Kohlendioxid-Sensor hält Autofahrer munter
Man kennt das Phänomen aus vollbesetzten Autos und schlecht klimatisierten Seminarräumen: verhaltenes Gähnen, man fühlt sich müde, sich zu konzentrieren, fällt zunehmend schwer. Mitschuld daran trägt das Kohlendioxid, das sich in der Atemluft anreichert. Geschieht dies im Auto, und lässt die Aufmerksamkeit des Fahrers nach, so kann dies für Fahrer und Passagiere lebensgefährlich werden.
Die Anreicherung von CO 2 im Auto und in Gebäuden zu verhindern, ist das Ziel der Forscher am Institut für Mikrosensorik und Fahrzeugelektronik der Fachhochschule Dortmund. Dafür haben sie einen neuartigen, miniaturisierten Infrarot-Sensor entwickelt, der die Konzentration von Kohlendioxid misst und dafür sorgt, dass die Klimaanlage optimal und effizient gesteuert wird.
Das Messprinzip vereinfacht dargestellt: Strahlung im infraroten Spektralbereich von 4,3 Mikrometern wird über einen Spiegel auf einen Detektor gelenkt. Je höher die Gaskonzentration steigt, umso stärker wird die Strahlung absorbiert. Folglich ändert sich das Messsignal, das an die Auswerteelektronik übermittelt wird. Diese signalisiert der Klimaanlage im Bedarfsfall, der Fahrerkabine oder dem Raum mehr Frischluft zuzuführen.
Messungen ergaben, dass in einem vollbesetzten Auto schon nach wenigen Minuten die „Wohlfühlgrenze“ beim CO 2-Gehalt überschritten ist. Diese Grenze, fand der Chemiker Max von Pettenkoffer Mitte des 19. Jahrhunderts heraus, liegt bei etwa 1000 „parts per million“ (ppm). Das heißt, nur 0,1 Prozent Kohlendioxid in der Atemluft reichen aus, um die Konzentration zu stören. Durch seinen speziellen Aufbau ist der Infrarot-Sensor aus Dortmund in der Lage, schon geringste Änderungen von 20 bis 30 „parts per million“ zu erfassen.
Im Feldversuch in der Mercedes E-Klasse hat sich der Kohlendioxid-Sensor schon bewährt. In Zukunft könnte er sich auch in Gebäuden bewähren und dafür sorgen, dass Seminarteilnehmer den Vorträgen bis zum Ende mit voller Aufmerksamkeit folgen können.
Institut für Mikrosensorik & Fahrzeugelektronik der Fachhochschule Dortmund
www.ifm.fh-dortmund.de
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