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Arten von Detektoren

Detektoren sind Geräte, die zum Extrahieren von Informationen aus einer modulierten Funkfrequenzspannung oder einem modulierten Strom. Sie sind nützlich in Physikexperimenten und Funksätzen. In diesem Artikel werden verschiedene Arten von Detektoren erörtert. Es erklärt auch, wie sie funktionieren und was ihre Zwecke sind. Nach dem Lesen dieses Artikels können Sie den besten Detektor für Ihre Zwecke ermitteln.

Detektoren

Detektoren sind Geräte, die in der Spektroskopie verwendet werden, um die Absorption von Licht durch Komponenten von Gemischen oder Proben zu messen. Sie sind wichtig für die Identifizierung von Analyten in Proben. Unterschiedliche Moleküle haben unterschiedliche Absorptionspeaks bei unterschiedlichen Wellenlängen. Dies macht sie in der Biotech- und Pharmaindustrie unverzichtbar.

Der häufigste Detektorart ist ein Elektroskop. Dies verwendet ein Paar Goldblätter, die bei der Strahlung belastet werden. Diese Art von Detektor bietet eine hervorragende Methode zur Messung der Strahlung und bietet eine größere Empfindlichkeit als fotografische Platten. Einige Elektroskope können auch Alpha- oder Beta -Partikel messen. Aufgrund ihrer Vielseitigkeit erwiesen sie sich als wertvolle Werkzeuge in frühen Experimenten zur Radioaktivität.

Die zweite Art von Detektor ist der proportionale Zähler. Es funktioniert ähnlich wie eine Ionenkammer, in der Ionen mit Strahlung interagieren, um Ionenpaare zu bilden. Die Spannung des proportionalen Zählers nimmt zu, wenn sich die Ionen der Anode des Detektors nähern. Dies nimmt zu, bis der Gasamplifikationseffekt auftritt, bei dem die Spannung hoch genug ist, um die Ionen zu erkennen.

Partikeldetektoren sind groß und teuer. In Partikelbeschleunigern sind sie mit einem Detektor ausgestattet, um die Anzahl der Partikel in einem angeregten Zustand zu zählen. Partikeldetektoren können ionisierende Strahlung und sichtbares Licht verfolgen. Sie bestehen aus Silizium und sind mit Computern verbunden, die besondere Ereignisse auswählen. Es kosten Millionen von Dollars, dass sie eingerichtet sind, und erfordern Hunderte von Physikern, die operieren.

Verschiedene Arten von Detektoren führen unterschiedliche Aufgaben aus. Einige sind speziell für bestimmte Rollen entwickelt.

Erkennungsgeräte

Erkennungsgeräte sollen Straßenunfälle und -verletzungen verhindern. Diese Geräte bieten auch Straßenherstellern nützliche Informationen. Sie können auch für Überwachungszwecke verwendet werden. Die Geräte können Reisezeiten und andere Daten von Fahrzeugen auf der Straße sammeln. Daher können sie verwendet werden, um die Verkehrsstaus zu verwalten. Sie sind in verschiedenen Designs und Typen erhältlich.

Erkennungsgeräte können entweder punktbasiert oder öordbasiert sein. Point-basierte Detektoren werden normalerweise an Wänden, Fenstern, Wegen und Luken montiert. Sie erkennen den unbefugten Eintritt oder eine Bewegung durch den Ort des Sensors und reagieren auf das Vorhandensein einer nicht autorisierten Person. Sie können auch an Türen oder Fenstern installiert werden, um Öffnungen zu erkennen. Lineare Erkennungsgeräte dagegen verwenden sichtbare und infrarot-Lichtstrahlen oder faseroptische Kabel, um die Landschaft zu überwachen.

