Europäisches Forschungsprojekt »Singender« Sensor misst die Luftqualität

Am Institut für Elektronische Sensorsysteme wurde eine Stimmgabel entwickelt, die Luftzusammensetzungen messen kann.
Am Institut für Elektronische Sensorsysteme wurde eine Stimmgabel entwickelt, die Luftzusammensetzungen messen kann.

Die Feinstaubbelastung in den Städten steigt immer weiter an. Zur Diskussion steht meist die richtige Messmethode. Ein europäisches Forscherteam arbeitet nun an einer neuen Sensortechnik.

Ein europäisches Forscherteam, darunter Wissenschaftler der TU Graz und der Universität Heidelberg, arbeiten an neuen kontaktlosen Abgas-Messmethoden für Städte. Im Forschungsprojekt »CARES« (City Air Remote Emission Sensing) wollen sie neue Sensoren entwickeln, die am Straßenrand, auf Leitplanken oder Verkehrsschildern angebracht werden.

»Wir wollen die Fahrzeugemissionen in Städten und Umweltzonen unter realen Bedingungen überwachen, ohne in den frei fließenden Verkehr eingreifen zu müssen«, erklärt Alexander Bergmann, Leiter des Instituts für Elektronische Sensorsysteme der TU Graz. Er und sein Team sind im Projekt verantwortlich für die Partikelmessung.

»Singender« Sensor

Um die Partikelmessung umzusetzen, haben sich die Forscher eine einfache, jedoch wirksame Messmethode ausgesucht, die bereits bei Gasmessungen zum Einsatz kommt: die Stimmgabelmessung. Herkömmliche Stimmgabeln werden über Laserpulse zum Schwingen gebracht. Staubpartikel, die sich zwischen den Zinken der Gabel befinden, beginnen, angeregt durch die Schwingung, zu »singen«. Jedes einzelne Partikel gibt akustische Signale ab, die die Stimmgabel aufnimmt und wiedergibt. Je mehr Partikel sich zwischen den Gabeln befinden, desto lauter ist der Ton. Anhand der Lautstärke lässt sich dann feststellen, wie viele Partikel sich in der Umgebung befinden.

Spätestens bis zum Projektende 2022 soll die Messmethode zur Serienreife gelangen. Erste Tests in den Grazer Labors sind sehr zufriedenstellend verlaufen. Das Forscherteam hofft, dass sich die Messmethode auch im praktischen Einsatz in den Städten Mailand, Prag und Krakau bewährt.

Verkehrsregulierung in Städten

Ziel des Projektes ist, die Abgasklasse jedes einzelnen Fahrzeugs festzustellen, erklärt Bergmann. Damit könnten die Städte zum Beispiel eine emissionsbezogene Stadtmaut einführen: Je höher der Abgaswert des Autos, desto höher wäre die Abgabe. Auch Einfahrtsgenehmigungen in Umweltzonen könnten die Städte automatisch überwachen und über Schranken regeln. Außerdem können sich die Forscher vorstellen, mit der neuen Messtechnik Fahrzeuge zu identifizieren, die mit manipulierten Partikelfiltern oder Chiptuning ausgestattet wurden und sie aus dem Verkehr ziehen.