Gassensoren für Schwelbrände

Brandmelder sind zwar zuverlässig, doch detektieren sie gefährliche Glutnester oft zu spät. Eine neue Sensortechnik soll Leben retten.

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  • Ben Schwan

Brandmelder sind zwar zuverlässig, doch detektieren sie gefährliche Glutnester oft zu spät. Eine neue Sensortechnik soll Leben retten.

Auch wenn die Technik mittlerweile in neuen Gebäuden vorgeschrieben ist: Die meisten Feuermelder für den Privatgebrauch reagieren nur auf Rauch – und das kann potenziell sehr gefährlich werden.

Entstehen bei Schwelbränden problematische Brandgase wie Kohlenmonoxid und Stickoxid, die für deren Sensorik zunächst unsichtbar sind, bleiben die Melder stumm – und kosten damit womöglich sogar Leben. Denn es kommt häufiger vor, dass Schwelbrände über einen längeren Zeitraum rauchfrei bleiben. Zwar gibt es auch Sensoren für Kohlenmonoxid und Stickoxid, doch die sind teuer (etwa für Bürogebäude und Tiefgaragen) oder, falls preiswert, vergleichsweise ungenau.

Hausfeuer beginnen nicht selten mit einem Schwelbrand.

(Bild: Ada Be / Flickr / cc-by-2.0)

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) im baden-württembergischen Freiburg haben nun einen neuartigen Gassensor entwickelt, der kaum größer ist als ein Daumen. Er kann Kohlenmonoxid und Stickoxide einzeln erkennen und baut auf einen neuen Detektionsmechanismus auf, der genauer sein soll als konkurrierende Verfahren. Die Erkennung erfolgt dabei durch spezielle Farbstoffe, die chemisch mit den Gasen reagieren.

Im Inneren des Sensorsbefindet sich ein Wellenleiter, der mit einem mit Farbstoff überzogenen Polymer beschichtet ist und der von einer blauen LED angestrahlt wird. Kohlenmonoxid etwa verfärbt den Farbstoff schon bei geringer Konzentration von lila nach gelb. Ein optischer Sensor erfasst die Farbänderung sofort und schlägt dann Alarm. Lässt die Gaskonzentration nach, geht auch die Farbänderung zurück. So lassen sich Fehlalarme ausschließen. "Er reagiert gezielt auf Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffdioxid, bei allen anderen Gasen bleibt er ruhig", so Dr. Carolin Pannek, Wissenschaftlerin am IPM und Projektbeteiligte.

Kohlenstoffmonoxid-Meldegerät in einer Tiefgarage: Bislang sind die Sensoren noch recht voluminös.

(Bild: Johann H. Addicks / Wikipedia / cc-by-sa-2.0)

Für die Herstellung haben die Forscher gemeinsam mit einem Industriepartner ein sogenanntes Rolle-zu-Rolle-Produktionsverfahren entwickelt, das ähnlich wie der Zeitungsdruck funktioniert. 15.000 Messsysteme lassen sich auf einer Endlosrolle fertigen.

Auf diese Weise, hoffen die Forscher, lassen sich die Sensoren in einigen Jahren ähnlich preiswert wie herkömmliche Rauchmelder produzieren. Es ist auch eine Kombination aus normalem Rauchmelder und Kohlenmonoxid-Sensor denkbar. Teure Brandgasmelder wären dann nicht mehr notwendig.

Der Sensor der Fraunhofer-Forscher.

"Der Sensor wird, fertigt man ihn in Massen, in einem ähnlichen Preisrahmen liegen wie Rauchmelder – und wesentlich günstiger sein als die wenigen am Markt verfügbaren Brandgasmelder", bestätigt Pannek. In der Produktion ähneln die neuen Geräte regulären Rauchmeldern – ergänzt durch den erwähnten Lichtwellenleiter. Eine Elektronik gebe die Schwelle an, ab der der Sensor Alarm schlagen soll.

Noch ist allerdings unklar, wann die Technik in den Handel kommt. Die Forscher selbst rechnen mit mehreren Jahren weiterer Entwicklungs- und Kommerzialisierungszeit für ihr Verfahren. (bsc)