Am 22. April 2009 eröffnet das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Berlin in Kooperation mit der Technischen Universität Clausthal auf dem Energie-Campus in Goslar die Abteilung 'Faseroptische Sensorsysteme'. Die neue Gruppe entwickelt Sensoren und Sensorsysteme, die auf der Basis von durch Licht erzeugte Resonanzen und des Einsatzes von Mikro-Stimmgabeln Gas - konzentrationen unter Echtzeitbedingungen messen. Einsatz findet dieses neue Verfahren in Überwachungsprozessen der Energie-, Sicherheits- und Medizintechnik. Die neue Abteilung ergänzt die Arbeiten des Heinrich-Hertz-Instituts auf dem Gebiet der Photonischen Netze, Systeme und Komponenten.
Die Kooperation wird für fünf Jahre vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur durch eine Anschubfinanzierung unterstützt.
Nahezu jede gasförmige Substanz lässt sich durch Lichtwellenlängen selektiv in Rotations- oder Schwingungszustände anregen. Durch die gezielte Energiezufuhr des Lichts 'erwärmt' sich das Gas lokal, es dehnt sich aus und erzeugt eine Druckwelle, die mit Hilfe der in Glasfasern integrierten Mikro-Stimmgabeln ermittelt wird.
Mit neuen Methoden der Lasermaterialbearbeitung lassen sich derartige Stimmgabeln in nahezu beliebigen optischen Materialien fertigen und in optische Fasern - wie Glasfasern - integrieren. Diese Faseroptische Sensoren lassen sich dann mit Laserlicht anregen. Dabei nehmen die optisch-integrierten stimmgabelähnlichen Komponenten die mit Laserlicht erzeugten Resonanzen aus ihrer Umgebung auf.
Diese 'photo-akustische Spektroskopie' eignet sich hervorragend zur selektiven und hochempfindlichen Bestimmung von Gaskonzentrationen.
Durch die Vernetzung vieler Mikro-Sensoren entstehen faseroptische Sensornetzwerke, die in einer komplexen Umgebung selektiv unterschiedliche Stoffe messen und zur aktiven Prozesssteuerung eingesetzt werden können.
In der Energietechnik, zum Beispiel bei der Überwachung von Windkraftanlagen, lassen sich über faseroptische Sensoren punktgenau schadhafte Stellen in Energiekabeln ermitteln. Ebenso lässt sich der Brennwert fossiler Brennstoffe bestimmen - für die Einspeisung von Biogas in Gasversorgungssysteme von großer Bedeutung.
Optische Sensoren ermöglichen es, giftige oder explosive Stoffe einfach und frühzeitig nachzuweisen, zum Beispiel in Sicherheitssystemen bei Zugangskontrollen oder bei der Brandfrüherkennung. Austretende Gase, zum Beispiel von Explosivstoffen, werden dabei schnell und eindeutig identifiziert.
In der Medizin können Krankheiten wie TBC oder Krebs mit faser - optischen Sensoren erkannt werden. Auch hier werden die Resonanz- Eigenschaften der Stoffe genutzt, mit Licht stimuliert und mit optischen Sensoren ausgelesen.
Im Vergleich zu elektrisch stimulierten Sensoren bieten die optischen Sensoren eine Aufnahmegenauigkeit, die exakt auf die Wellenlänge des jeweiligen Gases abgestimmt ist. Faseroptische Sensoren bieten darüber hinaus die Möglichkeit des Einsatzes in explosionsgefährdeten Umgebungen, da nur optische Signale verarbeitet werden. Faseroptische Sensorssysteme lassen sich hervorragend mit modernen optischen Kommunikationstechnologien verknüpfen und bieten so die Möglichkeit, eine völlig neue Generation von Sensoren verschiedensten industriellen Anwendern bereitzustellen.
Die Kooperation wird für fünf Jahre vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur durch eine Anschubfinanzierung unterstützt.
Nahezu jede gasförmige Substanz lässt sich durch Lichtwellenlängen selektiv in Rotations- oder Schwingungszustände anregen. Durch die gezielte Energiezufuhr des Lichts 'erwärmt' sich das Gas lokal, es dehnt sich aus und erzeugt eine Druckwelle, die mit Hilfe der in Glasfasern integrierten Mikro-Stimmgabeln ermittelt wird.
Mit neuen Methoden der Lasermaterialbearbeitung lassen sich derartige Stimmgabeln in nahezu beliebigen optischen Materialien fertigen und in optische Fasern - wie Glasfasern - integrieren. Diese Faseroptische Sensoren lassen sich dann mit Laserlicht anregen. Dabei nehmen die optisch-integrierten stimmgabelähnlichen Komponenten die mit Laserlicht erzeugten Resonanzen aus ihrer Umgebung auf.
Diese 'photo-akustische Spektroskopie' eignet sich hervorragend zur selektiven und hochempfindlichen Bestimmung von Gaskonzentrationen.
Durch die Vernetzung vieler Mikro-Sensoren entstehen faseroptische Sensornetzwerke, die in einer komplexen Umgebung selektiv unterschiedliche Stoffe messen und zur aktiven Prozesssteuerung eingesetzt werden können.
In der Energietechnik, zum Beispiel bei der Überwachung von Windkraftanlagen, lassen sich über faseroptische Sensoren punktgenau schadhafte Stellen in Energiekabeln ermitteln. Ebenso lässt sich der Brennwert fossiler Brennstoffe bestimmen - für die Einspeisung von Biogas in Gasversorgungssysteme von großer Bedeutung.
Optische Sensoren ermöglichen es, giftige oder explosive Stoffe einfach und frühzeitig nachzuweisen, zum Beispiel in Sicherheitssystemen bei Zugangskontrollen oder bei der Brandfrüherkennung. Austretende Gase, zum Beispiel von Explosivstoffen, werden dabei schnell und eindeutig identifiziert.
In der Medizin können Krankheiten wie TBC oder Krebs mit faser - optischen Sensoren erkannt werden. Auch hier werden die Resonanz- Eigenschaften der Stoffe genutzt, mit Licht stimuliert und mit optischen Sensoren ausgelesen.
Im Vergleich zu elektrisch stimulierten Sensoren bieten die optischen Sensoren eine Aufnahmegenauigkeit, die exakt auf die Wellenlänge des jeweiligen Gases abgestimmt ist. Faseroptische Sensoren bieten darüber hinaus die Möglichkeit des Einsatzes in explosionsgefährdeten Umgebungen, da nur optische Signale verarbeitet werden. Faseroptische Sensorssysteme lassen sich hervorragend mit modernen optischen Kommunikationstechnologien verknüpfen und bieten so die Möglichkeit, eine völlig neue Generation von Sensoren verschiedensten industriellen Anwendern bereitzustellen.
