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Feldstärken von
einigen Tesla auftreten. Der Einsatz metallischer Sensoren würde zu
erheblichen Fehlern bei der Messung und Bildgewinnung führen. Aus
diesem Grund sind für spezielle Krebstherapien (z.B.
Magnetflüssigkeits-Hyperthermie) Spezialsonden mit Durchmessern von
0,5 mm verfügbar. Diese können minimalinva-siv zur Überwachung der
Gewebe-temperatur eingesetzt werden (Abb. 2). Gesundes Gewebe darf
durch die Feld-einwirkung nicht über 40°C erwärmt werden, während
kanzerogenes Gewebe durch höhere Temperaturen abstirbt. Andere
Anwendungsfelder liegen in der Lasertherapie und -Chirurgie. Die am
Therapieort eingekoppelte Laserenergie wird kontrolliert, indem eine
Temper-aturüberwachung mit einer faseroptischen Sonde erfolgt.
Abb. 2: Röntgenaufnahme (Becken)
mit platzierten Sonden
Umwelttechnik
Industrielle Altlasten sind oft mit starken Verunreinigungen des
Bodens durch Öl, andere toxische und schwer abbaubare organische
Verbindungen belastet. Eine Methode, diese Altlasten effektiv zu
entsorgen, ist die Unterstützung von Reinigungsverfahren mit
Bodenerwärmung durch Radiowellen. In das zu sanierende Areal sind
dabei Elektroden eingebracht, mit deren Hilfe der Boden dielektrisch
erwärmt wird. Ein Hochleistungsgenerator liefert die nötige Energie
im Radio-frequenzbereich. Zusätzlich sind im Boden faseroptische
Sonden verteilt (Abb. 3). Auf Basis der Messwerte können nun
be-stimmte Temperaturen bzw. Temperatur-verteilungen im Boden
realisiert werden, die für das jeweilige Sanierungsverfahren optimal
sind. Beispielsweise können mit geringen Temperaturerhöhungen der
ver-stärkte Schadstoffabbau durch im Boden vorhandene
Mikroorganismen aktiviert, bei |
Abb. 3: Versuchsanlage am Umwelt-
forschungszentrum Leipzig-Halle
Temperaturen von bis zu 150° C
Schad-stoffe freigesetzt oder in Verbindung mit der
Wasserverdampfung aus dem Boden entfernt werden.
Holztrocknung
Bei der Holztrocknung oder der Sanie-rung von Holzkonstruktionen in
alten Gebäuden werden die betroffenen Teile in eingebautem Zustand
segmentweise durch Mikro- oder Radiowellen thermisch behandelt.
Typische Arbeitstemperatu-ren liegen dabei zwischen 80° C und 95°C.
Diese Temperatur ist ausreichend, um den Hausschwammbefall wirksam
zu bekämpfen und gleichzeitig eine thermische Beschädigung des
Materials zu verhindern. Die wichtige Kontrolle der Kerntemperatur
des Holzes erfolgt mittels einer faseroptischen Sonde im Holz.
Energietechnik
Um die Betriebssicherheit zum Beispiel in Kraft- und Umspannwerken
zu ge-währleisten, wird an exponierten Stellen in Generatoren und
Transformatoren die Temperatur gemessen (Abb. 4).
Hoch-leistungsgeneratoren sind oft zwecks effektiver Kühlung mit
Wasserstoff gefüllt. Neben der stark elektromag-netisch beasteten
Umgebung kommt so
Abb. 4: Anwendung an der Stromdurch-
führung eines Transformators
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noch die
Explosionsgefahr hinzu. Die An-wendung von faseroptischen
Thermo-metern ist hier wiederunm eine optimale Lösung
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Im Rahmen einer
Kooperation zwischen dem Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle (UFZ),
der Fa. OPTOcon GmbH Dresden und dem Forschungs- und
Transferzentrum an der HTWK Leipzig (FTZ) wurden die Grundlagen
für neuartige faseroptische Temperaturmessgeräte auf der
Basis des vorgestellten Bandkanten-verfahrens entwickelt.
Inzwischen werden diese Geräte unter Federführung des FTZ
Leipzig weiterentwickelt, hergestellt sowie von der Fa. OPTOcon
Dresden kommerziell angeboten.
Im Rahmen von Forschungsaktivitäten am UFZ und FTZ wurden die
Geräte bereits mehrfach erfolgreich eingesetzt. Sie zeichnen
sich durch eine hohe Betriebs-sicherheit und Flexibilität in der
Anwendung aus, so dass sie beispiels-weise in einem vom UFZ
entwickelten feldfähigen, modularen System zur thermisch
unterstützten Bodenreinigung standardmäßig Verwendung
finden. |
Teile der
vorgestellten Entwicklungen werden mit Mitteln des BMWA
Förderprogramms INNO-WATT (FKZ: IW041452) gefördert.
Der Autor dankt der Fa. Optocon sowie dem UFZ Leipzig-Halle für die
Bereit-stellung des Bildmaterials.
Dipl.-Ing. Dirk Lippik
Forschungs- und Transferzentrum
an der HTWK Leipzig
Karl-Liebknecht-Straße 132
04277 Leipzig
Telefon: (03 41) 30 76-12 51
e-mail: lippik@ftz-leipzig. de
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