Im Forschungsprojekt SAFE entwickeln die FOTEC Forschungs- und Technologietransfer GmbH und die FH Wiener Neustadt ein Sensorsystem, das den Beladungszustand von Aktivkohlefiltern während des laufenden Betriebs messbar macht. Ziel ist es, in sicherheitsrelevanten Systemen frühzeitig erkennen zu können, wann ein Filter seine Schutzwirkung verliert und ausgetauscht werden muss.
Das Projekt wird im Rahmen des österreichischen Verteidigungsforschungsprogramms FORTE gefördert, das vom Bundesministerium für Finanzen finanziert und von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft abgewickelt wird. Neben FOTEC und FH Wiener Neustadt sind Attophotonics Biosciences GmbH sowie das Bundesministerium für Landesverteidigung als Bedarfsträger beteiligt.
Sensorik und Machine Learning messen Aktivkohlefilter-Beladung in Echtzeit
Das Sensorsystem soll verschiedene Bereiche einer Filterkartusche gleichzeitig erfassen, um ein differenziertes Bild der Beladungsverteilung zu liefern. Mehrere Sensoren innerhalb der Kartusche messen, wie stark einzelne Filterbereiche bereits mit Schadstoffen belastet sind. Eine ergänzende Software wertet die Messdaten mithilfe von Machine-Learning-Methoden automatisch aus und schätzt daraus die verbleibende Filterleistung ab.
„Unser Ziel ist es, den Zustand von Aktivkohlefiltern während des Betriebs messbar zu machen“, erklärt Marlies Bartel-Schlauf von der FOTEC, dem Forschungsunternehmen der FH Wiener Neustadt. „Eine neuartige Sensorlösung kann künftig helfen, Filter rechtzeitig auszutauschen und die Sicherheit von Schutzsystemen weiter zu erhöhen.“ Die Kombination aus verteilter Sensorik und datenbasierter Auswertung soll gegenüber bisherigen Verfahren eine deutlich präzisere Zustandsbestimmung ermöglichen.
Tests unter realitätsnahen Bedingungen für CBRN-Schutz und zivile Anwendungen
An der FH Wiener Neustadt ist der Fachbereich Electrical Engineering an der Entwicklung der Sensorik, ihrer Auswerteelektronik und der Datenverarbeitungssoftware beteiligt. Gemeinsam mit der FOTEC wird ein bestehender Testaufbau für Aktivkohlefilter um die neue Sensorik erweitert, um verschiedene Filtermaterialien unter realistischen Bedingungen zu untersuchen. „Durch die Kombination verschiedener Sensortechnologien und datenbasierter Auswertung können wir den Zustand eines Filters deutlich präziser bestimmen als bisher“, erläutert Roland Palkovits, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachbereich Electrical Engineering. „Langfristig könnte eine solche Technologie dazu beitragen, Filtersysteme effizienter zu betreiben und ihre Wartung besser zu planen.“
Im Testbetrieb wird analysiert, wie Aktivkohlefilter auf unterschiedliche chemische Stoffe sowie auf Umweltfaktoren wie Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Abgase reagieren. Der primäre Anwendungsbereich liegt im CBRN-Schutz – etwa in geschützten militärischen Fahrzeugen oder stationären Schutzräumen. Parallel werden mögliche Einsatzgebiete im zivilen Bereich untersucht, darunter technische Anlagen und Gebäude mit speziellen Luftfiltersystemen.
