Miniatűr gázérzékelők alkalmazásai
(Rovat: Az emberi élet védelme, Új eszközök és anyagok - 2008.11.02 13:05.)

Az eredetileg űrkutatási célra kifejlesztett szenzoroknak a mindennapi élet számos területén is hasznát vehetik.

Az Európai Űrügynökség (ESA) technológia-átadási programjának egyik újabb sikere a kisméretű kerámia gázérzékelők alkalmazási területeinek kiterjesztése. A történet még 1993-ban kezdődött, amikor a Stuttgarti Egyetemen olyan mérőeszköz fejlesztésébe kezdtek, amely képes meghatározni az oxigén mennyiségét extrém körülmények között. Az adatokat az űreszközök légköri visszatérése során alkalmazott hőpajzsok fejlesztésénél használták. Az abban az időben rendelkezésre álló szenzorok nagy méretük és energia-felhasználásuk miatt a célra alkalmatlannak bizonyultak.

Az újfajta, miniatürizált érzékelők képesek voltak nagy magasságban, a légköri fékeződés során mérni az oxigén mennyiségét. A később a Drezdai Műegyetemen továbbfejlesztett eszközöket használták például egy orosz űrkísérletben (Inflatable Re-entry and Descent Technology, IRDT). Ebben egy felfújható, kúp alakú hőpajzs és egy ejtőernyő segítette az űrben járt műszerek földet érését.

Az érzékelők földi hasznosításának lehetősége felkeltette az ipar érdeklődését is. A hasznosítás elősegítésre a korábbi fejlesztő csapat néhány tagja 2000-ben egy céget alapított. Milyen alkalmazásokról lehet szó? A szenzor kisméretű, igen gyorsan reagál a gáz összetételének változására. Különösen alkalmas az emberi légzés vizsgálatára. Ez a változat képes a ki- és belégzett levegőben az az oxigén és a szén-dioxid mennyiségének, valamint az áramlás sebességének mérésére. Mérete révén könnyen beépíthető például egy arcmaszkba; kórházakban, klinikákon, de az élsportolók légzésének analizálására is használható. Egyszer talán ezen a „kerülőúton” visszajuthat az űrkutatásba is, az űrhajósok légzésének vizsgálatára.

Egy másik ígéretes terület az égéstermékek összetételének megállapítása. Az ipari vagy háztartási kazánok füstjének elemzésével tökéletesíthető az égés folyamata. Ezzel növelhető a berendezések hatásfoka, közvetlenül csökkenthető a légkört szennyező anyagok kibocsátása. Az emberi eredetű légszennyezés túlnyomó része valamilyen üzemanyag elégetése során keletkezik, akár az autókban, az iparban, vagy otthon. A szenzorok segítségével olyan rendszer is kialakítható, amely valós időben, a mért kibocsátási adatok alapján vezérli a kazánt az optimális égés érdekében. A károsanyag-kibocsátás mérséklése mellett így 10-15%-os energia-megtakarítás is lehetséges. Egy harmadik alkalmazás – egy könnyen kezelhető, hordozható mérőberendezés révén – az elszökő hidrogén mennyiségének mérését teszi lehetővé üzemanyagcellák gyártása során.

Hogy a technológia-átadás nem feltétlenül egyirányú folyamat, arra kitűnő példa a Nemzetközi Űrállomás külső részén működő FIPEX kísérlet, amelynek feladata az atomos oxigén szintjének folyamatos, jó időfelbontással történő mérése.