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Arten von Detektoren und deren Verwendung

Ein Detektor ist ein Gerät, das eine elektromagnetische Strahlung erfasst. Für verschiedene Anwendungen werden verschiedene Arten von Detektoren verwendet. Jeder Typ ist empfindlich gegenüber verschiedenen Teilen des elektromagnetischen Spektrums. Oft bestimmt die Interessenregion die Art des erforderlichen Detektors. Schauen wir uns einige häufige Detektoren und ihre Verwendung an.

Fotodioden

Eine Fotodiode ist ein elektronisches Gerät, das Licht in einen elektrischen Strom umwandelt. Die Photodiode arbeitet an spannenden Elektronen in ihrem Bandlücken (dem physischen Bereich zwischen zwei gegensätzlichen Atomstrukturen), wenn sie Licht ausgesetzt ist. Nur Photonen mit ausreichender Energie können Photoströme erzeugen. Eine aus Silizium hergestellte Fotodiode hat eine größere Bandlücke, sodass sie Photostrichter mit weniger Rauschen erzeugen können.

Photodioden werden in Wissenschaft und Industrie häufig verwendet, um die Lichtintensität genau zu messen. Die lineare Reaktion von Fotodioden macht sie für Hochgeschwindigkeitsmessungen geeignet. Sie werden auch häufig in medizinischen Anwendungen verwendet, wie z. B. Detektoren in Computertomographie und Blutgasmonitoren. Die Fotodioden werden nicht nur in optischer Kommunikation und wissenschaftlicher Anwendungen verwendet, sondern auch in der Beleuchtungsregulation und im medizinischen Bereich häufig verwendet.

Photodioden wandeln Licht in einen elektrischen Strom oder eine Spannung um. Sie verwenden integrierte Objektive und optische Filter, um Licht auf den empfindlichen Teil des Geräts zu lenken. Die Größe und Oberfläche von Fotodioden beeinflusst die Reaktionszeit. Größere Fotodioden haben eine schnellere Reaktionszeit als kleinere Fotodioden.

Dieser IC ist ein Hochleistungs-16-Kanal-Ladungsverstärker, der für Photodiodenarrays und Dual-Mode-Detektorsysteme ausgelegt ist. Die Hochgeschwindigkeitsleistung ermöglicht präzise Messungen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. Das HX2-IC ist mit Fotodiodenarrays und Röntgendetektoren kompatibel.

Szintillatoren

Szintillatoren sind Verbindungen, die Strahlung in bestimmten Frequenzen abgeben und Eigenschaften aufweisen, die sie für die Verwendung in einer Vielzahl wissenschaftlicher Anwendungen geeignet machen. Sie sind sowohl in Flüssigkeits- als auch in Pulverformen erhältlich und werden normalerweise in Verbindung mit radioaktiven Materialien verwendet. Sie sind auch vielseitig und können in verschiedene Formen geformt werden.

Die Strahlung aus Szintillatormaterialien verursacht die Bildung primärer Elektronenlochpaare, die dann sekundäre Paare durch einen Kaskadeneffekt erzeugen. Während des Prozesses wird eine kleine Menge Energie von Elektronen auf Löcher übertragen, was zu einer sehr schnellen Anstiegszeit führt. Die Energie dieser Anregungen ist niedrig genug, um die zeitliche Auflösung von Szintillatoren zu begrenzen.

Szintillatoren werden in der medizinischen Bildgebung weit verbreitet, wie CT -Scanner und digitale Radiographie. Ihre Popularität hat zu einem Markt von mehreren hundert Tonnen pro Jahr geführt. Sie werden in verschiedenen diagnostischen Bildgebungsanwendungen verwendet, einschließlich der Röntgenbildgebung von Weichteilen. Allerdings sind nicht alle Szintillatoren gleich. Es ist wichtig, die Physik der Szintillatoren zu verstehen und die richtige Wahl für Ihre Bedürfnisse zu treffen.

Szintillatoren erzeugen Photonen als Reaktion auf einfallende Strahlung. Diese Photonen werden dann von einem Fotodetektor erfasst und von Elektronik verarbeitet. Ein Fotomultiplikator -Röhrchen ist einer der ersten entwickelten Szintillationsdetektoren. Es ist die häufigste Art von Szintillator.

Szintillatoren können auch in organischer Form hergestellt werden. Organische Szintillatoren enthalten aromatische Ringe. Der aromatische Ring in diesen Verbindungen ermöglicht es ihnen, nachweisbare Photonen zu emittieren, wenn sie ionisierender Strahlung ausgesetzt werden.

Ionisationskammern

Ionisationskammern sind Geräte, die ein Signal erzeugen, das proportional zur emittierten Strahlung ist. Ihr Vorteil gegenüber Standard-Geiger-Muller-Röhren besteht darin, dass sie eine viel längere Betriebsdauer haben. Geiger-Muller-Röhrchen sind in ihrer Lebensdauer durch die Auswirkung von Totpunkteffekten, Gasabfall und der Anzahl der Zählereignisse, die sie pro Sekunde aufzeichnen können, begrenzt.

Die zum Ionisieren von Ionen verwendete Spannung beträgt typischerweise weniger als 100 Volt, und der resultierende Strom ist extrem niedrig. Dies macht es schwierig, einzelne Partikel zu erkennen. Einfache Kammern reagieren im Allgemeinen nur auf Beta- und Alpha -Partikel, da die meisten anderen Strahlen nicht ausreichend Ionisation verursachen, um von einem einfachen Detektor erkannt zu werden.

