Laserbohrverfahren zur Detektion verpackter Gefahrstoffe

Thumbnail Image

Files

WildDominik_2018_08_31.pdf (24.78 MB)

Date

2018

Authors

Advisors/Reviewers

Further Contributors

Contributing Institutions

Publisher

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

License

In Copyright
In Copyright

Quotable link

DOI:
http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-15525

Abstract

Gegenstand dieser Arbeit sind Untersuchungen zur Detektion von verpackten Gefahrstoffen wie beispielsweise Explosivstoffen. Hierzu wird in einem erstenSchritt die Verpackung mittels Laserbohrens durchdrungen, um anschließend den nun freiliegenden Gefahrstoff nachweisen zu können. Dies geschieht einerseits durch eine lasergestützte Probenahme und anschließende Detektion mit gängigen chemisch-analytischen Verfahren sowie direkt bei der Wechselwirkung zwischen Laser und Gefahrstoff mittels Ramanspektroskopie. Zudem werden schnelle in situ - Techniken im Hinblick auf ihre Eignung zur Überwachung des Laserbohrprozesses untersucht. Hier werden kostengünstige und kompakte Sensortechniken (Messung der Prozessgase durch Halbleitergassensoren, Messung des Luftschalls mittels Kondensatormikrofon) mit aufwendigeren und komplexeren spektroskopischen Verfahren (Plasma- und Ramanspektroskopie) bewertend verglichen. Anhand ausgewählter Modellsysteme in verkleinertem Maßstab werden die unterschiedlichen Verfahren unter Verwendung gängiger Verpackungs- und Hüllenmaterialien sowie anhand ausgewählter Explosivstoffe charakterisiert. Für das Laserverfahren kommen gepulste Nd:YAG Laser mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen zum Einsatz.Die Ergebnisse zeigen eine grundsätzliche Eignung des Verfahrens zur Probenahme und anschließenden Detektion der Zielstoffe, die ansonsten für Nachweismethoden nur schwer oder gar nicht zugänglich wären. Bezüglich der sensorischen Überwachung der Laserprozesse ergibt sich, dass mittels kompakter Sensorik bereits erste Aussagen zur Materialunterscheidung und Erkennung von Schichtübergängen oder auch des Durchbruchs der Bohrung getroffen werden können. Eine exaktere und auch schnellere sensorische Charakterisierung wird durch spektroskopische Methoden gestattet. So erweist sich der Einsatz der Plasmaspektroskopie als besonders geeignet für die Überwachung des laufenden Bohrfortschritts. Mittels Ramanspektroskopie gelingt eine Identifizierung der Zielstoffe durch den Bohrkanal hindurch unter Verwendung derselben Laserquelle sowohl für den Bohrvorgang als auch für die Anregung des Ramaneffekts.

Link to publications or other datasets

Description

Notes

Original publication in

Original publication in

Anthology

Collections

Dissertationen/Habilitationen

URI of original publication

Forschungsdaten

Series

Citation