Fachhochschule Mannheim entwickelt Staub-Sensor

Das neue Messverfahren für die Feststellung von Staubgehalt und Staubbestandteilen in der Luft wird vollautomatisch und quasikontinuierlich arbeiten. Der Staub wird mikroskopisch per Bildverarbeitung erfasst.

Die Qualität unserer Atemluft kann von Stäuben unterschiedlichster Art stark beeinträchtigt werden. Insbesondere der Feinstaub mit Partikeln kleiner als etwa ein tausendstel Millimeter gerät dabei wegen möglicher Gesundheitsschädigung zunehmend ins Visier neuer Untersuchungen. Er kann bis in die feinsten Verästelungen der Lunge vordringen und wird dort abgelagert. Allgemein bekannt geworden ist hier vor allem die Gefährlichkeit des Asbeststaubs in der Form winziger Fasern in der Raumluft sanierungsbedürftiger Gebäude.

Die Messung des Staubgehalts der Luft ist sehr aufwändig, insbesondere, wenn dabei noch unterschiedliche Staubbestandteile, z.B. Pollen und Fasern, getrennt aufgespürt werden sollen. So saugt man bei einem bekannten zeitraubenden und daher teuren Verfahren eine gewisse Zeit die zu überprüfende Luft durch hintereinander angeordnete und von grob nach fein abgestufte Filter. Anschließend untersucht man mikroskopisch die in den Filtern hängen gebliebenen Staubpartikel nach Menge und Art.

Automatische und unterbrechungslos arbeitende Staubsensoren gibt es zwar, sie arbeiten jedoch nach Prinzipien, bei denen ein Lichtstrahl oder radioaktive Strahlung durch die staubhaltige Luft mehr oder weniger abgeschwächt wird. Diese lassen über die Größenverteilung des Staubes oder über das Vorkommen bestimmter Partikelformen wie etwa Fasern kaum Aussagen zu.

An der Fachhochschule Mannheim entwickeln Diplomanden des Fachbereichs Informationstechnik unter der Leitung von Prof. Dr. Hajo Suhr zur Zeit ein neues Staubmessgerät, das vollautomatisch arbeitet. Ein Hauptproblem bei jeder solchen Erfassung von Staubpartikeln ist, dass diese nur sehr dünn verteilt in der Luft schweben; für eine Messung muss man aber ausreichend viele auf kleinem Raum konzentrieren. Nun kennt man ja vom „Hausstaub“, dass er sich so nach und nach auf allen Oberflächen zu sammeln pflegt, allerdings dauert das für ein Messverfahren viel zu lange. Zur Lösung dieses Problems dient ein Sammelmechanismus, der bereits heute im großen Maßstab für einen ganz anderen Zweck genutzt wird: die elektrostatische Entstaubung der Rauchgase, die aus den Kraftwerksschornsteinen in die Luft entweichen. Das neue Instrument zur Staubdiagnose nutzt dieses Verfahren in miniaturisierter Form. Hierbei sammelt sich der Staub auf einer glatten Oberfläche, die von einem Rechner durch ein Mikroskop „beobachtet“ wird. Sein Programm kann die Staubpartikel zählen und anhand ihrer verschiedenen Formen die Staubbestandteile bestimmen. Sammel- und Auswertungsvorgang werden in kurzen Zeitabständen wiederholt, so dass man von einem dauernd arbeitenden Verfahren sprechen kann.

Das an der Fachhochschule Mannheim laufende Projekt zum Bau des Prototyps wird von der (hauseigenen) Karl-Völker-Stiftung und dem Land Baden Württemberg gefördert.