Sensor schlägt Alarm bei abgefahrenen Reifen

Forscher der Duke University haben einen gedruckten Sensor entwickelt, der Fahrer verständigt, sobald der Gummi des Reifens gefährlich dünn wird und die Reifen daher gewechselt werden sollten. [...]

Die an der Duke University entwickelten Sensoren sind aus Kohlenstoff-Nanoröhren hergestellt. Sie tragen laut den Experten nicht nur zu einer Erhöhung der Verkehrssicherheit, sondern auch der Fahrzeug-Performance sowie einer Reduktion des Treibstoffverbrauchs bei.
Rechtzeitiges Wechseln
„Reifen haben großen Einfluss auf den Spritverbrauch, auf die Verkehrssicherheit und auf den verursachten Verkehrslärm. Der Sensor ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Digitalisierung einen Beitrag für mehr Verkehrssicherheit leisten kann. Dadurch, dass der Sensor über den tatsächlichen Zustand des Reifens informiert, trägt er dazu bei, dass Reifen rechtzeitig gewechselt werden“, erklärt VCÖ-Experte Christian Gratzer.
Dass es einen großen Unterschied zwischen dem tatsächlichen und dem erwarteten Zustand geben kann, hätte unter anderem auch der Dieselskandal gezeigt. „Der wirkliche Schadstoffausstoß beim Fahren ist bei vielen neuen Diesel-Pkw deutlich höher, als aufgrund der Laborwerte erwartet wurde“, resümiert der Experte.
Mithilfe der Sensoren können Veränderungen der Profiltiefe im Millimeterbereich mit einer Messgenauigkeit von 99 Prozent erfasst werden. „Bei all der Technologie, über die heutige Sensoren eines Fahrzeugs verfügen, ist es verblüffend, dass von der Komponente des Autos, die tatsächlich mit der Straße in Berührung kommt, keine Daten erfasst werden“, schildert Aaron Franklin, Associate Professor an der Duke University.
Interferenz gemessen
Der Kern des Sensors besteht aus zwei leitfähigen Elektroden, die sich sehr nahe aneinander befinden. Beim Anlegen einer oszillierenden elektrischen Spannung an eine Elektrode und Erdung der anderen, kommt es zur Bildung eines elektrischen Felds zwischen den Elektroden. Während der Großteil dieses elektrischen Felds die beiden Elektroden direkt durchläuft, bildet ein kleiner Teil des elektrischen Felds Lichtbögen zwischen den Elektroden.
Wird ein Material auf den Elektroden platziert, kommt es zu Interferenzen mit diesem elektrischen Feld. Diese werden durch die elektrische Antwort der geerdeten Elektrode gemessen. Auf Basis dieses Ergebnisses lässt sich die Dicke des Materials, das den Sensor bedeckt, bestimmen. Obwohl es mehrere Möglichkeiten gibt, die Sensoren herzustellen, erzielte die gedruckte Version aus metallischen Kohlenstoff-Nanoröhren auf einem flexiblen Polyimidfilm die besten Ergebnisse.