In de hedendaagse industrie zijn precisie en betrouwbaarheid cruciaal. Van vliegtuigmotoren tot waterstofsystemen — sensoren moeten functioneren onder extreme drukken en temperaturen. Traditionele technologieën falen vaak in deze omstandigheden. Silicium-op-saffier (SoS) druksensoren zetten een nieuwe standaard voor nauwkeurigheid en duurzaamheid, juist waar andere sensoren tekortschieten.
Hoe werkt Silicium-op-saffier technologie?
SoS combineert een dunne laag silicium met een saffiersubstraat — een van de hardste materialen ter wereld. Deze unieke combinatie verenigt de elektronische prestaties van silicium met de mechanische sterkte en temperatuurbestendigheid van saffier. Het resultaat is een stabiele, nauwkeurige en langdurige sensor die kan opereren in omgevingen boven 300 °C, zonder signaaldrift of verslechtering.
Belangrijkste technische voordelen:
- Uitzonderlijke langetermijnstabiliteit (< 0,2 % drift)
- Geen lijmverbindingen die veroudering of hysterese veroorzaken
- Uitstekende elektrische isolatie en minimale signaalruis
- Verhoogde gevoeligheid dankzij nauwkeurige silicium-alignering op saffier
Voordelen van SoS-druksensoren
1. Resistentie tegen hoge temperaturen
Waar standaard siliciumsensoren falen, blijven SoS-sensoren presteren. Ze leveren nauwkeurige metingen in omstandigheden van 300 °C en hoger, wat ze ideaal maakt voor turbines, motoren en hogetemperatuurlijnen.
2. Uitzonderlijke mechanische duurzaamheid
Saffier staat op 9 op de Hardheidsschaal van Mohs, net onder diamant. Dat geeft SoS-druksensoren superieure weerstand tegen corrosie, slijtage en mechanische belasting. Perfect voor olie & gas, mariene en onderzeese toepassingen.
3. Precisie en stabiliteit
De isolerende eigenschappen van saffier minimaliseren signaalinterferentie. Het resultaat: uiterst nauwkeurige, herhaalbare metingen, zelfs bij grote temperatuur- of drukvariaties.
4. Energiezuinig gebruik
Dankzij de elektrische isolatie van het saffiersubstraat verbruiken SoS-sensoren minder energie. Deze efficiëntie maakt ze geschikt voor batterijgevoede of remote monitoring systemen.
5. Compacte en integratieve vormgeving
SoS-sensoren maken miniaturisatie mogelijk en kunnen elektronica direct op de chip integreren. Dit levert een licht, krachtig ontwerp voor toepassingen in de luchtvaart, automobielbouw en OEM-systemen.
Kies de juiste druksentechnologie
Verschillende sensortechnologieën bieden uiteenlopende prestaties, afhankelijk van omgeving en eisen. De onderstaande tabel vergelijkt Silicon-on-Sapphire (SoS) met piezoresistieve en strain gauge sensoren. Zo wordt duidelijk waarin SoS zich onderscheidt op het gebied van duurzaamheid, temperatuurbereik en meetstabiliteit.
Piezoresistieve sensoren
Piezoresistieve sensoren meten druk door de verandering in elektrische weerstand van silicium wanneer het mechanisch wordt belast. Hoewel deze technologie gangbaar en kostenefficiënt is, is hij sterk gevoelig voor temperatuurveranderingen. Die kunnen meetfouten veroorzaken, wat vaak extra temperatuurcompensatiecircuits vereist. Dit verhoogt het energieverbruik en beperkt de prestaties bij hoge temperaturen. Daarentegen bieden Silicon-on-Sapphire (SoS) sensoren een inherente temperatuurstabiliteit, wat zorgt voor betrouwbare prestaties, zelfs onder extreme thermische belastingen.
Strain gauge-sensoren
Strain gauge- (ofwel rekstrook) sensoren meten druk door de vervorming in weerstanden te gebruiken. Ze leveren meestal een lagere gevoeligheid en langzamere reactietijden dan SoS-sensoren. Ook zijn de materialen vaak minder duurzaam, waardoor ze minder geschikt zijn voor zware omgevingen met hoge temperaturen of extreme drukken. In vergelijking behouden SoS-sensoren hun nauwkeurigheid en robuustheid juist onder deze zware omstandigheden, waardoor ze de voorkeur verdienen in kritische industriële toepassingen.
Toepassingen van Silicium-op-saffier druksensoren
- Lucht- en ruimtevaart & defensie – precieze meting in straalmotoren, turbines en hoge-altitude systemen
- Automobielindustrie – nauwkeurige drukmonitoring in motor- en uitlaatsystemen onder extreme hitte
- Olie & gas – betrouwbare prestaties in corrosieve en hoge drukomgevingen
- Waterstofsystemen – lange-termijn stabiliteit in chemisch reactieve en hoge drukcondities
- Industriële automatisering – nauwkeurige procesregeling in variabele omgevingen
- Marien en offshore – corrosiebestendige drukmeting voor onderzeese toepassingen
- OEM-integratie – compacte, aanpasbare sensoroplossingen voor systeemfabrikanten
De toekomst van SoS-technologie
Naarmate de eisen voor meetsystemen stijgen, blijft Silicon-on-Sapphire innovatie leiden. Toekomstige ontwikkelingen richten zich op draadloze communicatie, on-chip signaalverwerking en IoT-compatibiliteit — voor nog slimmere, meer verbonden druksensoren.
Aangepaste SoS druksensoren
Bij Althen Sensors & Controls ondersteunen we ingenieurs bij het implementeren van maatwerk SoS-druksensoren, waarin precisie, robuustheid en lange levensduur samenkomen.
Klaar om meer te ontdekken?
Neem contact op en ontdek hoe Silicium-op-saffier druksensoren uw meetprestaties kunnen verbeteren.
Voorbeelden
Enkele populaire voorbeelden van silicium-op-saffier druksensoren
AGS4200 Standaard Druksensor
- Meetbereik: 0 - 0,5 tot 0 - 1.500 bar
- Silicium-op-saffier sensortechnologie
- ± 0,25% nauwkeurigheid, optioneel ± 0,1%
AHP1000 | AHP1100 Hogedruksensor
- Meetbereik: 0 - 600 tot 0 - 5.000 bar
- Hoge weerstand tegen overdruk
- RoHS-gecertificeerd
AGS4200H Hydrogen Druksensor voor waterstof toepassingen
- Meetbereik: 0 - 0,5 tot 0 - 1.500 bar
- Voor gebruik in waterstof applicaties of omgevingen
- ± 0,25% nauwkeurigheid, optioneel ± 0,1%