"Schnüffelndes" Gerät erkennt Oberflächenkontamination
In der Luft- und Raumfahrtindustrie ist das Klebebondieren eine weitverbreitete Verbindungsmethode für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (KFK). Neueste Erkenntnisse zeigen jedoch eine Kontamination mit verschiedenen Fluiden auf, wodurch die mechanischen Eigenschaften von KFK-Verklebungen massiv beeinträchtigt wurden. Es ist daher von großer Bedeutung, dass eine solche Kontamination der Oberfläche von KFK-Paneelen erkannt wird, bevor die Verbindungen repariert werden. Wird diese Kontamination früh genug erkannt, kann eine entsprechende Behandlung der Oberfläche vorgenommen werden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts "In-field CFRP surfaces contamination assessment by artificial olfaction tool" (ICARO) wurde nun ein kompaktes, einfach handhabbares Instrument entwickelt, mithilfe dessen mögliche Oberflächenkontaminationen erkannt, unterschieden und gemessen werden können. Kontaminierte KFK-Proben konnten identifiziert werden, bevor sie mit anderen Teilen verbunden wurden. Die kontaminierten Teile durchliefen dann einen zusätzlichen Reinigungsprozess, um die Herstellung von fehlerhaften Verbindungen zu vermeiden. Das Projekt trug auch zur europäischen Initiative "Clean Sky" bei, welche durch die Verwendung von Verbundmaterialien zur Gewichtsreduktion die Entwicklung umweltfreundlicher Luftfahrzeuge fördert. Der Prototyp der elektronischen Nase basiert hauptsächlich auf feststofflichen chemischen Sensorarrays, wobei deren sensorische Fähigkeiten mit Technologien zur Mustererkennung kombiniert wurden. Diese Mustererkennung wiederum macht es möglich, "Fingerabdrücke" von Gerüchen zu analysieren und so eine Identifizierung und Messung vorzunehmen. Die Wissenschaftler untersuchten verschiedene Sensortechnologien für die Analyse komplexer Gasgemische (hauptsächlich hydraulische Fluide, Trennmittel und Enteisungsmittel für Landebahnen). Es wurde die Reaktion auf flüchtige organische Stoffe, die von möglichen kontaminierenden Stoffen abgegeben werden, sowie das eingeschränkte Abdriftverhalten in kontrollierter Umgebung untersucht. Ferner wurden Softwarekomponenten zur Ad-Hoc-Mustererkennung untersucht, entwickelt und trainiert, um eine schnelle Analyse der olfaktorischen Fingerabdrücke zu ermöglichen. Das Instrument wurde in branchenüblichen Wartungs- und Reparaturszenarios getestet. Die Ergebnisse zeigten auf, dass die elektronische Nase von ICARO durch äußere Einflüsse während der Messphase gestört wurde. Dank neu entwickelter Kalibrierungsmethoden war es jedoch möglich, zwischen den Fluidsubstanzen zu unterscheiden. Durch den aus dem Projekt entstandenen Prototyp, dessen Namensgeber Ikarus aus der griechischen Mythologie ist, konnte die mögliche Rolle, die die elektronische Nase in der Luft- und Raumfahrtindustrie spielen könnte, aufgezeigt werden.
Schlüsselbegriffe
Elektronische Nase, Luftfahrzeugkomponenten, Klebebondieren, kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, Oberflächenkontamination, chemischer Sensor, Mustererkennung
