Eine neue Ära in der Sensortechnologie
Neue optische Polymer-Sensorsysteme können aktuelle elektrische Systeme ersetzen, um mechanische Prozesse in einer Reihe von Bereichen zu verbessern, unter anderem im Verkehrssektor. Zum Beispiel kann die Überwachung des Kraftstoffstands ziviler Luftfahrzeuge von optischen Sensoren profitieren, die leichter und sicherer in Bezug auf Brandgefahr und Blitzeinschlag sind. Ein weiteres Beispiel betrifft die Verwendung von optischer Abtastung zur Überwachung akustischer Signale und Vibrationen unter Wasser, um geophysikalische Vermessungen wie etwa für die Ölförderung zu unterstützen und die Sicherheit durch das Aufspüren nicht autorisierter ausländischer U-Boote zu erhöhen. Das EU-geförderte Projekt POSSIBLE (Polymer optical sensing system innovation benefits leadership education) arbeitete mit Partnern aus der Industrie zusammen, um diese beiden Anwendungen zu entwickeln. Um seine Ziele zu erreichen, entwickelte das Projekt ein komplettes System zur Füllstandsmessung unter Verwendung von Multiplex-Drucksensoren, angeordnet in verschiedenen Tiefen. Es wurde mit optischen Polymer-Bragg-Gittern verfeinert, eingebettet in Membranen, die ideal für den Einsatz nicht nur in Flugzeuganwendungen, sondern auch in Bereichen wie Hochwasserschutz, biochemischer Verarbeitung und Wassertanks sind. Die Technologie bietet eine Reihe von Vorteilen etwa in Bezug auf die Fehlertoleranz, den von der Kraftstoffdichte unabhängigen Betrieb, den Widerstand gegen Fliehkräfte und der Temperaturempfindlichkeit. Ein wichtiger Aspekt für das Projektteam war, dass es sich mehr auf die Füllstandsmessung konzentrierte, als auf die akustische Messung, wie später beschrieben, um so den aktuellen kommerziellen Bedarf und Finanzierungsüberlegungen zu berücksichtigen. Im zweiten Teil des Projekts arbeitete das Team intensiv an neuen akustischen Sensorlösungen für die Öl-Exploration und Sicherheitsanwendungen. Die Experimente richteten sich auf den Bau eines akustischen Sensors für den Betrieb in Wasser mit Frequenzen von bis zu 20 kHz. Dieser könnte piezoelektrische Dehnungssensoren ersetzen, die hinsichtlich Einsatzbereich, Größe und Flexibilität eingeschränkt sind. Diese ermutigenden Forschungsergebnisse wurden über Publikationen, Zeitschriften und Veranstaltungen verbreitet. Die Technologie erscheint sehr vielversprechend und soll den Weg für bessere, effektivere Sensorsysteme ebnen, die positive Auswirkungen in einer Reihe von Bereichen, wie etwa der Untersee-Exploration und der Luftfahrtsicherheit, haben werden.
Schlüsselbegriffe
optische Polymersensorik, geophysikalische Vermessung, Bragg-Gitter, Füllstandsmessung, Luftfahrt
