Hochschule Mannheim entwickelt Aerosol-Detektor

Gerät hilft Schulen ihre Lüftungskonzepte einzuhalten

Das Kompetenzzentrum CeMOS (Center for Mass Spectrometry and Optical Spectroscopy) der Hochschule Mannheim entwickelt ein handliches System für die Messung von Aerosolen in Innenräumen. Dabei greift es auf einen Sensor zurück, der ursprünglich für die Bestimmung von Feinstaubkonzentrationen gedacht war und im Rahmen der FH-Impulsförderung M2Aind entwickelt wurde.

Der M2Aind-Kooperationspartner, das Unternehmen ProxiVision GmbH in Bensheim, stellt nun unter dem Arbeitstitel ProxiCube die ersten Prototypen her und ist auch schon in Verhandlungen mit den entsprechenden Vertriebspartnern. Die Schulen in Mannheim haben großes Interesse angemeldet und die Wirtschaftsförderung der Stadt Mannheim promotet die Entwicklung und Anwendung im Rahmen des Innovations-Netzwerk Smart Production/Industrie 4.0; wenn alles gut geht, können schon Anfang 2021 die ersten Klassenräume mit ProxiCubes ausgestattet werden. Die Werner von Siemens Schule an der Neckarpromenade ist die erste Schule die bereits fünf Würfel bei Proxyvision bestellt hat.

Aerosole aus der Atemluft gelten als größter Risikofaktor für eine Infektion mit dem Coronavirus SARS-CoV2. Besonders in schlecht belüfteten Innenräumen besteht insbesondere im Winter die Gefahr, dass sich die winzigen Tröpfchen aus der Atemluft sammeln und das Virus verbreiten – weshalb mittlerweile an vielen öffentlichen Orten und vor allem an Schulen strenge Lüftungskonzepte gelten. Doch ein Rest Unsicherheit bleibt immer: Ist der Raum wirklich gründlich genug gelüftet worden? Ab wann wird die Aerosolkonzentration kritisch, und kann man es nicht doch wagen, das Fenster noch eine Weile geschlossen zu halten?

Diesen Fragen stellte sich CeMOS-Forscher Dr. Thomas Schäfer und baute ein von ihm vor einigen Jahren mit entwickeltes batteriebetriebenes, tragbares Gerät zur Feinstaubmessung nun kurzerhand zu einem Aerosol-Detektor um. Warum dies so einfach geht, erklärt er so: „Der optische Sensor macht keinen Unterschied zwischen Staubpartikeln und winzigen Flüssigkeitstropfen. Er zählt jedes Teilchen zwischen 300 Nanometern und 10 Mikrometern Größe, das die Lichtschranke in seinem Inneren passiert.“

Für den Aerosol-Detektor verwenden Schäfer und sein Team also die gleiche Sensorik wie für die Feinstaubmessung, allerdings im Doppelpack: Ein Sensor misst einfach nur die eingesaugte Raumluft, der zweite heizt die eingesaugte Luft so weit auf, dass Flüssigkeiten verdunsten.

Aus der Differenz beider Messungen errechnet das Gerät dann die Menge an wässrigen Tröpfchen, die sich in der Luft befinden – so kann es zuverlässig zwischen Feststoffen und Flüssigpartikeln unterscheiden. Die gemessenen Daten werden an die Nutzer ausgegeben, so dass man die Aerosolkonzentration über längere Zeiträume hinweg beobachten und dokumentieren kann; außerdem plant das Entwicklerteam ein Dashboard, auf dem mehrere Räume über ein Ampelsystem überwacht werden können und das eine Warnung ausgibt, sobald sich in einem Raum zu viele Aerosole sammeln. ProxiCube wurde inzwischen zum Patent angemeldet.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Matthias Rädle
Kompetenzzentrum CeMOS
Hochschule Mannheim
Paul-wittsack-Straße 10
68163 Mannheim
m.raedle@hs-mannheim.de

http://www.hs-mannheim.de