Aktive Systeme

Als Beispiele für aktive Systeme mit einem höheren Schutzgrad wurden flexible Laserschutzvorhänge sowie verschiedene Laserschutzbekleidungen gefertigt. Die Konstruktion aktiver Systeme bedeutet, dass Sensoren in den Textillagenverbund integriert werden müssen (siehe Abbildung 1). Verschiedene Konzepte für ein System mit gekoppelten Sensoren wurden entwickelt und umgesetzt, um eine Validierung im Hinblick auf die aktive Funktionalität und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Laserstrahlung zu ermöglichen. Schließlich wurden zwei Konzepte, die beide auf der irreversiblen Änderung der elektrischen Eigenschaften des jeweiligen Sensormaterials bei Bestrahlung basieren, für die Entwicklung der erforderlichen Elektronik ausgewählt.

 

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Abbildung 1: Textiles Mehrlagensystem mit integrierten Sensoren zum aktiven Schutz gegen Laserstrahlung,
d.h. zum automatisierten Abschalten des Lasersystems.

Die Elektronik, die an die intelligenten Textilien bzw. Sensoren gekoppelt ist und die Funktionen Signalkonditionierung, Datenvorverarbeitung, lokale Datenzwischenspeicherung sowie Kommunikation mit der Sicherheitssteuerung liefert, stellt einen wesentlichen Teil der aktiven Lösung dar. Unter definierten Bedingungen, d.h. oberhalb einer bestimmten Bestrahlungsschwelle, verursacht die Elektronik einen Alarm und kann den Laser letztlich ohne nennenswerte Zeitverzögerung abschalten. Es wurde ein drahtloses Signalübertragungssystem (siehe Abbildung 2) aufgebaut und getestet, wobei wichtige normative Aspekte Berücksichtigung fanden. Die Systemspezifikationen wurden in Form von Systemarchitekturen, Sensorblockschaltbildern und Sicherheitseinrichtungen sowie anhand der Sicherheitsprotokollschichten definiert. Schließlich wurden für die beiden Sensorkonzepte Demonstratoren der Sicherheitseinrichtung und der Sensorentwicklungseinheit zusammengebaut. Dafür wurde die erforderliche Software programmiert und an die spezifischen Anforderungen des jeweils betrachteten Sensorkonzepts angepasst. Die Entwicklungen konnten für beide Sensorkonzepte erfolgreich validiert werden.

 

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Abbildung 2: Automatisierte Laserabschaltung infolge Laserbestrahlung oberhalb einer definierten Intensitätsschwelle.