- Stabilitet, känslighet och selektivitet. Det är de främsta utmaningarna inom sensortekniken, förklarar Per Mårtensson, föreståndare för kompetenscentrumet S- Sence vid Linköpings universitet, där man utvecklar elektroniska näsor, tungor och hela munnar.


Mänskliga näsor är ungefär tusen gånger känsligare än konstgjorda elektroniska näsor. Ändå röner Linköpingsforskarnas sensorteknik stort intresse. Tolv företag representerande sex olika industrigrenar deltar i utvecklingsprojekten hos S- Sence, Swedish Sensor Centre.

- En rad olika tillämpningar är möjliga. Men personligen tror jag att tekniken kommer att få störst genomslagskraft inom processtyrning, säger Per Mårtensson.

Utvecklingen av elektroniska sensorsystem för styrning och övervakning av processer är visserligen mycket tidskrävande och befinner sig ännu i sin linda. Men i framtiden kan nog elektroniska näsor sniffa lite varstans där ingen mänsklig näsa bör finnas.

- Elektroniska näsor och tungor fungerar i princip som det mänskliga lukt- och smaksinnet. Information från en mängd olika sensorer ger ett mönster som efter inlärning motsvarar en viss lukt eller smak.

En kemisk sensor med ett tiotal varianter har utvecklats vid S-Sence och dessa har kompletterats med sensorer från annat håll. Resultatet är artificiella lukt- eller smaksystem med 10 - 30 sensorer, känsliga för delvis olika kemiska föreningar.

- Man vet inte exakt hur många olika receptorer det finns i en mänsklig näsa, men troligen är det mellan 20 och 40 stycken, säger Per Mårtensson.



Näsa kombineras med mun


En artificiell näsa måste i likhet med sin mänskliga motsvarighet tränas att känna igen dofter och avgöra vad som är bra eller önskvärt och tvärtom.

- För att finna intressanta tillämpningar gäller det ofta att även kombinera sensorsystemen med andra mätningar. En elektronisk "mun", där mätningar av ljud och tuggmotstånd kombineras med smaksensorer, kan exempelvis utnyttjas för kvalitetskontroll av knäckebröd, förklarar han.

En hel del arbete återstår dock innan en sådan utrustning kan få praktisk användning. Störningar av olika slag och en långsam nedbrytning av sensorsystemen är några av de problem man har att tacklas med, inte bara vad gäller den elektroniska munnen utan allmänt inom sensortekniken. Utveckling av fler och mer selektiva sensorer är givetvis också föremål för stora insatser.

S-Sence deltar i flera EU-finansierade projekt, varav ett siktar till att utveckla sensorer för bedömning av luftkvaliteten inne i bilar.

- I Europa och Japan ligger forskningen på sensorområdet långt framme. I Tyskland och England finns många forskargrupper och i England finns en hel del av de företag som hittills kommersialiserat tekniken, berättar Per Mårtensson.

- Men S-Sence är unikt i världen i det att vi kombinerar sensorforskningen med industrirelaterade tilllämpningsprojekt.

Gittan Cedervall



Utvecklar egen elektronik


- Vi utvecklar och bygger all elektronik själva. Det är nödvändigt för att vi ska kunna lägga elektroniken så nära intill givarna som möjligt och på så sätt minska störningskänsligheten, förklarar Hans Sundgren, elektronikansvarig på S- Sence.

Han har arbetat med elektronik till sensorsystem sedan 1979 och har ansvarat för utvecklingen av elektroniken till de elektroniska näsor och tungor som hittills utvecklats i Linköping. Idag finns ytterligare två elektronikingenjörer på S- Sence.

- Tillverkningen av mönsterkort lägger vi ut, men allt konstruktionsarbete gör vi själva, berättar Hans Sundgren.

Elektroniken har byggts i modulform så att den ska kunna utnyttjas till olika sensorsystem. Enligt Hans Sundgren återstår dock en hel del arbete för honom och hans kollegor.

- I takt med att intresset för användningen av sensortekniken växer blir det allt viktigare att minska såväl storleken som priset och strömförbrukningen för elektroniken i systemen, säger han.

GC



Tolv företag och Nutek stöder S-Sence


Elektroniska näsor kan kontrollera kvaliteten på livsmedel, medicin och pappersmassa. Och styra bilmotorer och tvättmaskiner. Totalt deltar tolv företag i S-Sences utvecklingsprojekt.

Papperstillverkarna Assidomän och Duni Finess, samt läkemedelsföretaget Pharmacia & Upjohn hör till de som vill utnyttja elektroniska näsor och tungor för att styra och optimera sin tillverkning. Iggesund och Stora ser tilllämpningar för tekniken vid kvalitetskontroll av massa eller färdiga kartonger för förpackning av bland annat livsmedel, medan Svenska Lantmännen vill kvalitetskontrollera spannmål med hjälp av tekniken. Volvo och Mecel är intresserade av kiselkarbidbaserad sensorteknik för styrning av bilmotorer och katalysatordiagnostik och Asko Cylinda tänker sig att använda sensorer för övervakning och styrning av processer i tvätt- och diskmaskiner.



Kompetenscentrum


Utvecklingen av elektroniska näsor har pågått i Linköping sedan slutet av 1970- talet. Initiativtagare var professor Ingemar Lundström, som nyligen tilldelades Chester Carlsson-priset för sina insatser på sensorområdet.

Sedan augusti 1995 bedrivs verksamheten i ett Nutek-stött kompetenscentrum kallat S-Sence. Den årliga budgeten under treårsperioden 1998-2000 ligger på drygt 16 miljoner kronor, varav Nutek står för 6 miljoner kronor, Linköpings universitet cirka 3,7 miljoner kronor och intressenterna från näringslivet bidrar med resterande dryga 6,5 miljoner kronor. Ett 20-tal högskoleforskare och ett 40-tal industrirepresentanter deltar i utvecklingsprojekten.

Två företag, Sensistor, som främst sysslar med läcksökning, och Nordic Sensor Technology, med bredare intressen på sensorområdet, har knoppats av från högskoleverksamheten.

GC