte.
Wissenschaftliche (Grundlagen-)Forschung:
Zusammenarbeit zwischen Industrie und Forschungseinrichtungen:
Sprechen Sie mit unseren Experten
Als Pioniere in der Forschung und Entwicklung von Q-Sens Wärmeflusssensoren, mit einem Anwendungshintergrund in experimenteller Physik, Messtechnik und Thermodynamik-Anwendungen, sind wir Ihr kompetenter Partner für thermoelektrische Lösungen. Diskutieren wir darüber, wie Sie die Vorteile der Q-Sens Wärmeflusssensoren von Meerstetter Engineering in Ihr Projekt einbringen können!
Filip Janasz | Wissenschaftlicher Berater bei Meerstetter Engineering
Dr.sc. ETHZ, M.sc. ME
Filip Janasz ist wissenschaftlicher Berater bei Meerstetter Engineering, spezialisiert auf thermoelektrische Sensortechnologien und fortschrittliche Wärmemanagementsysteme. Mit seinen Erfahrungen in angewandter Physik und Energiesystemen konzentriert er sich auf die Weiterentwicklung der Wärmeflusssensoren und unterstützt die nahtlose Integration der Elektronik von Meerstetter in verschiedene industrielle und wissenschaftliche Anwendungen.
Martin Ritterath | CEO bei Meerstetter Engineering
Dr.sc. ETHZ, M.sc. EE
Martin Ritterath ist CEO von Meerstetter Engineering. Seine Leidenschaft gilt der präzisen Temperaturregelung und fortschrittlichen Wärmemanagementlösungen. Martin hat an der ETH Zürich promoviert und verfügt über einen breiten Erfahrungsschatz in den Bereichen Messtechnik, Thermodynamik, Regelung und Prozessautomatisierung. Seine ausgewiesene Expertise in der Entwicklung von robusten thermischen Anemometern und einem Hochgeschwindigkeitsdatenerfassungssystem ist nur ein Teil seines umfassenden technischen Know-hows. Martins Arbeit wird durch mehrere Patente und Veröffentlichungen anerkannt, die sein Engagement für Innovationen in diesem Bereich zeigen.
In seiner jetzigen Position entfaltet er das Potenzial seiner Mitarbeiter und des Meerstetter Geschäftsfeldes, indem er ein kollaboratives Umfeld schafft und einfach sein Motto lebt: „Wenn jeder das tut, was er am besten kann und die Zusammenarbeit reibungslos funktioniert, ist das Gesamtergebnis das bestmögliche“.
Fallstudien und Dokumentation
Auf dieser Seite finden Sie Fallstudien sowie verschiedene Dokumente und weiterführende Informationen zu den Q-Sens Wärmeflusssensoren von Meerstetter Engineering. Die Seite wird von Zeit zu Zeit mit neuen Inhalten ergänzt.
Literatur
[1] Quellenangaben sind auf Anfrage erhältlich.