Integrierte Sensoren

Arbeitskleidung schützt vor starker Laserstrahlung

Ein internationales Forscherteam hat neuartige Schutzsysteme wie Hosen, Jacken und Handschuhe mit integrierten Sensoren entwickelt. Sie sollen vor sehr starken Lasern mit Leistungsdichten von mindestens 20 Megawatt pro Quadratmeter schützen. Erste Prototypen werden in diesem Jahr auf verschiedenen Messen präsentiert. 

Laser werden immer häufiger als Werkzeug in der Industrie und Forschung eingesetzt. Laserstrahlen können Verbrennungen verursachen. 

Laser werden immer häufiger als Werkzeug in der Industrie und Forschung eingesetzt. Laserstrahlen können Verbrennungen verursachen. 

Foto: dpa/Jan-Peter Kasper

An der neuen Schutzkleidung haben im Rahmen des EU-Projekts PROSYS-Laser unter Leitung des Laserzentrums Hannover (LZH) drei Forschungsinstitute und zehn Unternehmen gemeinsam gearbeitet.

80 Millisekunden dauert die Abschaltung der Laserstrahlung. Ein Schutz gegen eine Laserstrahlung mit Leistungsdichten von mindestens 20 Megwatt pro Quadratmeter ist nur gegeben, wenn aktive Sensoren mit einem passiven Schutz kombiniert werden.

Das passive System besteht aus mehrlagigen technischen Textilien. Die oberste Schicht  hat eine spezielle Beschichtung, die diffus reflektiert. Dringt trotzdem Strahlung durch die Schutzkleidung ein, wird diese möglichst breitflächig mittig verteilt. Die Restwärme, die dann noch durch die Kleidung dringt, verursacht beabsichtigt Schmerzen. „Dies ist gewollt. Der Anwender muss spüren, dass er einer gefährlichen Bestrahlung ausgesetzt ist, damit er den betroffenen Körperteil wegzieht“, erklärt Michael Hustedt, Leiter der LZH-Gruppe Sicherheitstechnik und Koordinator von PROSYS-Laser.

20facher Schutz vor Strahlung

Beim aktiven Systemsind Sensoren in die Textilien eingearbeitet. Bei Beschädigung durch Strahlung innerhalb weniger als 100 ms schicken diese ein elektrisches Signal an den Laser, der daraufhin automatisch abgeschaltet wird. Der Anwender laserbetriebener Werkzeuge benötigt eine uneingeschränkte Bewegungsmöglichkeit. Daher kann er drahtlos per Funksignal zwischen Sendeeinheit und Sicherheitskreis des Lasers kommunizieren.

Noch nie gab es auf dem Markt eine Schutzkleidung, die einen Schutzfaktor 20 bietet. Normalerweise beträgt die übliche Reaktionszeit bis zu vier Sekunden. Dann spürt der Anwender den Schmerz und zieht das betroffene Körperteil intuitiv weg. Innerhalb dieses Zeitraumes stellt das passive System bei maximaler Auslegung einen Schutz vor Leistungsdichten von bis zu 900 kW/m2 bereit.

Laser können Verbrennungen verursachen

Laser werden immer häufiger als Werkzeug in der Industrie und Forschung eingesetzt. Ausreichenden Schutz gab es bisher nur für die Augen durch zertifizierte Schutzbrillen. Entsprechende Schutzklassen für die Augen der Anwender dieser Laser-Werkzeuge bestehen auf dem Markt.

Für die Arbeit mit Hochleistungslasern konzipierte passive Schutzhandschuhe.

Für die Arbeit mit Hochleistungslasern konzipierte passive Schutzhandschuhe.

Quelle: Laserzentrum Hannover

Dringend benötigt wird aber auch ein ausreichender Schutz für die restlichen Körperteile der Anwender. Denn unter ungünstigen Bedingungen kann eine Laserstrahlung abgelenkt werden und dadurch die Richtung unerwartet ändern. Trifft der Laserstrahl auf die Haut, kann es zu schweren Verbrennungen kommen. Handelt es sich um Nahinfrarot-Laserstrahlung besteht auch die Gefahr, dass Blutgefäße geschädigt werden und tiefer liegendes Gewebe zerstört wird.

Die neue Schutzkleidung, die Jacken, Hosen, Schürzen und Handschuhe umfasst, wird ab sofort auf verschiedenen Messen vorgeführt. Auf dem Präsentationsprogramm stehen die Hannover Messe und die LASER World of Photonics. Danach ist die zeitnahe Einführung auf den Markt geplant.

In einem nächsten Schritt wollen die Forscher die aktiven Systeme weiterentwickeln. Damit sollen noch bessere Robustheit und Flexibilität bei hoher Schutzwirkung erreicht werden. Im Praxistest in der Industrie sollen zudem Ergonomie und Tragekomfort der Schutzkleidung untersucht werden, um auch dort weitere Verbesserungsmöglichkeiten umzusetzen. Ziel ist eine hohe Akzeptanz beim Nutzer. 

Von Petra Funk
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