Kältemittel-Detektion

Vor dem Hintergrund des Klimawandels werden die gesetzlichen Regelungen zum Einsatz klimaschädlicher Kältemittel derzeit weltweit immer weiter verschärft. Dies hat zu einem starken Preiseanstieg für weniger klimaschädliche Kältemittel geführt. Die Versuchung, klimaschädliche und klimaschonende Kältemittel zu mischen, um dadurch Kosten zu sparen, ist groß. Sensoren für die Kältemitteldetektion können helfen, die strengen Vorschriften für den Einsatz klimaschädlicher Gase zu überwachen. Fraunhofer IPM entwickelt kostengünstige, präzise, kompakte und zuverlässige Kältemitteldetektoren.

Photoakustische Gasdetektion in einer Gasmesszelle

Unsere Gassensoren zur Kältemitteldetektion basieren auf dem photoakustischen Effekt. Ein photoakustischer Gassensor besteht aus einer breitbandigen, modulierbaren Infrarot-Lichtquelle, einer Gasmesszelle mit der zu untersuchenden Gasprobe und einem Mikrofon. Für eine präzise Gasdetektion werden kommerziell erhältliche MEMS-Mikrofone eingesetzt. Absorbiert das in der Messzelle vorhandene Gas die Lichtstrahlen, kommt es zu einer Erwärmung der Gasprobe im Sensorvolumen. Dieser Temperaturanstieg wiederum führt zu einem Druckanstieg, der vom Mikrofon detektiert wird.

Ein am Fraunhofer IPM entwickeltes photoakustisches NDIR-Messverfahren ermöglicht es, die genaue Zusammensetzung einer Mischung verschiedener Kältemittel zu analysieren, darunter 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (R1234yf) und 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R134a). Dadurch könnte beispielsweise ein illegales Befüllen von Autoklimaanlagen mit verbotenen Mischungen in Werkstätten verhindert werden. Aufgrund des einfachen Messprinzips kann das Messsystem sowohl stationär, als auch miniaturisiert und mobil umgesetzt werden.