Sensoren gegen Gestank

Geräten das Riechen beizubringen gleicht oft dem Versuch, ein ganzes Analyse-Labor in einem Schuhkarton unterzubringen. Ein Unternehmen aus Saarbrücken hat einen einfacheren Weg gefunden.

Mit einem verblüffend einfachen Verfahren hat das Saarbrücker Unternehmen 3S GmbH so etwas wie eine elektronische Nase entwickelt. Die Geräte dienen zur Qualitätskontrolle bei der industriellen Produktion oder zum Aufspüren von Gaslecks.

Bisherige Ansätze für elektronische Geruchssensoren liefen meist darauf hinaus, dass Forscher versuchten, ganze Analyselabors zu miniaturisieren und in ein Gehäuse zu zwängen (siehe TR 1/2010). 3S verwendet stattdessen Bauteile, die bereits zu hunderttausenden in der Industrie hergestellt werden: Sensoren für die Umluftklappen von Autos. Wittern sie – etwa bei Tunneldurchfahrten – schlechte Luft, schließen sie automatisch die Lüftung. Das funktioniert, indem halbleitende Metalloxide den Gasmolekülen in ihrer Umgebung Elektronen entziehen, was zu einem messbaren elektrischen Signal führt.

Die bei Oberklasselimousinen längst serienmäßigen Sensoren sind zwar preiswert und robust, arbeiten allerdings recht ungenau. Die 3S-Ingenieure haben sich deshalb einen Trick einfallen lassen, um die Analyseleistung zu verbessern: Sie erhitzen den Sensor auf vier verschiedene Temperaturen – und bei jeder Temperatur reagieren unterschiedliche Gase. Verglichen mit einer natürlichen Nase sei das Ergebnis zwar immer noch vergleichsweise grob, gibt der geschäftsführende Gesellschafter Thomas Fricke zu. Doch schon damit ließe sich Erstaunliches leisten. Zur letzten Hannover Messe stellten die Saarbrücker einen Kaugummi-Automaten mit eingebautem Mundgeruch-Tester vor. Messegäste konnten das Gerät anhauchen und bekamen per grünem oder rotem Lämpchen singnalisiert, ob ihr Atem noch im sozialverträglichen Bereich war oder ob sie sich besser einen kräftigen Kaugummi ziehen sollten.

Das Gerät sollte in erster Linie Aufmerksamkeit für den Messestand erzeugen, aber der eigentliche Einsatzbereich sind nüchterne industrielle Anwendungen. Bei einem Autohersteller, erzählt Fricke, musste ihr System beispielsweise zeigen, dass es von fünf identischen Wagen denjenigen identifizieren konnte, bei dem es eine Produktions-Panne gegeben hatte. In der Tat schlugen die Messwerte bei einem der Fahrzeuge aus: Eine Türdichtung hatte bei diesem Exemplar nicht beim ersten Montageversuch gehalten und musste ein zweites Mal verklebt werden. Die 3S-Sensoren erkannten prompt eine erhöhte Konzentration von Lösungsmittel im Innenraum.

Auch bei der Produktion von Verpackungsfolien für Lebensmittel tut eine gute Nase not. Denn wenn nicht alle Parameter hundertprozentig korrekt eingestellt sind, können die Kunststofffolien einen unangenehmen Eigengeruch entwickeln, der sich auf die Lebensmittel überträgt. Fricke berichtet von einer Firma, bei der allein der Chef selbst in der Lage war, einen falschen Geruch wahrzunehmen – und das auch nur, wenn er nicht müde oder erkältet ist. Solchen Kunden will das 2006 gegründete Spin-off der Uni Saarbrücken nun mit seinen Sensoren helfen. Sie kommen in eigenständigen tragbaren Geräten daher, in stationären Laborapparaten oder als Einbau in größere Maschinen, etwa in der Lüftung.

(grh)