Raman -Detektoren sind teuer und erfordern eine spezielle Schulung, damit der Techniker die Verwendung verwenden kann. Sie sind jedoch nicht immer so zuverlässig wie andere Erkennungsgeräte. Einer der wichtigsten Nachteile ist, dass sie gefälschte Produkte nicht erkennen können und möglicherweise keine schädlichen Chemikalien erkennen. Ein weiterer Nachteil ist, dass sie die Verpackung öffnen müssen, was zu wirtschaftlichen Kosten führt.

Die Empfindlichkeit und Spezifität von Erkennungsgeräten hängt von der Art des verwendeten Sensors ab. Eindimensionale Detektionssysteme weisen eine höhere Empfindlichkeit und eine höhere Spezifität auf als Multisensorsysteme. Die Genauigkeit der Erkennungsgeräte variiert je nach Standort erheblich. Einige Systeme können auch kleine Bewegungen erkennen. Beispielsweise ist ein Einzel-Sensor-System weniger genau als ein anderer, wenn der Sensor auf dem Kopf oder am Hals platziert wird.

Stürze sind eine große Bedrohung für die Gesundheit älterer Erwachsener. Daher sind Sturzerkennungsgeräte zunehmend als passive Überwachungssysteme verfügbar. Es gibt jedoch viele Herausforderungen im Bereich der Herbstkennung. Der Schlüssel besteht darin, sehr genaue, aber unauffällige Herbsterkennungsgeräte zu entwickeln. Dies erfordert mehr Forschung und Bewertung in realen Umgebungen und die Akzeptanz der Geräte durch ältere Erwachsene.

Detektoren, die in Funksätzen verwendet werden

Detektoren werden in Funksätzen verwendet, um Signale zu erkennen. Die Ausgangsspannung eines Detektors ist proportional zur Vorfallleistung, gemessen in Watts. Das Ohm -Gesetz besagt, dass die Spannung proportional zur Quadratwurzel der Leistung sein sollte. Detektoren in Funksätzen verwenden eine Diodentyp, die als Schottky -Diode bezeichnet wird. Dies ist eine Art von Halbleiter, die zum Erkennen von Signalen verwendet wird.

Radio -Sets verwenden Detektoren, um Informationen aus einem Signal mit hoher Frequenz zu extrahieren. Die frühen Versionen von Radio-Sets verwendeten eine grobe Punktkontaktdiode oder PCD, um Funksignale zu erkennen. Diese frühen Detektoren verwendeten einen metallischen Stift und einen Galena -Kristall. Aufgrund ihrer Verfügbarkeit waren diese Detektoren billig und ihre Qualität war ausgezeichnet. Galena wurde weltweit gefunden und die Vorräte kamen aus Spanien, England und Südfrankreich.

Ein typischer Funkdetektor verwendet einen linearen Detektor mit einer niedrigeren Einstellung, um eine gute Treue zu erzielen. Dies ähnelt dem L-F-Verstärker, hat jedoch den Vorteil, den Gewinn nach dem Einstellen in einen Radiosender zu erhöhen. Der Schaltkreis schwingt dann an die Frequenz der Station gesperrt.

Radio -Sets verwenden auch einen Demodulator. Der Demodulator ist das letzte Modul in der Empfängerkaskade. Es entfernt das ursprüngliche Trägersignal, das zu einem modulierten Audiosignal führt. Der Detektor wird manchmal auch als Superheterodyne -Empfänger bezeichnet, da er das Signal in eine Zwischenfrequenz umwandelt.

Eine andere Art von Detektor ist ein von Gas gefüllter Detektor. Sie arbeiten bei niedrigen Spannungen und registrieren Primärionen. Die Ausgangsimpulsfestigkeit ist proportional zur Anzahl der ursprünglichen Ionenpaare. Seine hohe Empfindlichkeit macht es für die Erkennung von Alpha und Beta wirksam.

