Fensterscheiben von Juweliergeschäften, Galerien oder Banken sind alarmgeschützt und mit Sicherheitsglas ausgestattet. Der Nachteil: Die Scheibe beziehungsweise ein Teil der Scheibe muss erst brechen, damit der Alarm auslöst. Denn herkömmliches Sicherheitsglas ist mit Metallfäden ausgerüstet, die erst bei einer mechanischen Beschädigung reißen und somit den Alarm aktivieren. Wird das Glas beispielsweise durch einen Schneidbrenner oder lokal mit einem Bohrer beschädigt, reagieren konventionelle Anlagen gar nicht oder zu spät.
Diesen Umstand machen sich Einbrecher zunutze und verwenden anstelle eines Hammers einen Bohrer oder Gasbrenner. Forscher am Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT und am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS haben gemeinsam einen intelligenten Einbruchschutz entwickelt, der diesen Nachteil überwindet: Das System erfasst thermische und mechanische Belastungen durch äußeres Einwirken zeitnah und dynamisch.
Lichtgestützte Überwachung von Glasscheiben
"Übt jemand Druck auf die Glasscheibe aus oder wird sie erhitzt, ändert sich der Abstand der Gitterelemente zueinander und somit auch die übertragene Wellenlänge. Diese Änderungen können empfindliche optische Messgeräte erfassen. Sind die Veränderungen größer als ein vorher identifizierter Schwellenwert, werden Signale an die Alarmanlage übermittelt", erläutert Udo Weinand, Diplom-Ingenieur am Fraunhofer INT die Funktionsweise des patentierten Systems. "Wir können unser System sehr fein und gezielt einstellen, es kann sowohl auf leichte als auch auf starke Schläge reagieren. Das lässt sich je nach Anwendungsfall individuell anpassen", ergänzt Dr. Peter Reinig, Wissenschaftler am Fraunhofer IPMS.
Mustererkennung vermeidet Fehlalarme
Ein weiterer Vorteil des Fraunhofer-Systems: Glasfasern sind resistent gegenüber elektromagnetischen Störungen. Elektronik lässt sich zum Beispiel durch das Aussenden von Mikrowellen stören. Deren Impulse können herkömmliche Alarmanlagen außer Kraft setzen oder einen ungewollten Alarm erzeugen. Außerdem schließt eine Mustererkennung Fehlalarme durch alltägliche Erschütterungen aus. "Ein Fußball oder ein Vogel hinterlassen eine andere Signatur als ein Hammer oder ein Baseballschläger", kommentiert Reinig.
Die Wirksamkeit des Sensors mit Faser-Bragg-Gitter wurde in zahlreichen Tests nachgewiesen, unter anderem dem VdS-Test – einer Prüfkontrolle der VdS Schadenverhütung GmbH in Köln. Der Einbruchschutz der Fraunhofer-Forscher liegt nun als Demonstrator vor. Nicht nur Juweliergeschäfte und andere einbruchanfällige Objekte lassen sich mit dem System schützen, es eignet sich beispielsweise auch zum Überwachen von Brücken, Gebäuden, Rohrleitungen, tragenden Strukturen in der Luft- und Raumfahrt sowie Windkraftanlagen.