Photonendetektor OM 100-5G im TO 322 Gehäuse
Mögen Sie Krimis? Wenn ja, dann kennen Sie sicher das Phänomen der Chemolumineszenz. Wenn Forensiker Blutspuren am Tatort sichtbar machen wollen, nutzen sie häufig eine chemischen Reaktion aus, bei der energetisch angeregte Moleküle entstehen, die ihre überschüssige Energie als sichtbares Licht emittieren.
Die Detektion von Lichtsignalen geringer Intensität bis hin zu einzelnen Photonen ist für viele Anwendungen von großer Bedeutung. Die Umweltanalytik gehört dabei zu den Markttreibern, Technologien der Mikrosystemtechnik ermöglichen die notwendigen, neuen Lösungen.
NO2 als Schadgas entsteht durch Verbrennungsvorgänge (z.B. Schiffsdiesel, Fahrzeuge, Kraftwerke). Es ist mitverantwortlich für sauren Regen, den Ozonsmog in heißen Sommern und beeinträchtigt die menschliche Gesundheit.
Der Umweltschutz fordert neue Lösungen zur Kontrolle der Luftreinhaltung (Bundes-Immissionsschutzgesetzes, TA Luft), zur Überwachung der Immisionen z.B. bei Verbrennungsmotoren und zur Reduzierung der Abgaswerte durch Prozessoptimierung und –steuerung. Dabei sind genaue, robuste und preiswerte Lösungen für Serienanwendungen gefragt.
Gemeinsam mit der Firma UST Umweltsensortechnik GmbH aus Geschwenda hat das CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik einen modularen Chemolumineszenzdetektor (CLD) für Stickoxide, insb. NO2 entwickelt.
Das Detektorprinzip klingt recht einfach: Stickstoffmonoxid reagiert mit Ozon zu angeregtem Stickstoffdioxid, das anschließend emittierte Licht wird über Photomultiplier verstärkt und gemessen. Die neue Lösung der UST Umweltsensortechnik GmbH und des CiS Forschungsinstitut ersetzt den teuren und überlastungsempfindlichen Photomultiplier und nutzt statt dessen einen miniaturisierten PIN-Photoempfänger. Kostengünstig, energiesparsam, und relativ unabhängig von seiner Umgebungstemperatur arbeitet dieser zuverlässig und präzise.
Der Photonendetektor OM 100-5G ist nur 10 x 10 mm groß, besitzt einen erfassbaren Wellenlängenbereich von 300-1100 nm, verfügt über eine hohe Empfindlichkeit von 0,2 pA auf 1 ppm NO2, ein geringes Rauschen < 0,1 ppm (aus Responsemessungen abgeleitete „Noise
Equivalent Concentration“ NEP 25 ppb) und beherbergt in seiner hermetischen Häusung, einen integrierten Temperatursensor samt Peltierelement und einen Operationsverstärker.
Das modulare Gerätekonzept ist Basis für eine applikationsspezifisch erweiterbare Systemplattform zur Multigasdetektion. Nach CLDs für NOx sollen im nächsten Schritt auch Mess- und Detektionsanwendungen für Biogas, Abgas und die Spurenanalyse realisiert werden.
Ebenso zeigen Unternehmen der Medizintechnik Interesse an dem neuen „Winzling“.
„Überall dort, wo äußerst geringe Lichtmengen erfasst werden müssen, kann unser Photonendetektor eingesetzt werden“, verrät Andreas Schmidt, Leiter des Entwicklungsteams aus dem CiS, geheimnisvoll.
Bitte besuchen Sie uns auf der Hannovermesse 2013 (Halle 002, Stand D54)
sowie der Fachmesse Sensor+Test 2013 in Nürnberg (Halle 12, Stand 226).
