Messfühler steuert Klimaanlagen
Elektronischer Sensor erkennt miefige Luft

Wenn es um die Steuerung von Klimageräten geht, sind die menschlichen Sinne nicht empfindlich genug – oftmals werden die Anlagen erst zu spät eingeschaltet. Ein neuartiger Sensor kann nun sowohl Raumtemperatur als auch Gaskonzentration gleichzeitig analysieren.

hsn DÜSSELDORF. Auf der Sensorfachmesse in Nürnberg (vom 22. bis 24. Mai 2007) zeigen Fraunhofer-Forscher erstmals einen Messfühler, der gleichzeitig Luftfeuchtigkeit und Gaskonzentrationen erfasst. Der nur fingernagelgroße Chip eignet sich damit zur automatischen Steuerung von Klima- und Lüftungsanlagen.

Ein mögliches Einsatzgebiet ist das Auto: Bisher kann sich ein Fahrer in Tunneln oder auf Fähren vor Mief nur schützen, indem er rechtzeitig den Hebel auf Umluft stellt. Reagiert er zu spät, füllt sich der Innenraum mit Abgasen, Benzindämpfen und Feinstaub. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg haben mit ihrem neuen Sensor jetzt die Grundlagen für ein System gelegt, das die Insassen eines Fahrzeugs selbstständig vor gesundheitsschädlicher Atemluft schützen könnte.

Das Besondere an der Erfindung ist, dass der winzige Sensor-Chip gleichzeitig Feuchtigkeit und Gaskonzentration bestimmt. „Bisher brauchte man zwei Sensoren mit entsprechender Elektronik. Feuchte- und Gassensoren ließen sich nicht kombinieren, weil der eine nur bei Raumtemperatur zuverlässig funktioniert, der andere aber eine Betriebstemperatur von zwei- bis vierhundert Grad Celsius benötigt“, erklärt Sven Rademacher, Projektleiter am IPM. Obwohl beide Sensoren auf dem IPM-Chip dicht beieinander liegen, findet zwischen ihnen kein Wärmeaustausch statt: Die Gassensoren können heiß werden, der Feuchtesensor bleibt trotzdem kühl. Der Trick: Die Sensoren sind zwar integraler Bestandteil des Chips, um sie herum wurde das Material jedoch bis auf einige dünne Stege weggeätzt.

„Durch diese dünnen Stege können sich Temperaturen nicht ausbreiten“, sagt Marie-Luise Bauersfeld, die den Chip hergestellt und getestet hat. Der Prototyp des Mikrostrukturierten Sensors zur Luftqualitätsmessung, kurz Mosel, hat erste Funktionstests bestanden. „Wir können mit ihm gleichzeitig Luftfeuchte, Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe, Stickoxide und Sauerstoffkonzentration messen“, sagt die Forscherin.

Für die Verwendung ihrer Entwicklung haben die Forscher bereits zahlreiche Ideen: Neben einer Steuerung der Luftzufuhr im Auto könnte der fertige Doppelsensor etwa in Bürogebäuden die Klimaanlage aktivieren, wenn der Sauerstoffgehalt sinkt oder die Feuchte einen kritischen Wert übersteigt. Und in Klassenzimmern oder Hörsälen ließe er sich nutzen, um bei schlechter Luft automatisch Lüftungsschlitze in den Fenstern zu öffnen.

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