Entwicklung und Anwendung von innovativen Sensorsystemen

Die Ebene 1 befasst sich  mit den für die Umsetzung der geplanten Überwachungstechnologien notwendigen Sensoren, Sensorknoten und RFID-Systemen. Hier werden einerseits bereits bekannte Messansätze eingesetzt und erweitert, z.B. zur Erfassung der Luftfeuchtigkeit oder Temperatur. Andererseits werden neue Messgeräte benötigt und entwickelt, wie  z.B. zur Erfassung der Ethylenkonzentration in Fruchttransporten, der bei Stößen entstehenden Beschleunigung und der in Kühlcontainern auftretenden Luftströmungsverläufe. Dabei wird neben der Erprobung vorhandener Sensorknotensysteme ein eigens für das Projekt entwickeltes RFID-Sensorknotensystem getestet.

Prinzip Funk-Sensorknoten im Container
Prinzip RFID-Sensorknoten im Container
Ethylensensor
Prinzip Ethylensensorik

Aufgrund der vorherrschenden Umgebung im Container und der Notwendigkeit Ethylenkonzentrationen im dreistelligen ppbv-Bereich zu erfassen ist ein neues Ethylenmesssystem in der Entwicklung. Gerade verfahrenstechnische Aspekte in miniaturisierten Systemen sowie eine Softwaregesteuerte Interpretation der Messdaten ist hier eine wesentliche Herausforderung.  Inwiefern ein solches System für die Schimmelpilzdetektion adaptiert werden kann, wird ebenfalls untersucht.

Sensorknoten mit Durchflusssensor

Um die Kühleigenschaften und die Überwachung der Kühlung innerhalb eines Containers verbessern zu können, werden Untersuchungen mittels Strömungssensoren angestellt. Es wird ein System entwickelt, das die Möglichkeit schafft, drahtlos das Strömungsprofil innerhalb eines Containers zu erfassen.

Ein zusätzlicher Bereich in dem Sensorik entwickelt werden muss, ist die Farberkennung von Bananen. Bananen werden ihren Kunden in verschiedenen Grün- und Gelbtönen angeboten. Je nach Farbton kann daraus unmittelbar auf den Reifegrad der Banane geschlossen werden. Darüber hinaus kann eine grobe Abschätzung über die Haltbarkeit der Bananen stattfinden. Zurzeit  werden die Bananen per Hand nach ihrer Farbe sortiert. Dieses könnte wesentlich objektiver und zuverlässiger  durch ein optisches Farberkennungssystem geschehen, welches im Rahmen des Projekts entwickelt werden wird.

Ein weiteres Thema, das innerhalb der Ebene 1 behandelt wird, ist die Untersuchung von Beschleunigungskräften, die an Waren durch unsachgemäße Handhabung auftreten. Das Interesse an diesem Aspekt hat zweierlei Hintergründe: Zum einen können auf diese Weise durch Stöße verursachte Defekte an hochpreisigen Produkten nachvollziehbar erfasst werden. Zum anderen können durch Stöße oder unsachgemäße Handhabe entstehende Druckstellen an empfindlicher Ware erkannt werden.

Zusammenfassend können die Ziele der Arbeiten in Ebene 1 wie folgt beschrieben werden:

Bereitstellung und Entwicklung aller für das geplante Überwachungssystem notwendigen Sensorsystemen wie:

Sensorknoten mit:

  • Datenübertragung mit 2,4 GHz,
  • Luftfeuchtesensor,
  • Temperatursensor,
  • Beschleunigungssensor.
  • Drahtloses Aufladen der Sensorknoten,
  • Ethylenmesssystem,
  • Beschleunigungsdatenlogger,
  • Strömungssensorsystem,
  • RFID-Sensorknoten,
  • Optisches Messsystem für Farbtonerkennung bei Bananen.

 

Analysen, Recherchen und Studien:

  • zu auftretenden Beschleunigungskräften an hochpreisigen Waren,
  • zur Machbarkeit von Schimmelpilzdetektion mittels Gaskonzentrationsmessung,
  • RFID-Machbarkeitsstudie mit dem entwickelten System,
  • zu Luftströmungsprofilen im Container.