Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM
Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM

Gruppe Spektroskopie und Prozessanalytik

»Lachgas ist rund 300-mal klimaschädlicher als Kohlendioxid. Wir entwickeln Messsysteme, die das Gas auf dem Feld messen können.«

Der Fokus der Gruppe liegt auf der Entwicklung spektroskopischer Systeme zur Detektion und Analyse von Gasen und Flüssigkeiten. Hier nutzen wir schwerpunktmäßig Laserspektroskopie, aber auch Methoden wie Raman-, FTIR- und ATR-Spektroskopie. Für die Entwicklung optischer Komponenten und Systeme stehen neben vielseitigen Simulationstools auch geeignete Analysemethoden wie z. B. Fourier- oder Röntgenspektroskopie zur Verfügung. Die Gruppe verfügt über langjährige Erfahrung in der Abgasmesstechnik und Brennwertanalytik. Dazu zählen schnelle Gasanalysatoren für Abgasprüfstände bei der Motorenentwicklung und Systeme zur Brennwertkontrolle in Erdgasleitungssystemen. Unsere Systeme zur Gasferndetektion orten Leckagen mithilfe von Laserspektroskopie und bildgebender Infrarot-Messtechnik. Dies ermöglicht die Sicherheitsüberwachung von Industrieanlagen oder Gasleitungen aus der Distanz. In der Flüssigkeitsanalyse entwickeln wir ATR-Prozessspektrometer zur Qualitätskontrolle bei der Getränkeherstellung oder in Fermenterprozessen.

Spektroskopische Analytik

  • Optische Spurengasanalysatoren auf Basis von Laserspektroskopie: Empfindlichkeit im ppb-Bereich bei N2O oder NH3 und ppm-Bereich bei O2
  • Raman-Spektroskopie: Analyse von Flüssigkeiten, biologischen Proben, Festkörpern oder Gasen
  • ATR-Spektroskopie: Messen von gelösten Stoffen in Flüssigkeiten bis in den ppm-Bereich
  • Photoakustische Messmethoden, individuelle Anpassung von akustischen Resonatoren

Optische Systeme

  • Simulationen: Optik, Mechanik, Strömung, Elektronik
  • Detektion optischer Rückstreuung, bildgebende Systeme
  • Laserspektroskopische Systeme im NIR und MIR auf Basis von Spiegeloptiken
  • Spezialoptiken: Langweg-Absorptionszellen, Laserpackage inkl. Kollimation, Referenzsysteme
  • In-situ-Messmethoden

Auswerteverfahren

  • Chemometrische Methoden zur Analyse von Messdaten
  • Bestimmung von Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit von Gassensoren und Lasersystemen unter verschiedenen Bedingungen
  • Modellbildung als Grundlage für eine Linearisierung und kalibrationsfreie Spektroskopie