Der Lichttechnik-Podcast – Folge 24 – weitere optische Sensoren

Sprecher:

Markus Bausewein
Andreas Miesauer
Intro/Outro: Inka

Inhalt in dieser Folge:

Fototransistor

Ein lichtempfindlicher Transistor als npn oder pnp Ausführung.
Verstärkungsfaktor liegt bei ca 100 – 1000.
Meist werden bei diesen Transistoren nur der Kollektor und der Emitter herausgeführt. Eine Version bei dem die Basis herausgeführt wird kommt seltener vor.
Sie sind empfindlicher als Photodioden aber auch langsamer.
Einsatz bei Dämmerungsschalter, Lichtschranken, Optokoppler.
Die maximale Empfindlichkeit bei einem Silizium –Fototransistors liegt bei ca. 850nm. Die Empfindlichkeit nimmt über das sichtbare Spektrum bis hin zu UV stetig ab.

Fotomultiplier PMT (Photomultiplier Tube)

Ein PMT ist eine Elektronenröhre die den Zweck hat, Photonen zu vervielfältigen bzw. bei sehr wenigen Photonen sie messbar zu machen.
Prinzip: Ein Photon trifft auf eine Photokathode (Dynoden) bei der sich weitere Photoelektronen lösen. Wenn mehrere von diesen Dynoden hintereinander geschaltet sind, kann durch exponentielles Wachstum der Photoelektronen ein brauchbares elektrisches Signal erzeugt werden.
Diese Photomultiplier sind sehr lichtempfindlich und müssen vor Tageslicht geschützt werden wenn diese in Betrieb sind. Eine Beschädigung nennt man auch Erblinden oder Durchbrennen eines Multipliers.

Fotothyristor

Der Fotothyristor gleicht im Aufbau einem normalen Thyristor, nur hier wird der Gatestrom durch Licht erzeugt. Er funktioniert wie ein Relais das einmal geschaltet wird und sich selbst leitend hält solange der durchgeleitete Strom hoch genug ist.
Vorteil ist bei dieser Art, dass eine galvanische Trennung zum Lastkreis möglich ist.

Pyrometer

Strahlungsthermometer für berührungslose Temperaturmessung.
Detektoren:
- Bolometer
- Pyroelektrische Sensoren
- Thermosäulen/Thermopile
- Gekühlte oder ungekühlte Fotodioden

Nachteile:
- Emsissionsgrad der Messoberfläche muss bekannt sein.
- Probleme bei Metallen wegen starken Emissionsunterschieden und Reflexionen.
- Reflexionen von anderen Strahlungsquellen oder auch Licht aus der Umgebung kann das Messergebnis beinflussen.

Pyroelement

PIR-Sensor (Pyroelectric Infrared Sensor) detektiert nur die Temperaturänderung.
Wird bei Bewegungsmeldern eingesetzt.
Funktion:
Fällt ein Strahlungsunterschied auf den <40µm polarisierten Kristall, ändert sich die Polarisation. Dadurch kann eine Änderung der elektrischen Ladung gemessen werden.

Thermopile

Wandelt thermische Energie in elektrische Energie um.
Diese bestehen in der Regel aus mehreren Thermoelementen die thermisch und elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die dadurch entsehenden und sehr geringen Thermospannungen addieren sich.
Umgekehrt betrieben ist es eine Wärmepumpe und nennt sich auch Peltier-Element.

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Die Intro- und Outromusik wurde mit Groovepad erstellt. Link