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Arten von Detektoren

Ein Detektor ist ein Gerät, das Informationen aus einem Funkfrequenzsignal extrahiert. Es funktioniert, indem es die Spannung oder den Strom in einem Signal misst. Dann wandelt es die Informationen in ein Formular um, das analysiert werden kann. Viele verschiedene Arten von Detektoren sind verfügbar, einschließlich Ionisationskammern, Photodioden und Photokathoden.

Fotodioden

Ein Detektor für Photodioden arbeitet durch Ändern der elektrischen Eigenschaften eines Halbleiters, um Licht zu erkennen. Licht, das eine hohe Energie hat, erregt Elektronen im Valenzband einer Fotodiode und bringt sie dazu, sich zum Leitungsband zu bewegen. Dieser Prozess erzeugt ein Elektronenlochpaar. Der Strom in der Diode kann gemessen werden, indem sie mit einem Amperemeter verbinden. Der durch Licht erzeugte Strom ist proportional zur Lichtleistung.

Detektoren für Photodioden sind in einem weiten Bereich der spektralen Reaktion erhältlich und können in Anwendungen verwendet werden, die eine Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitung und Hochfrequenzempfindlichkeit erfordern. Sie sind in Keramik- und Metallpaketen erhältlich und können so angepasst werden, dass bestimmte Anforderungen erfüllt werden. Um die Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen zu erfüllen, kann auch eine Fotodiode angepasst werden, um einzelne Photonen zu erkennen.

Fotodioden können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, von medizinischen Geräten bis zur Bildgebung. Sie werden in der Computertomographie weit verbreitet. Sie werden auch in Blutgasmonitoren und einer Vielzahl anderer Anwendungen verwendet. Sie werden auch in der optischen Kommunikation verwendet. Die niedrigen Kosten und die geringe Größe dieser Geräte machen sie zu einer ausgezeichneten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen.

Ein Halbleitergerät, das einzelne Photonen erkennen kann, ist hocheffizient. Die Elementar -Halbleiter der Gruppe IV wie SI und Germanium weisen eine sehr hohe Photonenempfindlichkeit auf und werden üblicherweise in der Instrumentierung eingesetzt. Ein typisches Gerät in dieser Klasse hat eine spektrale Reaktionsfähigkeit in den Bereichen UV, VIS und NIR. Photodioden aus anderen Halbleitermaterialien können auch Licht aus anderen Spektralbereichen erkennen.

Eine Fotodiode ist ein lichtempfindliches Halbleitergerät, das in einem umgekehrten Vorspannungskreis funktioniert. Die Anode ist mit dem Schaltungsgrund verbunden und die Kathode ist mit der positiven Versorgungsspannung verbunden. Licht beleuchtet die Kathode, die wiederum einen Strom erzeugt. Die Spannung und der Strom sind proportional zu der Lichtmenge, die die Fotodiode erkennt.

Eine Fotodiode kann Licht in verschiedenen Umgebungen erkennen. Das für die Herstellung verwendete Material ist in seiner Leistung sehr wichtig. Eine Fotodiode, die Silizium enthält, hat eine höhere Bandlücke und erzeugt daher weniger Rauschen. Photodioden auf Siliziumbasis erfordern jedoch einen höheren elektrischen Strom für eine optimale Leistung.

Der Wellenlängenbereich und der durch eine Photodiode emittierte Photostrom sind der Schlüssel zur Effizienz des Detektors. Ein Detektor muss in der Lage sein, einen bestimmten Bereich optischer Kräfte zu erkennen, was seine Nützlichkeit einschränken kann. In einigen Anwendungen kann die maximal erkannte Leistung durch nichtlineare Reaktion oder Schadensprobleme eingeschränkt werden. Die minimal erkannte Leistung hingegen ist normalerweise durch Geräusche begrenzt.

Ionisationskammern

Ionisationskammern sind Geräte, die einen Ionisationsprozess verwenden, um eine Ladung zur Erkennung von Strahlung zu erzeugen. Die akkumulierte Ladung ist proportional zur Strahlendosis und der Anzahl der in der Kammer erzeugten Ionenpaare. Die kontinuierliche Erzeugung dieser Ladung wird als Ionisationsstrom bezeichnet. Dieser Strom wird verwendet, um die gesamte ionisierende Dosis zu bestimmen, die in die Kammer eintritt. Ionisationskammern weisen jedoch mehrere Einschränkungen auf, beispielsweise ihre Unfähigkeit, zwischen Ionisationstypen zu unterscheiden, und sie sind nicht in der Lage, ein Energiespektrum zu erzeugen.

Die meisten Detektoren verwenden eine Ionisationskammer, um ionisierende Strahlung zu erkennen. Die Ionisationskammer besteht aus einem mit Inertgas gefüllten metallischen Zylinder. Ein dünner Draht, der an der Axialwand der Zylinder angebracht ist, erzeugt ein starkes elektrisches Feld über den Zylinder, wodurch die Ionen in Bewegung eingestellt werden und zu einem Ionisationsstrom führen.

Die Basiskreis einer Ionisationskammer besteht aus einem Paar Darlington -Transistoren, einer LED, einem Netzschalter und einem Widerstand. Abhängig von der Art des Detektors kann die Schaltung auf jede mögliche Weise eingebaut werden. Stellen Sie einfach sicher, dass die Drahtsonde, die aus der Ionenkammer herausragt, nichts Leitfähiges berührt, wie z. B. Glas oder Metall.

