Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sensor entdeckt Kabelbrand, bevor es brennt

09.11.2015

Feuer entstehen häufig durch schmorende Elektrokabel. Neuartige Sensortechnologie hilft solche Schwelbrände frühzeitig zu entdecken, indem sie die Kunststoff-Ausdünstungen überhitzter Isolierkabel analysiert. Wissenschaftler am KIT und der Hochschule Karlsruhe sind maßgeblich an der Einwicklung von Hybrid-Sensoren beteiligt, die Messprozesse und deren informationstechnologische Auswertung kombinieren. Darüber berichten sie in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Sensors & Transducers journal.

Dass ein Kabel schmort, lässt sich mit Glück bemerken, bevor es brennt: Die Kunststoffummantelung verfärbt sich und es riecht brenzlig. Hybrid-Sensoren könnten die Gefahr von Kabelbränden allerdings noch früher erkennen, schon bevor Auge und Nase sie wahrnehmen:


Der Sensor besteht aus vier Feldern mit unterschiedlichen Metalloxiden. Sie ändern ihren temperaturabhängigen elektrischen Widerstand bei Kontakt mit Gasen.

(Bild: KIT/HsKA)

Sie spüren Gase auf, die sich durch die Erwärmung aus der Kunststoff-Ummantelung lösen und bieten eine zuverlässige Identifikation und Analyse, um welches Gasgemisch es sich handelt und wie hoch die Konzentration des Gasgemisches ist.

Darüber hinaus können sie auch Störgase wie zum Beispiel Propen oder Kohlenmonoxid erkennen und somit Fehlalarme ausschließen. Möglich wird dies, weil die Hybrid-Sensoren nicht nur über einen Gas detektierenden Sensorchip, sondern auch über Rechenleistung und Algorithmen für die Auswertung der Messdaten verfügen.

„Die Kombination des intelligenten Auswertungsverfahrens mit der physikalischen Messung ist Kern der Entwicklung“, erläutert Dr. Hubert Keller, Projektleiter Simulation und Messtechnik am Institut für Angewandte Informatik des KIT.

Die sehr empfindlichen und dadurch höchst zuverlässigen Hybrid-Sensoren könnten die Sicherheit in Kabelschächten erhöhen. Ihre Fähigkeit, Gasgemische aufzuspüren und Einzelgas-Konzentrationen zu bestimmen, ließe sich aber auch nutzen, um in der Lebensmittelüberwachung giftige Schimmelpilzgase nachzuweisen, um in Düngemittelsilos vor dem Auftreten explosiver Gase zu warnen oder um Leckagen an Erdgasleitungen zu entdecken.

„Hybrid-Sensoren lassen sich universell als einzelnes Sensorsystem oder als Netzwerk und auch kombiniert mit klassischen Sicherheitsansätzen wie Infrarotkameras einsetzen“, betont Keller.

„Für die Entwicklung des Sensors nutzen wir den Effekt, dass vielerlei Gase in Abhängigkeit der Temperatur ganz unterschiedlich mit gassensitiven Metalloxiden reagieren“, sagt Professor Dr. Heinz Kohler vom Institut für Sensorik und Informationssysteme (ISIS) an der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft.

„Auf diesen Effekt haben wir einen eigenbeheizten, temperaturgeregelten Sensorchip mit vier Einzelsensoren - Sensorarray - aufgebaut.“ Das Sensorarray wird zyklisch erhitzt und wieder abgekühlt und liefert bei simultaner Messung des elektrischen Wiederstands oder des Leitwertes vier verschiedene, spezifische Leitwert-Signaturen, deren Auswertung Aufschluss über die Zusammensetzung und Konzentration des Gases gibt. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins Sensors & Transducers Journal berichten die Wissenschaftler über ihre zukunftsweisende Forschung zur Hybrid-Sensortechnologie.

Die Verschmelzung von Sensortechnologie und Analysemethode haben die Informatiker und Mathematiker des KIT und der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft sowie zwei Industriepartnern im Zuge des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über drei Jahre mit rund 1,3 Millionen Euro geförderten Projekts Hybrid-Sensor-Plattform entwickelt. Das weltweit beachtete Verfahren wurde bereits zweimal auf internationalen Konferenzen mit einem Best Paper Award für herausragende Forschungsbeiträge ausgezeichnet.

Rolf Seifert, Hubert B. Keller, Navas Illyaskutty, Jens Knoblauch, Heinz Kohler: Numerical Signal Analysis of Thermo-Cyclically Operated MOG Gas Sensor Arrays for Early Identification of Emissions from Overloaded Electric Cables. Sensors & Transducers Journal, Vol. 193, Issue 10, October 2015.
http://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/P_2738.htm

Weiterer Kontakt:
Kosta Schinarakis, PKM – Themenscout, Tel.: +49 721 608 41956, Fax: +49 721 608 43658, E-Mail: schinarakis@kit.edu

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) vereint als selbständige Körperschaft des öffentlichen Rechts die Aufgaben einer Universität des Landes Baden-Württemberg und eines nationalen Forschungszentrums in der Helmholtz-Gemeinschaft. Seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation verbindet das KIT zu einer Mission. Mit rund 9 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 24 500 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.

Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.kit.edu

Weitere Informationen:

http://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/P_2738.htm

Monika Landgraf | Karlsruher Institut für Technologie

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Innovative Produkte:

nachricht Neu entwickelter Therapiesitz hilft beeinträchtigten Menschen
18.05.2017 | Jade Hochschule - Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfleth

nachricht Schnell schweben: Studierende konstruieren Transportkapsel
04.04.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Innovative Produkte >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften