Neuartiger Rußsensor ermöglicht zeitaufgelöste Messungen

Spätestens seit in Kraft treten der verschärften Abgasnorm für Diesel-Pkws Anfang 2005 bemühen sich die Automobilhersteller, gesundheitsgefährdende Rußemissionen bei Dieselfahrzeugen zu reduzieren. Ruß lässt sich dann am effektivsten vermeiden, wenn genau untersucht werden kann, wann und unter welchen Bedingungen er in einer motorischen Verbrennung entsteht.

Für derartige Messungen kommt jetzt ganz neue Unterstützung von der HAWK Hildesheim/ Holzminden/Göttingen. An der Fakultät Naturwissenschaften und Technik in Göttingen wurde ein photoakustischer Rußsensor entwickelt, der hochempfindliche zeitaufgelöste Messungen ermöglicht. Mit diesem Sensor kann beispielsweise der Zeitpunkt, zu dem während der motorischen Verbrennung Ruß entsteht, sehr viel genauer bestimmt werden, als mit herkömmlichen Messmethoden. So wurde nachgewiesen, dass bei einem plötzlichen Wechsel vom Teillastbetrieb zu Volllast innerhalb von nur 445ms die Rußkonzentration sehr stark ansteigt.

Das Messprinzip beruht auf der Bestrahlung einer mit Gas gefüllten Resonanzzelle mit einem Diodenlaser. Befinden sich Rußpartikel im Gas, absorbieren diese einen Teil der Laserstrahlen, wobei sich die Partikel erwärmen. Das umgebende Gas dehnt sich in der Folge aus. Die Druckänderung wird über ein Mikrofon als akustisches Signal nachgewiesen.

Die Volkswagen AG hat den Prototypen des Rußsensors auf Motorprüfständen erfolgreich getestet. In einem Anschlussprojekt will man nun die Zusammenarbeit fortsetzen, um den Rußsensor für den industriellen Einsatz fit zu machen. Er könnte bei der Entwicklung neuer Motoren zum Einsatz kommen. Denkbar wäre aber auch ein Direkteinbau in Pkws.
Weitere Anwendungen für das hochempfindliche Rußmessgerät könnten sich zukünftig zum Beispiel auch in der Atmosphärenüberwachung ergeben.

Für das Entwicklungsprojekt spielte die gemeinsame Partnerschaft der Fachhochschule sowie der Volkswagen AG im niedersächsischen Kompetenznetz für Optische Technologien PhotonicNet eine wichtige Rolle. „Wir konnten zwar auf alte Kontakte zu VW zurückgreifen, aber bei den PhotonicNet-Partnertreffen haben sich regelmäßig und sehr unkompliziert Gespräche – auch mit neuen Ansprechpartnern – ergeben, die das Projekt deutlich vorangetrieben haben.“ erläutert Prof. Andrea Koch, Projektkoordinatorin an der HAWK.

Kontakt:

Prof. Dr. Andrea Koch
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst
– Fakultät Naturwissenschaften und Technik –
Von-Ossietzky-Str. 99
37085 Göttingen
Tel.: (0551) 3705-260
Fax: (0551) 3705-101
eMail: andrea.koch@hawk-hhg.de

PhotonicNet GmbH
Kompetenznetz Optische Technologien
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30419 Hannover
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