Samen met partners uit onderzoek en industrie, Fraunhofer IAF heeft binnen het EU-project CHEQUERS een handscanner voor gevaarlijke stoffen ontwikkeld. De sensor detecteert explosieve, giftige en andere gevaarlijke stoffen in realtime en zal hulpdiensten helpen met detecties ter plaatse op plaats delict, na ongelukken of terroristische aanslagen. Op 25 april, het projectconsortium kwam bijeen voor de succesvolle afronding van het project.

De politie komt tijdens een huiszoeking een verdachte kamer tegen - een kamer die van alles kan zijn:een drugs- of explosief laboratorium of gewoon een nep. Om direct te kunnen reageren, ze moeten weten met welke chemische stoffen ze te maken krijgen. Gebruikelijk, de analyse zou tijdrovend zijn en zou inhouden dat er een monster wordt genomen en naar een extern laboratorium wordt gestuurd. draagbaar, oogveilige scanners die talrijke chemicaliën snel en op afstand kunnen identificeren tot op een afstand van 1 m, bestaan ​​tot op heden niet.

Binnen het EU-project CHEQUERS, het Fraunhofer Instituut voor Toegepaste Vaste-stoffysica IAF en haar partners hebben samen een handscanner ontwikkeld voor het op afstand detecteren van explosieven en gevaarlijke stoffen. "Onze scanner voor gevaarlijke stoffen dekt in een mum van tijd een groot spectraal bereik af, geeft nauwkeurige resultaten en kan zelfs door ongetraind personeel worden gebruikt. Dit is erg handig op plaats delict, na terroristische aanslagen of na ongevallen in industriële installaties waarin chemicaliën zich ongecontroleerd verspreiden. Reddingsdiensten kunnen onmiddellijk reageren op de dreiging, " legt Dr. Stefan Hugger uit, projectmanager en wetenschapper bij Fraunhofer IAF.

Snel, nauwkeurig en in de hand gehouden

Het consortium van CHECKERS stond voor de technische uitdaging om een ​​hand-held systeem te realiseren voor detectie van gevaarlijke stoffen op afstand op veilige afstand en met een snelle reactietijd. Het resultaat is een meetinstrument gebaseerd op infrarood terugverstrooiingsspectroscopie. Het onderzoeksteam combineerde zeer snelle, breed afstembare kwantumcascadelasers met aangepaste transmissie- en ontvangeroptiek, snelle IR-detectoren en een passende besturings- en detectiesoftware.

Het onderzoek vond plaats binnen het project "Compact high performance laser sensors, " CHECKERS in het kort (www.chequers.eu). Sinds 2015 Fraunhofer IAF werkte samen met de Fraunhofer Institutes IPMS en CAP, de federale recherche, evenals de bedrijven Vigo Systems, M Kwadraat Lasers en Modus Onderzoek en Innovatie, om een ​​handscanner voor gevaarlijke stoffen te ontwikkelen. CHECKERS werd gefinancierd door de Europese Unie binnen het programma Horizon 2020. Op 25 april 2019, het project werkt samen met mij om het project in Brussel succesvol af te sluiten.

Geminiaturiseerde kwantumcascadelaser

Draagbare sensoren voor spectroscopische detectie op afstand vereisen bijzonder compacte en snel afstembare laserbronnen. "Dergelijke apparaten moeten de onvermijdelijke bewegingen van de hand compenseren en toch in korte tijd een sluitend spectrum kunnen detecteren. Samen met Fraunhofer IPMS, we hebben een geminiaturiseerde kwantumcascadelaser ontwikkeld met een externe resonator die het hele spectrale bereik van de QC-laserchip binnen slechts een milliseconde kan scannen, " legt Hugger uit, die Fraunhofer IAF vertegenwoordigde op de laatste bijeenkomst. Het meetprincipe is gebaseerd op selectieve spectrale verlichting van het doel in het golflengtebereik van 1000-1300 cm-1. De chemische stof wordt geïdentificeerd op basis van de intensiteit van het terugverstrooide licht en de verlichtingsgolflengte. De zogenaamde spectrale vingerafdruk wordt gematcht met de geïntegreerde database die een grote hoeveelheid veiligheidsrelevante stoffen bevat, en zo kan de stof worden geïdentificeerd.

De hand-held demonstrator slaagde begin 2019 in een reeks testmetingen uitgevoerd door de Federale Recherche in samenwerking met Fraunhofer IAF. "Tijdens de testmetingen, de scanner voor gevaarlijke stoffen heeft veel explosieven en hun voorlopermaterialen kunnen detecteren, en heeft daarmee bewezen dat de technologie werkt. De volgende stap is het vergroten van de robuustheid van het meetsysteem om het klaar te maken voor dagelijks gebruik, ' zegt Hugger.