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 Geschäftsmodell Upcycling: Aus Airbag wird Rucksack
14.06.2019 | Telekom GK

nachricht Skihelm mit neuartigem Luftpolstersystem und Augmented Reality: „Air Ride“ auf Hannover Messe
29.03.2019 | Hochschule Darmstadt

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: Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

Eine ganz spezielle Art von Licht wird von Wolfram-Diselenid-Schichten ausgesandt. Warum das so ist, war bisher unklar. An der TU Wien wurde nun eine Erklärung gefunden.

Es ist ein merkwürdiges Phänomen, das jahrelang niemand erklären konnte: Wenn man einer dünnen Schicht des Materials Wolfram-Diselenid Energie zuführt, dann...

Im Focus: Wie sich Reibung bei topologischen Isolatoren kontrollieren lässt

Topologische Isolatoren sind neuartige Materialien, die elektrischen Strom an der Oberfläche leiten, sich im Innern aber wie Isolatoren verhalten. Wie sie auf Reibung reagieren, haben Physiker der Universität Basel und der Technischen Universität Istanbul nun erstmals untersucht. Ihr Experiment zeigt, dass die durch Reibung erzeugt Wärme deutlich geringer ausfällt als in herkömmlichen Materialien. Dafür verantwortlich ist ein neuartiger Quantenmechanismus, berichten die Forscher in der Fachzeitschrift «Nature Materials».

Dank ihren einzigartigen elektrischen Eigenschaften versprechen topologische Isolatoren zahlreiche Neuerungen in der Elektronik- und Computerindustrie, aber...

Im Focus: An ultrafast glimpse of the photochemistry of the atmosphere

Researchers at Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) in Munich have explored the initial consequences of the interaction of light with molecules on the surface of nanoscopic aerosols.

The nanocosmos is constantly in motion. All natural processes are ultimately determined by the interplay between radiation and matter. Light strikes particles...

Im Focus: Shaping nanoparticles for improved quantum information technology

Particles that are mere nanometers in size are at the forefront of scientific research today. They come in many different shapes: rods, spheres, cubes, vesicles, S-shaped worms and even donut-like rings. What makes them worthy of scientific study is that, being so tiny, they exhibit quantum mechanical properties not possible with larger objects.

Researchers at the Center for Nanoscale Materials (CNM), a U.S. Department of Energy (DOE) Office of Science User Facility located at DOE's Argonne National...

Im Focus: Neuer Werkstoff für den Bootsbau

Um die Entwicklung eines Leichtbaukonzepts für Sportboote und Yachten geht es in einem Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Stephan Marzi vom Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung arbeitet dabei mit dem Bootsbauer Krake Catamarane aus dem thüringischen Apolda zusammen. Internationale Kooperationspartner sind Prof. Anders Biel von der schwedischen Universität Karlstad und die Firma Lamera aus Göteborg. Den Projektbeitrag der THM fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand mit 190.000 Euro.

Im modernen Bootsbau verwenden die Hersteller als Grundmaterial vorwiegend Duroplasten wie zum Beispiel glasfaserverstärkten Kunststoff. Das Material ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Digitalisierung trifft Energiewende

15.10.2019 | Veranstaltungen

Bauingenieure im Dialog 2019: Vorträge stellen spannende Projekte aus dem Spezialtiefbau vor

15.10.2019 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Familienunternehmer setzen eher auf Evolution als auf Disruption

16.10.2019 | Wirtschaft Finanzen

Wie ein infizierter Knochen besser heilt

16.10.2019 | Förderungen Preise

Rätsel gelöst: Das Quantenleuchten dünner Schichten

15.10.2019 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics