Brandmelder-Neuentwicklung auf Basis der FET-Halbleiter-Gassensorik

„Gemeinsam sind wir stark" - nach diesem Motto entwickeln der Brandschutzspezialist Hekatron und der Halbleiterhersteller Micronas derzeit zusammen eine neue Generation sehr kleiner, wirtschaftlicher und ­ästhetisch gestalteter Brandmelder. Sie funktioniert nach dem Prinzip der FET-Halbleiter-Gassensorik: ­Mikrochiptechnologie ermöglicht noch mehr Sicherheit vor Täuschungsalarm.

Es sind besonders fruchtbare Synergieeffekte, die Hekatron und Micronas bei ihrer Technologiekooperation anstreben: Aus der über 47-jährigen Erfahrung des Sulzburger Brandschutzspezialisten und dem Know-how von Micronas in der Halbleitertechnologie soll eine völlig neue Art von Brandmelder auf Basis der FET-Halbleiter-Gassensorik entstehen. „Mit diesem neuartigen Detektionsprinzip erfüllen wir die künftigen Anforderungen des Marktes nach wirtschaftlicher Fertigung, höherer Täuschungsalarmsicherheit und kleineren Meldern", erklärt Hekatron-Geschäftsführer Peter Ohmberger.

Brandmelder, so Ohmberger weiter, sollen möglichst unauffällig sein, um die Raumästhetik nicht zu stören, gleichzeitig aber zuverlässig und frühzeitig Feuer und Rauch detektieren. Mit der FET-Halbleiter-Gassensorik wird ein Detektionsprinzip genutzt, das die Aspekte Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Ästhetik in besonderem Maße miteinander in Einklang bringt. Brandmelder mit FET-Sensoren detektieren keinen Rauch, sondern verschiedene Gase wie Wasserstoff oder Stickoxide, die bereits lange vor der Rauchentwicklung im Brandfall auftreten. So werden Brände künftig also noch früher als bisher entdeckt, der Zeitraum, der nach erfolgter Detektion für die Evakuierung zur Verfügung steht, wächst.

Kleiner durch weniger Bauteile
Durch die Integration der Kernfunktionen eines Brandmelders in einen Mikrochip reduziert sich die Anzahl der verwendeten Bauteile bei einem Melder mit FET-Halbleiter-Gassensorik um bis zu 70 % - diese Miniaturisierung ermöglicht eine besonders wirtschaftliche industrielle Fertigung: Insgesamt lassen sich die Herstellungskosten um mehr als 50 % senken. Gleichzeitig haben Melder auf Basis der FET-Halbleiter-Gassensorik eine sehr geringe Stromaufnahme und eine lange Lebensdauer von mehr als zehn Jahren. Das sorgt für Investitionssicherheit.
Mit der Reduktion der Bauteile geht auch eine Verkleinerung des Meldergehäusevolumens um mehr als 50 % einher. FET-Halbleiter-Gassensoren können praktisch unsichtbar im Raum platziert werden. Das eröffnet neue Einsatzmöglichkeiten, die mit aktuellen Systemen nicht oder nur sehr schwierig zu realisieren sind. Gleichzeitig verringern die neuen Melder die Anforderungen an den baulichen Brandschutz, da sie selbst einen umfassenden Schutz vor Brandgefahren bieten. Für Architekten ergibt sich ein größerer Planungs- und Gestaltungsspielraum als bisher. „Mit der Entwicklung der FET-Halbleiter-Gassensorik machen wir also nicht nur hochwertige Melder zu geringen Kosten verfügbar, sondern eröffnen dem anlagentechnischen Brandschutz dank der Miniaturisierung und der Täuschungsalarmsicherheit gleichzeitig auch völlig neue Perspektiven", betont Peter Ohmberger.

Simultane Messung zweier Gase
Der Gas-Sensor von Micronas ermöglicht die simultane Detektion zweier Gase sowie die integrierte Messung von Umgebungstemperatur und Luftfeuchte. Die Fähigkeit des Sensors, verschiedene Gase wie Wasserstoff oder Stickoxide zu detektieren, die bereits lange vor der Rauchentwicklung im Brandfall entstehen, macht ihn zu einem idealen Brandmelder, so die Partner. Der Gas-Sensor basiert auf der Technologie-Plattform Mysens. Die Chip-Generation GAS85xyB basiert auf einer Standard-CMOS-Technologie (CMOS = Complementary Metal Oxide Semiconductor), die sich bereits in Anwendungen im Automobil und in der Industrie bewährt hat. Detektiert werden Ammoniak und Brandgase wie z. B. Wasserstoff in der Umgebungsluft - außerdem erfasst die Lösung Temperatur und Luftfeuchte.

Der GAS85xyB-Chip wird in kosteneffizienter Standard-Halbleiter-Technologie gefertigt und kombiniert bei geringer Baugröße Sensor-Elemente mit Standard-Elektronik-Komponenten, wie Verstärkern, Logikschaltkreisen und digitaler Schnittstelle. Damit werden der Gas-Sensorik völlig neue Anwendungsbereiche erschlossen - mit niedrigen Systemkosten, zuverlässiger Gasdetektion, minimalem Stromverbrauch und hoher Lebensdauer.