Saar-Uni / Hannover Messe 2017 Sensorkabel erfasst kleinste Magnetfeldänderungen

Das Sensor-Kabel, das die Forschergruppe von Professor Uwe Hartmann (Foto) entwickelt hat, erfasst einige Meter um sich herum alles, was das Erdmagnetfeld ändert. Der Sensor liegt normalerweise flach auf dem Kabel.
Prof. Uwe Hartmann zeigt das Sensorkabel. Dabei liegt der Sensor normalerweise flach auf dem Kabel.

Wo genau ist die U-Bahn oder der Zug im Tunnel? Wo versucht jemand auf ein Grundstück zu kommen, auf dem er nichts zu suchen hat? Oder: Wer hat ein Handy dabei, obwohl er nicht sollte? Antworten gibt ein dünnes Sensorkabel, das Wissenschaftler der Saar-Uni entwickelt haben.

Das neuartige Sensorkabel erfasst einige Meter um sich herum alles, was das Erdmagnetfeld in irgendeiner Weise ändert. Es erkennt die kleinsten Veränderungen des Magnetfeldes, ordnet sie zu und meldet sie weiter. Ohne Daten zu sammeln.

An Zäunen angebracht…

...kann es beispielsweise unterscheiden, ob nur der Wind an den Maschen rüttelt oder ein Bolzenschneider.

Im Boden verlegt…

...erkennt es Autos, nimmt wahr, in welche Richtung sie fahren, unterscheidet sie von Lastwagen. Sogar Drohnen, die in ein paar Metern Höhe das Kabel überfliegen, bemerkt es – ebenso wie auch den Reißverschluss oder das Handy von dem, der darüber geht.

An Flughäfen, U-Bahnen oder Bahnhöfen…

...macht es neue Leitsysteme möglich, auf Privatgrundstücken, Kernkraftwerken sowie Industrieanlagen neue Überwachungstechnik.

Verschiedene Sensor-Systeme, die seine Arbeitsgruppe entwickelt hat,…

...werden bereits als Verkehrsleitsysteme eingesetzt, etwa an Flughäfen oder in Parkhäusern. „Wir haben die Magnetfeld-Sensoren in den vergangenen Jahren kontinuierlich weiterentwickelt und immer sensibler und selektiver gemacht", erläutert Professor Uwe Hartmann, Projektleiter an der Saar-Uni. "Die Messwerte und Signalmuster, die entstehen, wenn unsere Sensoren Veränderungen wahrnehmen, können wir sehr genau den Ursachen einer Störung zuordnen.“

Die kleinen Messfühler, die die Physiker wie Perlen an einer Schnur…

...in einem dünnen Kabel miteinander verbinden, sind untereinander vernetzt, und melden ihre Messwerte an einen Microcontroller. Dieser verarbeitet die Daten weiter.

„Die Signalmuster unterscheiden sich je nach Art der Störung", erklärt Hartmann. "Wir haben in zahlreichen Versuchsreihen etliche Arten von Änderungen des Magnetfeldes und von Erschütterungen simuliert und den jeweiligen Ursachen zugeordnet. Mit diesen Informationen haben wir das System angelernt. Es erkennt typische Muster, ordnet sie selbstständig Störungen zu und sortiert Fehlalarme aus.“

Die Physiker haben hierzu Datenmuster…

...mathematisch modelliert und die Auswerteeinheit wie die Sensoren immer detailreicher programmiert und verfeinert. Das System zeigt den Ort der Störung genau an, was vor allem bei großen überwachten Geländen interessant ist.

„Wir können es sehr flexibel an verschiedenste Anforderungen anpassen“, erklärt der promovierte Physiker Haibin Gao, der in Hartmanns Team an der neuen Sensortechnik forscht. „Auf der Hannover Messe Ende April suchen wir Partner, mit denen wir das System je nach Bedarf zur Serienreife entwickeln können“, sagt Gao. Das Sensor-Kabel braucht nicht viel Strom, eine Versorgung etwa über Solargeneratoren wäre möglich. Die Sensoren sind nahezu verschleißfrei, ihre Messung ist unabhängig von der Witterung – auch bei Regen, Nebel oder Schnee funktionieren sie ohne weiteres. Und das System speichert keine Daten oder sonstige Informationen. Auch Hacker finden keine Angriffsfläche. Nachrichten können etwa via Bluetooth aufs Smartphone oder Tablet geschickt werden."

Das Bundesforschungsministerium förderte die Forschung…

...mit insgesamt über einer Million Euro, mehr als 250.000 Euro davon flossen an die Saar-Universität. Beteiligte Partner waren die Firma Sensitec GmbH mit Sitz in Mainz und Lahnau, die Firma Listec GmbH mit Sitz in Isen und die GBA-Panek GmbH mit Sitz in Kahla.