Öl in Druckluft nachweisen

Wird Luft auf ein kleineres Volumen zusammengedrückt, erreicht sie einen höheren als den Atmosphärendruck, was für viele industrielle und auch Haushaltsanwendungen nützlich ist. Diese Kraft pro Flächeneinheit kann etwa dazu verwendet werden, um Bewegung in pneumatische Werkzeuge zu bringen. Man kann auch Substanzen wie beispielsweise Fahrzeuglacke zerstäuben oder sprühen, für Belüftung zwecks Oxidation bei pharmazeutischen Prozessen sorgen oder Elektronik während der Fertigung reinigen.

Diese und weitere High-End-Anwendungen erfordern hochreine Druckluft. Die Ölverschmutzung ist ein dringendes Problem und derzeit mangelt es an einem zuverlässigen, hochempfindlichen Online-Sensorsystem, das damit umgehen kann. EU-finanzierte Wissenschaftler haben im Rahmen des Projekts "Detection of oil in compressed air" (DOCA) die dringend benötigte Lösung mittels eines neuen Echtzeitsensorsystems zu bieten. Es wird Öl in all seinen Formen (flüssig, als Aerosol und Dampf) erkennen, und die Einhaltung der Vorschriften, die Beseitigung der Risiken und die mit Nichtkonformität verbundenen Verpflichtungen gewährleisten.

Die Forscher haben sich hier für die optische Spektroskopie entschieden. Dabei handelt es sich um die vielversprechendste Technologie, die eine extrem hohe Empfindlichkeit (nach ISO-8573 Klasse I, Normen für die Luftqualität), Wiederholbarkeit, Robustheit gegenüber Störungen und stabile Kalibrierung garantiert. Die Sensorplattform wird aus drei Einheiten bestehen: dem Probenahmesystem, der optischen Spektroskopieeinheit sowie Elektronik und Software.

Das Probenahmesystem ist konzipiert worden und gestattet die nichtinvasive Überwachung der Ölkontamination innerhalb des Druckluftstroms. Auch bei der optischen Spektroskopieeinheit, der photoakustischen Spektroskopie, kommt man gut voran. Die Technologie beruht auf der Schallemission (einer Druckwelle der thermischen Ausdehnung) in Reaktion auf die Absorption von elektromagnetischer Energie (Licht). Sie ist relativ einfach und kostengünstig, aber sehr empfindlich. In der aktuellen Entwicklung konzentriert man sich auf die Optimierung des Verfahrens und die potenzielle Erhöhung der Empfindlichkeit um den Faktor zehn.

Die vorläufigen Resultate deuten auf einen Sensor der Klasse I oder besser hin. Eine Patenteinreichung wird erwartet. Zum Abschluss wurde Elektronik speziell für den Sensor vorgesehen und Software geschrieben.

Die DOCA-Technologie zur Online- und Echtzeitidentifizierung von Ölverschmutzung in Druckluft wird starken Einfluss auf die Kosten und die Wirksamkeit der Überwachung haben. Schon bald nach Abschluss des Projekts wird voraussichtlich ein kommerzielles Produkt folgen.