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 Digitalisierung von HR-Prozessen – tisoware auf der Personal Nord und Süd
21.03.2017 | tisoware Gesellschaft für Zeitwirtschaft mbH

nachricht Hochauflösende Laserstrukturierung dünner Schichten auf der LOPEC 2017
21.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen