Universität des Saarlandes – Lehrstuhl für Messtechnik
Klein, aber oho: Wie Mikrogassensoren bei großen Herausforderungen helfen
In allen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Fächern gehört das Messen und die Auswertung der dabei erhobenen Daten zu den zentralen Bestandteilen im wissenschaftlichen Erkenntnisweg. In den Bildungsstandards für den Mittleren Bildungsabschluss und für die Allgemeine Hochschulreife wurden diese mit zahlreichen Kompetenzen ausführlich be schrieben und werden somit auch in jedem naturwissenschaftlichen Unterricht explizit eingefordert.
Ganz allgemein versteht man unter Messtechnik und Prozessautomation das Messen und Steuern von Produktionsprozessen. Damit einher gehen auch intensive Werkstoffprüfung und Qualitätssicherung. Die Messtechnik hilft zahlreichen Branchen, z. B. dem produzierenden Gewerbe, der Chemie-, Pharmazie-, Öl- und Nahrungsmittelindustrie sowie der Energie- und Wasserwirtschaft effizient, sauber und sicher zu arbeiten.
Grundsätzlich stellt sich in der Messtechnik auch die Frage, wie Daten überhaupt gewonnenwerden können. Soll die Messung analog oder digital, direkt oder indirekt erfolgen, welcheMessmethode ist wofür geeignet und welches Messgerät kann für die Messung überhaupt verwendet werden. Um eine Messung durchzuführen, gibt es Sensoren, die als häufig winzige „Messwert-Aufnehmer“ Daten sammeln und diese für die Auswertung an die Datenverarbeitung weiterleiten. So können Mikrogassensoren unterschiedliche Arten von Gasen detektieren, sie werden heute für die Erkennung von Gefahren oder die effiziente Steuerung von Prozessen eingesetzt. Gase entstehen aber beispielsweise auch bei allen Gärungsprozessen. Mit Hilfe von Gasmesssystemen soll zukünftig frühzeitig darauf hingewiesen werden, dass Lebensmittel im Kühlschrank zu verderben drohen. Dabei stößt die Messtechnik heute an Grenzen, da es für die Wahrnehmung von „Geruch“ bisher keine objektive Skala, also z.B. keine SI-Einheit gibt. Die Bewertung von Geruch erfolgt durch Versuchspersonen, und deren Bewertung wird bereits dadurch beeinflusst, dass man ihnen mitteilt, dass sie sich bewusst auf einen Geruch konzentrieren sollen.
Dieser Vortrag stößt naturwissenschaftlichen Lehrkräften die Tür zur Messtechnik weiter auf und lässt sie nochmals selbst über das Messen und die Auswertung von erhobenen Daten intensiv nachdenken.
Zur Person
Andreas Schütze studierte Physik und Mathematik an der RWTH Aachen und promovierte 1994 in angewandter Physik an der Justus-Liebig-Universität Gießen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Dieter Kohl. Der Titel seiner Promotion lautet: „Präparation und Charakterisierung von Phthalocyanin-Schichten zum Nachweis oxidierender und reduzierender Gase“. Anschließend war er bei der VDI/VDE-IT GmbH, Teltow, insbesondere in der Projektförderung tätig. Von 1998 bis 2000 war er Professor für Sensorik und Mikrosystemtechnik an der Fachhochschule Niederrhein in Krefeld. Seit 2000 leitet Prof. Dr. Andreas Schütze den Lehrstuhl für Messtechnik an der Universität des Saarlandes in der Fachrichtung Systems Engineering. Neben seiner Hochschultätigkeit ist Prof. Schütze Gründungsmitglied des ZeMA Zentrums für Mechatronik und Automatisierungstechnik GmbH und Mitgründer der 3S GmbH – Sensors, Signal Processing, Systems, Saarbrücken. Prof. Schütze übt zahlreiche ehrenamtliche Tätigkeiten aus. Er ist u.a. seit 2015 Vorsitzender des VDE Saar, seit 2009 Vorstandsmitglied im Wissenschaftsrat der AMA, Verband für Sensorik und Messtechnik, und seit 2010 Vorsitzender des Fachgebiets Mess- und Sensortechnik der Dechema.
Für Prof. Dr. Andreas Schütze ist die Förderung des naturwissenschaftlichen Nachwuchses ein Herzensangelegenheit. Er hat 2006 das Schülerlabor SinnTec gegründet und ist Gründungsmitglied des saarländischen Schülerlaborverbunds SaarLab sowie von LernortLabor, dem Bundesverband der Schülerlabore. Mit dem Landkreis Saarlouis hat er 2015 das Schülerforschungszentrum Saarlouis gegründet und leitet seitdem den dortigen Förderverein. Zudem wurde durch sein Engagement der „Tag der Technik“ im Saarland fortgeführt, bei dem Schülerinnen und Schüler modernste Technik in Workshops sowie einer interaktiven Ausstellung hands-on erleben können.