Smarte Alarmanlage Sicherheitsglas noch sicherer machen

Redakteur: Beate Christmann

Um den Schutz vor Einbrüchen zu erhöhen, haben Forscher ein neues System zur Überwachung von Sicherheitsglasscheiben entwickelt. Neu dabei ist ein optischer Sensor, der in der Lage sein soll, Alarm auszulösen, ohne dass das Glas erst brechen muss.

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Der Demonstrator der Auswerteelektronik des smarten Alarmanlagensystems der Fraunhofer-Forscher misst aktuell 14 cm x 9 cm x 7 cm, ließe sich bei Bedarf jedoch weiter miniaturisieren.
Der Demonstrator der Auswerteelektronik des smarten Alarmanlagensystems der Fraunhofer-Forscher misst aktuell 14 cm x 9 cm x 7 cm, ließe sich bei Bedarf jedoch weiter miniaturisieren.
(Bild: Fraunhofer-INT)

Um ihre Gebäude, Maschinen oder Waren vor Einbrechern zu schützen, verbauen Unternehmer häufig Fensterscheiben aus Sicherheitsglas. Dieses ist mit Metallfäden ausgerüstet. Reißt einer der Fäden, wird Alarm ausgelöst. Dazu muss das Glas in der Regel aber erst zu Bruch gehen. Wird das Glas jedoch nur lokal beschädigt, beispielsweise durch den Einsatz eines Bohrers, bleibt der Alarm aus. Ein Team aus Wissenschaftlern der beiden Fraunhofer-Institute für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT sowie für Photonische Mikrosysteme IPMS hat deswegen ein Sicherheitssystem entwickelt, das thermische und mechanische Belastungen durch äußere Einwirkung zeitnah und dynamisch erfassen soll.

Patentiertes System

Udo Weinand, Diplom-Ingenieur am Fraunhofer-INT, erklärt die Funktionsweise des patentierten Systems: „Es beruht auf dem Einsatz eines optischen Glasbruchsensors, der durch ein Faser-Bragg-Gitter, also in Lichtwellenleiter eingeschriebene optische Interferenzfilter, in einer Glasfaser realisiert wird.“ Der Sensor reflektiere eine spezifische Wellenlänge des Lichts, die durch Temperatur- oder Dehnungsabweichungen verändert werde. „Übt jemand Druck auf die Glasscheibe aus oder wird sie erhitzt, ändert sich der Abstand der Gitterelemente zueinander und somit auch die übertragene Wellenlänge. Die Änderungen können mit einem Messgerät erfasst werden und bei Überschreitung eines vorher festgelegten Schwellenwerts Signale an die Alarmanlage übermitteln“, fährt der Wissenschaftler fort.

Elektromagnetischen Störungen trotzen

Das gesamte System besteht aus besagtem Bragg-Gitter in einer Glasfaser, die in der Ecke der Fensterscheibe oder an anderen Positionen eingebracht wird, einer Glasfaserzuleitung, einer Schnittstelle zur Alarmanlage und einer Auswerteelektronik, die das optische Messgerät enthält und an die sich unterschiedliche Glasfasern anschließen lassen. Abhängig vom Einsatzort kann die Auswerteeinheit entweder im Rahmen der Fensterscheibe oder aber auch in größerer Entfernung verbaut werden. Laut Aussage der Entwickler ist das Faser-Bragg-Gitter nämlich in der Lage, Licht in der Glasfaser auch über mehrere Kilometer zu transportieren. Zudem seien die Glasfasern resistent gegenüber elektromagnetischen Störungen, während sich Elektronik beispielsweise durch das Aussenden von Mikrowellen beeinflussen lasse.

Mustererkennung soll alltägliche, ungefährliche Erschütterungen identifizieren

Da Fensterscheiben auch ungefährlichen Erschütterungen ausgesetzt sind, beispielsweise dem Aufprall eines Fußballs, soll eine Mustererkennung zwischen Einbruchsversuchen und alltäglichen und damit ungefährlichen Erschütterungen unterscheiden. So sollen Fehlalarme vermieden werden.

Der Einbruchschutz der Fraunhofer-Forscher liegt nun als Demonstrator vor. Die Auswerteelektronik in Form eines kleinen Kästchens hat aktuell eine Größe von 14 cm x 9 cm x 7 cm. Nach Aussage der Wissenschaftler kann sie jedoch bei Bedarf weiter miniaturisiert werden. Das System ist für vielfältige Einsatzgebiete vorgesehen: Nicht nur Juweliergeschäfte und andere einbruchsanfällige Objekte ließen sich demnach damit schützen. Es eigne sich beispielsweise auch zum Überwachen von Brücken, Gebäuden, Rohrleitungen, tragenden Strukturen in der Luft- und Raumfahrt sowie Windkraftanlagen.

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