Ein Team vom Institut für Angewandte Optik und Biophysik der Universität Jena um Juniorprofessor Dr. Franke und Projektleiter Dr. Andreas Stark hat es sich in einem neuen Verbundprojekt zur Aufgabe gemacht, die zur Prüfung und Wartung von Wasserstofftanks und -leitungen notwendige Messtechnik so sicher zu machen, dass dabei keine Funken entstehen können. Das Projekt „3D-Vermessung durch explosionsgeschützte Endoskopie mit strukturierter Beleuchtung“ (3D-Vens) wird in den kommenden drei Jahren mit insgesamt etwa drei Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Neben dem Team der Uni Jena sind Forschende des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik sowie der Wirtschaftsunternehmen IT Concepts, Ingeneric und Grintech Teil des Konsortiums, das Anfang Juli die Arbeit aufgenommen hat.

Ziel des Projekts ist es, innerhalb der nächsten drei Jahre einen Endoskop-Demonstrator zu bauen, der neben dem Explosionsschutz weitere Aspekte vereint, etwa die Verwendung von Miniaturoptiken und Multikernfasern sowie eine neuartige 3D-Messmethode. Das Besondere an diesem integrierten Ansatz ist, dass der Messkopf selbst – der in Kontakt mit Wasserstoff kommen könnte – keine elektronischen Bauteile enthält, die Funken bilden könnten und damit die Explosionsgefahr minimiert wird, wie Andreas Stark, der wissenschaftliche Koordinator des Verbunds, unterstreicht.

Um sich ein dreidimensionales Bild von den untersuchten Objekten machen zu können, werden im Endoskop mittels sogenannter strukturierter Beleuchtung Muster erzeugt und diese nach der Wechselwirkung mit dem Objekt über ein separates Faserbündel aus dem System herausgeführt. „Erst dort erfolgt die elektronische Verarbeitung zu einem Bild“, sagt Christian Franke. Verwendet werden Multikernfasern – das sind Bündel aus bis zu zwölf Einzelfasern, die jeweils 150 Mikrometer Durchmesser aufweisen. „Wir können jede Faser separat ansteuern und dadurch eine hohe räumliche Auflösung und Tiefenschärfe erzielen.“ Bis zu 100 Mikrometer kleine Details lassen sich mit einem solchen Endoskop in Echtzeit abbilden und ohne dass davon Explosionsgefahr ausgeht.