Detektoren, die in Physikversuche verwendet werden

Die in Physikversuche verwendeten Detektoren variieren stark in ihrem Design und ihrer Funktion. Einige sind einfach und verwenden grundlegende Prinzipien für die Signalerfassung, während andere ausgefeilte Herstellungstechniken und fortschrittliche Materialien erfordern. Mit energiereicher Physiksexperimenten erfordern empfindliche Detektoren, um Partikelkollisionen bei hohen Energieniveaus zu erfassen. Diese Detektoren erfassen Daten aus Kollisionen, die Physiker helfen können, ihre Theorien zu testen.

Die häufigsten Detektoren bestehen aus Silizium, das eine hervorragende Strahlentoleranz aufweist. Daher sind sie normalerweise die einzige Wahl in hochrahlenden Umgebungen. Lichtpartikel können jedoch Silizium beschädigen. Sie können dauerhafte Gebühren für amorphes Silizium erzeugen, die Potentiale von Siliziumdioxid ändern oder die Interstrip -Kapazitäten erhöhen. Andererseits ist ein monokristalliner Halbleiterdetektor aufgrund der geringen Energieübertragung weniger wahrscheinlich von Licht betroffen.

Siliziumdetektoren werden in Teilchenphysik -Experimenten häufig verwendet. Die meisten dieser Detektoren sind Tracker, die die Position geladener Partikel messen. Die von diesen Detektoren gesammelten Daten können mithilfe der Track -Rekonstruktions -Software analysiert werden, die viele Parameter ableiten kann. Dazu gehören die Partikelimpuls aufgrund der Krümmung des Magnetfeldes und dessen Wechselwirkungsscheitel. Darüber hinaus werden Siliziumdetektoren bei Abtastkalorimetern verwendet.

Das Konzept eines Detektors kann auf viele verschiedene Wissenschaftsbereiche angewendet werden. Die Entwicklung von Detektoren hat den Weg für Fortschritte in Feldern wie Partikelphysik und nationale Sicherheit geebnet. Fortschritte auf dem Gebiet der Elektronik haben den Detektoren dazu beigetragen, ihre Verwendung über die Physik hinaus zu erweitern. Durch die Entwicklung von Detektoren können sowohl Wissenschaft als auch Industrie voneinander profitieren.

Detektoren, die in Telekommunikation verwendet werden

Detektoren werden verwendet, um die Signalleistung in Kommunikationssystemen zu messen. Das Ausgangssignal wird an der Anstiegs- und Fallzeit gemessen, die sich auf die Zeit bezieht, die das Signal benötigt, um 10% auf 90% seines Maximalwerts zu erhöhen und dann auf 10% zurückzukehren. Die Bandbreite bezieht sich auf die Frequenz, bei der das Ausgangssignal auf 50% seiner maximalen Leistung sinkt, wenn das Eingangssignal niedrig ist.

Photokontoren gehören zu den einfachsten optischen Detektoren. Sie bestehen aus einem Halbleitermaterial, das mit Metallkontakten plattiert wurde. Wenn ein Photon durch einen Halbleiter verläuft, absorbiert es ein Elektron und ein Loch und wandert zu einem der beiden Kontakte auf. Infolgedessen variiert der Widerstand des Photoseiters mit der Intensität des optischen Eingangssignals.


Niklas Lippmann

Aktives Mitglied der Freiwilligen Feuerwehr Tauberfeld. Ehrenamtlicher Trainer der Kampfkunstschule SonSuDan Mittermeier Kassenprüfer der JU-Buxheim-Tauberfeld. Aktives Mitglied der Freiwilligen Feuerwehr Tauberfeld Ehrenamtlicher Trainer der Kampfkunstschule SonSuDan Mittermeier Kassenprüfer der JU-Buxheim-Tauberfeld Ich habe eine abgeschlossene Ausbildung als Kfz-Mechatroniker in der Firma Audi AG Ingolstadt. Habe anschließend ein Jahr als Fertigungsfachkraft in der Produktion der Audi AG gearbeitet. Dies war erforderlich für meine Ausbildung als Staatlich geprüfter Techniker im Bereich Fahrzeugtechnik mit Elektromobilität.

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