Ionisationskammern verwenden ein kinetisches Energieprinzip, um eine bestimmte Strahlung zu erkennen. Die Elektroden einer Ionisationskammer haben unterschiedliche Formen und werden an unterschiedlichen Spannungen gehalten. Die Elektrodengeometrie bestimmt ihre Kapazität. Eine flache Platte wird im Allgemeinen gegenüber einem konzentrischen Zylinder bevorzugt, da sie ein gut definiertes aktives Volumen aufweist und Ionen vermeidet, auf Isolatoren zu sammeln, was das elektrische Feld stören kann. Wenn die Ionen zwischen den Elektroden wandern, bilden sie Ionenpaare. Die Art des Gases, der die Kammer und den potenziellen Gradienten des Gases füllt, beeinflusst das Verhalten der Ionenpaare.

Es gibt verschiedene Arten von Ionisationskammern. Eine Übertragungionenkammer besteht im Allgemeinen aus mit einem leitenden Material beschichteten PMMA -Schichten. In vielen Fällen ist diese Beschichtung Graphit, die nahe am Luftäquivalent liegt und eine niedrige Energieabhängigkeit bei Luftkerma -Messungen einführt. Andere Arten von Übertragungskammern bestehen jedoch aus leichten Materialien. Diese Materialien enthalten typischerweise hohe Atomzahlelemente und erzeugen eine starke Energieabhängigkeit. Diese Kammern werden häufig in Fluoroskopie, KAP -Messgeräten und DAP -Messgeräten verwendet. Moderne Zahnradiographiegeräte werden zunehmend mit dieser Art von Detektor ausgestattet.

Photometrische Detektoren

Photometrische Detektoren basieren auf einer Technik, die als Flammenphotometrie bekannt ist. Das Verbrennen einer Probe in einer Wasserstoff-Luft-Flamme erzeugt Emissionen bei bestimmten Wellenlängen. Diese Wellenlängen werden dann durch ein Photomultiplierrohr (PMT) nachgewiesen. Die charakteristischen Wellenlängen verschiedener Elemente können durch Ändern der Flamme -Stöchiometrie oder des optischen Filters im PMT bestimmt werden. In der Regel verfügt ein Standard -FPD über einen schmalen Bandpass -Interferenzfilter, der eine angemessene Selektivität gegen andere Elemente und umfangreiche Kohlenstoffhintergänge bietet.

Photometrische Detektoren sind empfindlich genug, um Spurenmengen von Substanzen in Elektrolyten zu erfassen. Einige von ihnen sind sogar in der Lage, Spurenmengen an Kobalt und Cadmium in Elektrolytproben zu bestimmen. Diese Sensoren werden häufig zur Überwachung des menschlichen Sehvermögens und anderer Anwendungen verwendet, die Lichtmessung erfordern.

Es gibt eine Vielzahl von photometrischen Detektoren. Der INPHORA -Detektor beispielsweise hat die engste Übereinstimmung mit der CIE Tristimulus -Funktion. Dieser Detektor ist ebenfalls zu preisgünstig. Wenn für Ihre Anwendung keinen hochwertigen photometrischen Detektor benötigt, können Sie auch einen der Detektoren der VL-11-Serie verwenden.

Leckdetektoren

Leckdetektoren sind Werkzeuge, mit denen Lecks in Wasser, Gas oder anderen Systemen erfasst werden. Sie überwachen Druck- und Durchflussraten, um die Größe des Lecks zu bestimmen. Einige sind ständige Mitglieder des Sicherheitssystems, andere sind tragbare Sensoren. Einige sind empfindlich gegenüber giftigen Gasen. Leckdetektoren sind ein wesentlicher Bestandteil der ordnungsgemäßen Wartung.

Die grundlegendsten Wasserleckdetektoren erfordern keine professionelle Installation. Sie können an vorhandene Rohre nachgerüstet werden. Fortgeschrittene Modelle erfordern jedoch möglicherweise eine professionelle Installation. Diese Geräte sind besonders nützlich für Haushalte mit häufigen Abwesenheiten. Einige von ihnen haben sogar eingebaute Sirenen. Wenn Sie keine Internetverbindung zu Hause haben, kann es schwierig sein, Ihr Sanitärsystem zu überwachen.

Lecksignale können durch große Ausflüge aus durchschnittlichen Signaltrends charakterisiert werden. Dies kann aufgrund von Datenausfällen oder unerwarteten Pipeline -Störungen auftreten. In beiden Fällen ist der Wert des Ausreisers in der Nähe des Mittelwerts in der Nähe nicht proportional. Dies wird als Ausreißer bezeichnet und der Fehler kann erheblich sein. Die Messstandards des American Petroleum Institute gehen davon aus, dass Signalfehler Gaußsche sind, aber in realen Situationen können Ausreißer ein echtes Problem für Leckerkennungssysteme sein.

Leckdetektoren können Ihnen Geld sparen. Durch das Erkennen von Lecks können Sie Wasser sparen. Wasserrechnungen sind teuer und je mehr Wasser Sie verwenden, desto höher ist Ihre Rechnung. Aus diesem Grund ist das frühzeitige Erkennen von Lecks eine kluge Idee. Sie können nicht nur Geld auf Ihrer Wasserrechnung sparen, sondern auch zukünftige Schäden durch das Sparen von Wasser verhindern.


Viktor Baur

Mein Name ist Viktor Baur und ich bin Teamleiter für den Bereich DataAnalytics bei Kramer & Crew GmbH & Co. KG in Köln. Privat beschäftige ich mich gerne mit IT, Sport, und Veranstaltungstechnik. Freiwillige Feuerwehr Daun - Engagierter Feuerwehrmann mit zusätzlichen Ausbildungen im Bereich Unfallrettung, Atemschutz und Gefahrstoffe. Überkreislicher Schiedsrichter mit über 400 geleiteten Spielen.

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