Knallsensoren

Knallsensoren sind Sensoren, die schnelle, impulsartige akustische oder mechanische Ereignisse erkennen. Der Begriff wird insbesondere für Sensoren verwendet, die bei plötzlichen Knall- oder Stoßereignissen eine elektrische Signalausgabe erzeugen. Typische Einsatzgebiete sind Sicherheits- und Schutzsysteme, Maschinenüberwachung, Bauwerksüberwachung sowie tragbare elektronische Geräte.

Funktionsweise: Die Erkennung erfolgt meist durch direkte Umwandlung mechanischer Reize in elektrische Signale. Häufig kommen piezoelektrische Sensoren oder MEMS-Beschleunigungssensoren zum Einsatz; teils werden auch kapazitive oder piezoresistive Strukturen genutzt. Bei akustischen Knallereignissen dienen Mikrofone oder akustische Sensoren der Erfassung von Schall, während Impuls- oder Stoßsensoren auf Beschleunigung, Druck oder Impuls reagieren. Die Signale werden vorverstärkt, gefiltert und durch Schwellenwert-Auswertung zu Ausgängen wie Schaltsignalen oder Alarmmeldungen verarbeitet.

Typen: Grob wird zwischen impulsbasierten Knallsensoren (melden kurze Impulsveränderungen) und akustischen Knallsensoren (erfassen Schallereignisse) unterschieden. Es gibt auch kombinierte Systeme, die sowohl Druckimpulse als auch akustische Signale erfassen und integrieren.

Anwendungen: In der Automobiltechnik finden sich Knallsensoren in Schutz- und Crash-Systemen; in der Industrie dienen sie der Maschinen- und Prozessüberwachung. Gebäudeeinrichtungen nutzen sie zur Detektion von Stößen oder Explosionen; in Verbrauchergeräten stecken sie als Drop- oder Stoßerkennung in Smartphones, Wearables oder robuste Elektronik.

Vorteile und Herausforderungen: Knallsensoren bieten schnelle Reaktionszeiten, hohe Empfindlichkeit und kompakte Bauformen. Herausforderungen sind Temperaturdrift, Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsrauschen, Kalibrierbedarf und Stromverbrauch.

Stand der Technik: Fortschritte in MEMS-Technologie haben kompakte, kostengünstige Knallsensoren ermöglicht, die in integrierten Sicherheits- und Schutzsystemen weit verbreitet sind.