Ionisationskammern sind tragbare Vermessungsinstrumente, die nach einem einfachen Prinzip arbeiten. Die ionisierende Strahlung erzeugt einen Polarisationsstrom, der negative und positive Ionen anzieht. Der Ionisationsstrom ist proportional zur Aktivität der radioaktiven Quelle. Die Menge des erzeugten Stroms hängt von der Art des Radionuklids, dem Volumen der Kammer und der Konditionierung der Quelle ab.

Eine andere Art von Ionisationskammer ist der Halbleiterdetektor. Diese bestehen aus einem Halbleitermaterial mit einem hohen Massenwiderstand wie CDSE. Das Halbleitermaterial ist empfindlich genug, um die Ionisierung durch Strahlung zu erkennen. Das Gerät blinkt eine LED, wenn der aktuelle Niveau in der Kammer ein bestimmtes Niveau erreicht.

Ein Komparator wird auch verwendet, um die Ionisationskammerspannung zu überwachen. Diese Schaltung wird verwendet, um die Differenz zwischen einer offenen Kammer und einer geschlossenen Kammer zu erkennen. Der elektronische Schaltkreis erkennt den Unterschied und erfasst Alarm. Ein Blinkerkreis kann auch in hausgemachten Kammern verwendet werden. Wenn der Fliegerkreis einen hohen Schwellenwert erreicht, ist der Detektor für den nächsten Test bereit.

Die Ionisationskammern für Detektoren sollten ordnungsgemäß isoliert sein. Die Innenflächen des Schildes sollten mit Klebeband isoliert werden. Dann sollte der Sensordraht auf der Innenoberfläche platziert werden. Der Sensordraht sollte zentriert sein und den Bildschirm nicht berühren. Dies sollte verhindern, dass streunende elektrische Felder die Schaltung erreichen.

Photokathoden

Der Photokathodendetektor ist eine Art photoelektrischer Detektor. Es arbeitet durch Absorption von weichen Photonen, die in den Detektor eintreten und ein nachweisbares Photoelektron in das angrenzende Vakuum emittieren. Die Nachweiswahrscheinlichkeit von Photoelektronen ist jedoch sehr niedrig und übersteigt selten 40%. Dieser Vorschlag zielt darauf ab, diesen Wert zu erhöhen.

Photokathoden bestehen häufig aus metallischen Materialien mit einer niedrigen Arbeitsfunktion, die gut zum Nachweis von Licht sind. Sie haben jedoch mehrere Probleme. Zum einen können sie auf Temperaturänderungen empfindlich sein. Dies führt zu einer hohen falschen Dunkelzahlrate. Darüber hinaus können Photokathoden anfällig für dunklen Strom sein. Dieses Problem kann durch die Verwendung einer Schutzschicht aus CSI oder anderen Materialien behandelt werden. Diese Schutzschichten sollten dünn genug sein, damit Photonen durchlaufen werden können und gleichzeitig die Diffusion von Gas verhindert.

Photokathoden-Detektoren können Photonen mit niedriger Energie mit Sub-PS-Zeitauflösung erfassen. Sie zeigen auch eine hohe räumliche Auflösung. Im Gegensatz zu den SI-PM-Detektoren haben sie niedrige Geräuschpegel. Infolgedessen sind diese Detektoren ideal für Bildgebungsanwendungen in der Röntgenastronomie.

Um das Beste der Photokathoden -Detektoren zu nutzen, müssen Forscher neuartige Materialien entwickeln, die in Gas -Avalanche -Bildgebungs -Fotomultiplikatoren verwendet werden können. Diese Materialien müssen in den sichtbaren und nahezu UV-Bereichen sehr empfindlich sein und mit ihrem Betrieb in Mikultimultimenten kompatibel sein. Darüber hinaus gibt es wichtige Betriebsparameter, die den Lawinenprozess und die Elektronentransporteigenschaften beeinflussen, und diese Parameter beeinflussen direkt die Leistung des Detektors.


Pascal Loew

Mein Name ist Pascal Löw, ich bin seit 2009 ehrenamtlich in der Freiwilligen Feuerwehr tätig. Im schulischen Werdegang kam der Wunsch auf auch beruflich bei der Feuerwehr tätig zu werden. Zur Stärkung des technischen Verständnisses, entschloss ich mich dazu, die Fachoberschulreife Maschinenbau zu absolvieren. Ein großer Bestandteil des FOS war die technische Praxis. Neben der Schule fokussierte ich mich auf die nebenberufliche Tätigkeit in der Konstruktion und CNC Fertigung in einem ortsansässigen Unternehmens. Nach dem FOS Abschluss absolvierte ich die IHK Ausbildung als Werkfeuerwehrmann, welche diverse Fachlehrgänge und den Rettungssanitäter beinhaltete. Auch im Ehrenamt vergrößerte ich meinen Aufgabenbereich, unter anderem als stellvertretender Leiter der Jugendfeuerwehr und mit diversen anderen Fachgebieten. Nach Abschluss der Ausbildung wirkte ich eine zeitlang im CAD Bereich mit und erhielt später eine Einarbeitung in der Zentralen Sicherheitsleitstelle, die zentrale Anlaufstelle des Unternehmens in Sicherheitsfragen. Des Weiteren wirke ich im Social Media Bereich unserer Werkfeuerwehr mit und bin Mitglied im Arbeitskreis Rettungsdienst.

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