Sicherheitstechnik und Sensorik
IR Detektoren werden für viele Sicherheits-Systeme eingesetzt. Sie reagieren auf thermische Strahlung und lassen sich so beispielsweise auch für die Detektion von Hitze einsetzen.
Temperaturmessung
Berührungslose Messungen
Die Temperatur wird oft als Maß für die Wärme definiert. Der größte Anteil von Wärmestrahlung wird im Infraroten (IR) emittiert. Dies macht typische Bildverarbeitungslösungen, die sichtbares Licht zur Umgebungsdetektion verwenden, unwirksam bei der Temperaturmessung. IR-Detektoren sind hingegen in der Lage, die Temperatur eines Ziels zu messen, ohne dass ein physischer Kontakt erforderlich ist.
Bei der Vielzahl der erhältlichen Detektoren ist es bei der Auswahl wichtig, die Art der zu überwachenden Umgebung oder Ausrüstung zu berücksichtigen.
Bei Anwendungen im Gesundheitswesen kann es von Vorteil sein, einen Detektor mit geringerer Leistung zu haben, damit er in tragbaren Geräten verwendet werden kann: So können Handheld-Geräte gefertigt werden, die nützlich für Krankenschwester oder Arzt sind.
Für kommerzielle Anwendungen wie die Inspektion von Klimaanlagen oder Isolierungen ist ein mobiler Einsatz ebenfalls von Vorteil. Abhängig von dem inspizierenden Gerät können unterschiedliche Wellenlängenbereiche bei den Detektoren benötigt werden.
IR Detektoren können Temperaturschwankungen von einzelnen Maschinen messen oder ach Gaslecks detektieren. Werden die Komponenten in Fertigungsstätten eingesetzt, können so nicht nur Schäden an wertvollen Maschinen verhindert werden, sie können sogar Leben retten, wird das Personal vor eine Fehlfunktion gewarnt.
Für die Temperaturmessung werden hauptsächlich Bleisalzdetektoren, InAs Fotodioden und InGaAs PIN Fotodioden eingesetzt. Ebenso werden Thermopiles verwendet.
SicherheitsScanner
Produktionssicherheit mit Laserscannern verbessern
Sicherheitsscanner für den Personenschutz. Sicherheits-Laserscanner dienen dem Personenschutz in industriellen Umgebungen. Der Unfallschutz am Arbeitsplatz steht im Fokus der betrieblichen Gefahrenanalyse. Systeme zur Unfallverhütung, wie beispielsweise Umfeldscanner, sind dabei von entscheidender Bedeutung. Um Verletzungen zu vermeiden, erkennen solche Scanner bestimmte Körperteile mit einer hohen Auflösung von 5-10 mm. Aufgrund der schwierigen Lichtverhältnisse werden für eine genaue Erkennung hochempfindliche Avalanche Fotodioden, APDs, eingesetzt.
Erweitert man die Laserscanner auf drei Dimensionen, so spricht man von Laser Trackern. Je nach Reichweite (bis zu 40 m) und Auflösung (bis zu 25 µm bei 40 m) sind sie mit speziellen gepulsten Laserdioden und positionsempfindliche Detektoren ausgestattet.
Vielfältige Produktionsaufgaben für Lasertracker. In einer Fabrikumgebung können Laser Tracker für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden, wie z. B. für die Qualitätskontrolle, die Montage kundenspezifischer Teile und die automatische Prüfung. Für Märkte wie die Automobilherstellung und die Luft- und Raumfahrt ist die automatische Kontrolle besonders wichtig, da kleine Fehler bei der Endmontage erhebliche Auswirkungen haben können. Diese Systeme können die Objektspezifikationen in einer Software präzise aufzeichnen, die 3D-Modelle erstellt und anhand der Daten eine gründliche Prüfung vornimmt.
Laserscanner zur Fahrzeugklassifizierung
Ein weiteres Einsatzgebiet von Impulslaserdioden und Photodioden sind Laserscanner für die Fahrzeugklassifizierung. Diese werden oberhalb der Fahrbahn montiert. Die Laserstrahlen schaffen einen "Vorhang" aus Infrarotlicht, wodurch mit Hilfe von Photodioden-Arrays ein dreidimensionales (3D) Profil des unterhalb passierenden Fahrzeuges aufgezeichnet wird.
Das hieraus errechnete Höhenprofil wird mit vordefinierten Fahrzeugklassen verglichen. Typische Anwendungen für diese Scanner sind:
- Maut-Klassifizierung
- Höhenmessung
- Erkennung von Fahrzeugen und Anhängern
- Fahrzeugrichtungserkennung zur Unfallverhütung
- Analyse von Verkehrsdaten
Laserscanner für die Sicherheit in der Produktion
In automatisierten Produktions- und Logistikprozessen hat ein wirksamer Unfall- und Personenschutz höchste Priorität. Aus diesem Grund werden Sicherheits-Laserscanner für die Gefahrenbereichssicherung stationärer und mobiler Anlagen, bzw. in fahrerlosen Fahrzeugen, eingesetzt.
