Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPMSchadstoffdetektion durch neuartiges Sensorsystem
Wartungsarme Schadstoff-Detektion mit kolorimetrischen Gas- und adaptierten Streulicht-Feinstaubsensoren
Schadstoffe in der Luft, darunter Feinstaubpartikel, Stickoxide (NOx) und Ozon (O3), gefährden die menschliche Gesundheit und die Umwelt. In der EU wird die Luftqualität daher staatlich überwacht. Aktuelle Messgeräte nutzen meist elektro-chemische Gassensoren, die aufgrund von Querempfindlichkeiten und Umgebungsfaktoren jedoch nicht ausreichend genau messen. Zudem ist der Wartungsaufwand hoch.
Ein wartungsarmes opto-chemisches Messsystem soll Schadstoffe in der Luft zuverlässiger als bisher detektieren.
Im Projekt KOGAST, das Ende 2024 abgeschlossen wurde, haben wir gemeinsam mit dem Institut für Mikrosensoren, -aktoren und -systeme (IMSAS) der Universität Bremen und der Adolf Thies GmbH ein opto-chemisches Sensorsystem zur Detektion von NO2 und O3 entwickelt, das durch kostengünstige Feinstaubsensoren ergänzt wird. Das System basiert auf LEDs, Photodetektoren und gassensitiven Schichten. Farbwechsel von speziellen Farbstoffen, die mit dem Zielgas reagieren, werden zur Messung genutzt. Ein optischer Wellenleiter detektiert die Farbänderung. Eine steuerbare Kappe schützt die Sensoren vor Umwelteinflüssen, wenn sie nicht gerade messen. Das Sensorsystem umfasst mehrere Module, die sukzessive aktiviert werden, sobald der Farbstoff einer gassensitiven Schicht verbraucht ist. Dieses Konzept verlängert die Lebensdauer und reduziert den Wartungsaufwand. Die Integration eines Feinstaubsensors und weiterer Wettersensoren soll die Verfälschung der Messung verhindern und eine umfassende Luftqualitätsanalyse ermöglichen.