Forschung: Branddetektion im rauen industriellen Umfeld
Forscher haben ein auf Laserstrahlen basiertes Branddetektionssystem entwickelt, das bei Staub und Nebel, also auch im rauesten industriellen Umfeld, funktioniert. In einer Kehrichtverbrennung bestand die Entwicklung die Feuerprobe.
Forscher des Nationalen Dänischen Meteorologie-Instituts https://dfm.dk/english haben ein neues laserbasiertes KI-System entwickelt, das Brände auch dann entdeckt, wenn Staub, Nebel oder andere Hindernisse die direkte Sicht versperren. Es kann eingesetzt werden, um Feuer in Vorratsbunkern von Müllverbrennungsanlagen oder in Fabrikhallen aufzuspüren. Sogar Brände in mehreren Kilometern Entfernung sollen sich künftig erfassen lassen, so Forscher Mikael Lassen.
Lichtpunkte-Muster ausgewertet
Die Wellenlänge des Laserstrahls haben die Forscher so gewählt, dass er Staub und andere Eintrübungen mühelos durchquert. „Unser System funktioniert in Umgebungen, in denen die bisher gebräuchlichen Detektoren versagen“, sagt Lassen. Ausser in Müllverbrennungsanlagen könne es in Kraftwerken sowie in Lebensmittel und Textilien verarbeitenden Fabriken eingesetzt werden. Es nutzt erstmals das sogenannte Specklemuster. Darunter versteht man ein Interferenzphänomen, das auftritt, wenn Laserlicht gestreut wird. Es sieht aus wie ein Fleck, der aus körnigen Lichtpunkten besteht. Aus dem Muster lassen sich Informationen über die Oberfläche entnehmen, an der das Laserlicht gestreut worden ist.
„Es ist eine völlig neue Lösung zur Branddetektion und zur Erfassung von Temperaturänderungen“, erklärt Lassen. Zudem sei es ein kostengünstiges Verfahren. Die meisten Systeme, die heute verwendet werden, funktionierten in der rauen Industrieumgebung nur eingeschränkt, heisst es. Standard-Rauchmelder neigten dazu, Fehlalarme auszulösen, wenn sie von Staub irritiert werden. Andererseits könnten sie winzige Partikel, die in der Anfangsphase eines Brandes freiwerden, nicht identifizieren. Optische Systeme, die auch heute schon eingesetzt werden, liessen sich durch Vibrationen täuschen. Und Sensoren, die Temperaturen messen, reagierten auch auf Wärme, die nicht von Bränden verursacht wird, etwa auf Sonnenlicht, künstliches Licht, Schweissarbeiten und andere ungefährliche Temperaturänderungen.
Test in einer Müllverbrennungsanlage
Das neue System funktioniert so: Trifft der Laserstrahl auf ein beginnendes Feuer, wird er anders gestreut als gewohnt und reflektiert. Dieses optische Signal nimmt ein Sensor auf, der neben dem Laser befestigt ist. Die Datenauswertung erfolgt komplett automatisch. Um den richtigen Schluss zu ziehen, haben die Forscher eine Software eingesetzt, die sie so trainierten, dass sie das typische Muster eines beginnenden Brandes erkennt. Seine „Feuerprobe“ bestand das System an der Müllverbrennungsanlage Energnist I/S im dänischen Kolding.
