DUWAS: Sensor warnt vor Vulkanasche

Um die Sicherheit der Luftfahrt zu erhöhen, entwickelt die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW einen Sensor, der Vulkanasche erkennt.

Technologien

Lichtstreuung im Sichtbaren und im Infraroten

Ziele

Entwicklung eines Sensors, der Vulkanasche-Partikel und Wolkentröpfchen oder Eiskristalle unterscheiden kann.

Ausgangslage

Vulkanasche kann Triebwerke und wichtige Sensorsysteme von Flugzeugen beschädigen. Die Schwierigkeit: Eine Aschewolke ist schwer von einer normalen Regenwolke zu unterscheiden, besonders dann, wenn sich die beiden Wolkentypen vermischt haben. Auch herkömmliche Sensoren sind nicht in der Lage, Aschepartikel und Wassertröpfchen beziehungsweise Eiskristalle auseinanderzuhalten. Beide sind zwischen einem und 20 Mikrometer klein und streuen gleichermassen sichtbares Licht.

Ergebnis

Das FHNW-Forschungsteam setzt neben einem herkömmlichen Sensor zusätzlich auf einen Infrarot-Sensor, der speziell für dieses Forschungsprojekt vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik entwickelt wurde. Wasser und vulkanische Asche haben im Infrarotbereich unterschiedliche Lichtbrechungs-Indizes. Bei einer Wellenlänge von 660 Nanometer sehen Aschepartikel und Wolkentröpfchen noch gleich aus. Bei einer Wellenlänge von rund 2700 Nanometer ‒ also im Infrarot-Bereich  ‒  erfolgt die angestrebte Unterscheidung.  In Zukunft soll der «Dual Wavelength volcanic Ash Sensor» oder DUWAS bei kommerziellen Flügen zum Einsatz kommen. Der Sensor könnte aber potentiell auch für andere Zwecke genutzt werden, wo die Unterscheidung zwischen zwei Aerosolpartikeln wichtig ist: Beispielsweise als Brandmelder oder als Detektor für andere bestimmte Substanzen.