Entwicklung eines innovativen chemischen Sensors
Zu verstehen, wie brennende Chemikalien sich im Verlauf der Zeit verwandeln, liefert sehr wertvolle Informationen für die Gestaltung von thermischen industriellen Prozessen. Die derzeitige Messtechnik ist nicht empfindlich genug, um mehrere chemische Signaturen auf einmal zu messen, und erreicht keine zeitliche Feinauflösung. Die EU-finanzierte Forschungsgruppe ASHTCSCS (Absorption spectroscopy and hyperspectral tomography based on coherent supercontinuum source) verwendete Superkontinuum-Laser-Technologie, um ein Gerät zu entwerfen, das mehrere Signaturen erfassen und die Temperatur tausend Mal pro Sekunde messen kann. Ein Super Laser ist ein extrem intensiver Laserstrahl, der durch die Verbreiterung des Spektrums eines normalen Strahls erhalten wird. Die Forscher haben ein Gerät mit zwei Modi vorgesehen: einen mit Schwerpunkt auf der zeitlichen Auflösung und einen, wenn die Feststellung von Unregelmäßigkeiten wichtig ist. ASHTCSCS entwickelte Methoden und Algorithmen für das zweite Verfahren, das auch als Tomographiespektroskopie bekannt ist. Neben diesen praktischen Erkenntnissen entwickelten die Forscher eine neue Theorie der Tomographiespektroskopie, um die Ergebnisse der experimentellen Arbeit zu erklären. Die Wissenschaftler in Deutschland bauten einen Prototyp, der beide Wirkungsweisen verwendet, und testeten ihn erfolgreich im Labor. Das Gerät erfasste die höchsten jemals erreichten Auflösungsstufen für chemische Spektroskopie. Diese Ergebnisse werden bereits von einer Firma für Gassensoren und industrielle Steuerungssysteme verwendet. Andere kommerzielle und industrielle Anwendungen dieser Technologie sind noch in der Pipeline.
Schlüsselbegriffe
Chemischer Sensor, chemische Signaturen, Spektroskopie, Tomographie, Superkontinuum-Laser
