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Neue Infrarotsensoren sollen Stürze und Krebs erkennen

Die Aufnahme zeigt die Infrarotsensoren sowie eine zugehörige Messung.
Infrarot-Sensoren im Detail: So sieht die neue Sensor-Generation aus, deren Messung Wäremverteilungen zeigt. © Heimann Sensor
Von: Wissensland
Ein Sturz, eine unbemerkte Entzündung, eine Person im Dunkeln: Dresdner Forschende entwickeln eine neue Generation von Wärmesensoren, die solche Situationen künftig zuverlässig erkennen soll. Es ist eine Chance für mehr Sicherheit in Medizin, Alltag und Verkehr.

Ein Sturz in der eigenen Wohnung. Eine Entzündung, die niemand bemerkt. Ein Autofahrer, der nachts eine Person auf der Straße fast übersieht. In solchen Situationen könnten künftig neue Infrarotsensoren helfen. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS entwickeln sie gemeinsam mit dem Unternehmen Heimann Sensor und dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW Dresden).

Die Infrarotsensoren messen Wärme, ohne etwas zu berühren. Sie erfassen die Temperatur von Objekten oder Menschen aus der Ferne und erstellen daraus ein Wärmebild. Schon heute kommen solche Sensoren in der Gebäudetechnik, in Sicherheitssystemen oder in der Überwachung von Produktionsprozessen zum Einsatz. Die bisher verwendeten Materialien begrenzen jedoch ihre Leistungsfähigkeit.

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Neue Materialien für empfindlichere Wärmesensoren

Genau hier setzen die Forschenden aus Dresden an. Erstmals kombinieren sie besonders leistungsfähige Materialien mit einer Fertigung, wie sie auch für moderne Computerchips genutzt wird. Gleichzeitig entwickeln sie eine neue Bauweise für die winzigen Sensoren. Das soll ihre Empfindlichkeit deutlich verbessern.

Die neuen Infrarotsensoren sollen selbst kleinste Temperaturunterschiede erkennen können. Geplant ist eine Genauigkeit von weniger als zwei Hundertstel Grad Celsius. Gleichzeitig sollen die einzelnen Messpunkte so klein werden, dass Wärmebilder deutlich detaillierter ausfallen als bisher. Das Fraunhofer IPMS entwickelt dafür die Herstellungsverfahren und fertigt erste Prototypen. Später soll sich die neue Technik auch in der Fertigung des Instituts einsetzen lassen.

Chancen für Medizin, Mobilität und Industrie

Die höhere Empfindlichkeit soll viele neue Anwendungen ermöglichen. In der Medizin könnten die Sensoren beispielsweise die Krebsfrüherkennung unterstützen oder äußerlich sichtbare Entzündungen feststellen. Im altersgerechten Wohnen könnten sie Stürze oder Notfallsituationen zuverlässig erkennen. Auch autonome Fahrzeuge würden von den empfindlicheren Sensoren profitieren.

Für die Industrie eröffnen sich neue Möglichkeiten in der Thermografie und Prozessüberwachung. Darüber hinaus sollen die Sensoren künftig auch kostengünstige Lösungen für die kontaktlose Temperaturmessung ermöglichen.

Bis die Infrarotsensoren im Alltag eingesetzt werden können, dauert es noch. Zunächst bauen die Forschenden erste Testsensoren. Später sollen daraus vollständige Sensorchips entstehen, bei denen Sensor und Steuerelektronik auf einem Chip zusammenarbeiten.

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