Dabei wird mit Hilfe von Pulslaserdioden und einem rotierenden Polygonspiegel ein Flächenscanner erzeugt, der permanent – ähnlich einem Radar – den kompletten Gefahrenbereich in einem Winkelbereich von 190° und einem Radius von mehreren Metern zweidimensional abtastet.
Das Hauptmerkmal dieser Scanner in einem Arbeitsbereich ist ihre Programmierbarkeit zur Einrichtung von unabhängigen Schutz- und Warnfeldern, die während des Betriebs über Steuersignale jederzeit umschaltbar sind. Dringen Personen in die Schutzfelder ein, werden sie erkannt und für die Maschine wird umgehend ein Abschaltbefehl generiert. Mit diesen Funktionen erhöhen Sicherheitsscanner die Sicherheit am Arbeitsplatz und sorgen gleichzeitig für eine hohe Betriebseffizienz.
Funken- und Flammenerkennung
mit IR Detektoren
Ein Feuer kann klein anfangen, aber schnell außer Kontrolle geraten. Ohne geeignete Sicherheitsvorkehrungen kann ein einziger Funke das Wohlergehen eines ganzen Gebäudes voller Menschen gefährden.
Da alle Brände bestimmte Merkmale aufweisen wie z. B. Rauch, Hitze oder optische Strahlung unterschiedlicher Intensität, können Maßnahmen zur Überwachung und Information der gefährdeten Personen ergriffen werden. Wenn organisches Material brennt, weist es eine charakteristisch hohe Strahlung bei etwa 4,3 µm auf. Die Quelle der Strahlung ist also CO2-Gas, das sich bei der Verbrennung eines Materials wie Holz erhitzt.
IR-Detektoren sind ideal für die Messung von Strahlung, da sie im Gegensatz zu ultravioletter (UV) Strahlung sehr gut durch Nebel, Glas und Rauch hindurchkommen. Die Detektion von Flammen wird durch ausgeklügelte Detektortechnologie immer einfacher - dem großen Markt an Herstellern von Flammensensoren sei dank. Die gebräuchlichsten Komponenten für diesen Markt sind pyroelektrische Detektoren, Bleisalz-Detektoren (PbS / PbSe) und Thermopiles.
An Arbeitsplätzen, an denen explosive Stäube in der Luft schweben, wie z. B. in holzverarbeitenden Betrieben, ist die Funkenerkennung ebenfalls von großer Bedeutung. Quantendetektoren sind für diese Anwendungen ideal, darunter PbS-Detektoren und erweiterte InGaAs PIN Detektoren.
Einsatzgebiete
Was gemessen werden kann
Sicherheit ist für jedes Unternehmen ein ständiges Anliegen. Ob es nun darum geht, Flammen zu erkennen oder mit Detektoren die Wärme eines Objekts zu messen - jede entwickelte Lösung hilft, Leben zu retten. Von kommerziellen Gütern bis hin zu Industrielösungen kann jede Branche von einem gewissen Maß an zusätzlicher Überwachung durch Sicherheitstechnologie profitieren. Einige der typischen Bereiche, die diese Methoden nutzen, sind:
- Automobilindustrie
- Robotik
- Feueralarm
- Lumbalverarbeitung
- Getreideverarbeitung
- Zementherstellung
- Feuerwehren
- Bauwesen
- Maschinelles Sehen
Heißläufer-ortungsanlagen
Bei Temperaturmessungen an Eisenbahnrädern geht es um jede Sekunde.
Sogenannte »Heißläuferortungsanlagen« ermitteln am fahrenden Zug, ob sich Räder, Radlager oder Bremsen erhitzt haben und Gefahr für die Fahrgäste besteht. Die Züge sind dabei oft mit Geschwindigkeiten von 200 km/h und mehr unterwegs und die Detektoren müssen in nur 72 μs kalte von heißgelaufenen Teilen unterscheiden. Nur die PbX-Technologie kann solche Messungen in derartig kurzer Zeit mit der nötigen Empfindlichkeit durchführen.
Produktauswahl
Beyond Borders
Infrarot-Photodioden (IR) mit hoher Quanteneffizienz
Die auf Heterostrukturen basierenden Fotodioden der Baureihe IA35 sind insbesondere für den Raumtemperaturbetrieb konzipiert.
PbS Detektoren detektieren infrarote Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen 1 µm – 3,3 µm.
Polykristallines Bleiselenid, PbSe, ist ein Standard-Halbleiterdetektor mit einer Empfindlichkeit zwischen 1 – 5,2 µm.
Pyroelektrische Kristalle erzeugen gleichzeitig positive und negative Ladungsträger – jeweils auf den gegenüberliegenden Seiten des Kristalls.
Innovative Einkanal-Detektoren für FTIR-Instrumenten im Spannungsbetrieb (VM).
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