Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit schwingenden Spiegeln Stoffe aufspüren

09.05.2003


Beim Nachweis umweltrelevanter Stoffe sind Spektrometer ebenso gefragt wie bei der Prozessüberwachung in der Industrie. Auf der Messe "Sensor" in Nürnberg werden zwei Prototypen solcher Geräte vorgestellt, die besonders kostengünstig und robust ausgelegt sind.



Wie vom Regenbogen bekannt, besitzt ein Spektrum immer eine gewisse Breite. Diese Auffächerung bringt es in der chemischen Analytik mit sich, dass die Licht- oder Strahlungsintensität an unterschiedlichen Orten gemessen werden muss. Eine Möglichkeit ist ein drehbares Beugungsgitter, das wie ein Prisma arbeitet. Nach und nach bildet es das Spektrum auf einen ortsfesten Detektor ab. Je höher die spektrale Auflösung sein soll, desto teurer wird die dazu erforderliche stoßempfindliche Präzisionsmechanik. Für den erwarteten Massenmarkt kleiner und tragbarer Geräte ist dieses Messprinzip ungeeignet. Ebenso wenig kommen Geräte infrage, die mit einer rechnerisch aufwendigen Fourier-Transformation das Spektrum aus der zeitlichen Abnahme des Messsignals ermitteln. Eine kostengünstige Lösung sind Zeilendetektoren aus Halbleitern, die den spektralen Fingerabdruck von Substanzen ähnlich wie eine Digitalkamera aufnehmen. Doch begrenzt die Anzahl der Sensorelemente entweder die spektrale Auflösung oder die Breite des Spektrums.

... mehr zu:
»Spektrometer


Einen Ausweg bieten Minispiegel, die samt aufgebrachtem Beugungsgitter wie ein Chip in Serie gefertigt werden können. Zwei Prototypen von damit ausgestatteten, einfach aufgebauten Spektrometern werden vom 13. bis 15. Mai auf der Messe Sensor in Nürnberg präsentiert. Das erste arbeitet im für die chemische Analyse wichtigen infraroten Bereich bei Wellenlängen zwischen drei und fünf Mikrometern. "Dank neuer Mikrotechnologien werden wir das Gerät mit Industriepartnern bald besonders kostengünstig produzieren können", versichert Dr. Thomas Otto von der Chemnitzer Abteilung Micro Devices and Equipment des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM. "Darüber hinaus legen wir es besonders robust aus, was bei mobilen Geräten wichtig ist." Der Spiegel von der Größe des kleinen Fingernagels schwingt etwa tausendmal pro Sekunde hin und her. Da dies seine Resonanzfrequenz ist, stören ihn äußere Kräfte kaum.

Einen weiteren Kostenfaktor stellt die Ansteuerung der Geräte dar, wie Bereichsleiter Dr. Heinrich Grüger vom Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS betont: "In unserem Spektrometer, das sich für verschiedene Spektralbereiche eignet, bewegt ein patentierter elektrostatischer Antrieb den Spiegel. Da bereits eine Spannung von 20 Volt ausreicht, lässt sich zur Ansteuerung ein Standard-CMOS-Chip verwenden. Er zeichnet auch die Spektren auf." Derzeit knüpfen die Forscher beider Institute Kontakte zu weiteren Industriepartnern, um noch leistungsfähigere Spektrometer zu entwickeln.

Dr. Johannes Ehrlenspiel | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://web.pb.izm.fhg.de/izm/DE/040_Publications/040_Press/145_MIS_HM.html
http://www.ipms.fraunhofer.de
http://www.fraunhofer.de/mediendienst

Weitere Berichte zu: Spektrometer

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Weltneuheit im Live-Chat erleben
25.05.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Neue Schaltschrank-Plattform für die Energiewelt
24.05.2018 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics