Optische Sensoren

„Dunkelstrom“ ist ein natürliches Phänomen, das einen geringen elektrischen Strom verursacht, selbst wenn eine Fotodiode kein Licht erkennt. In gut konstruierten Fotodioden wird dieser intern erzeugte Strom auf ein Minimum reduziert. Das Ergebnis ist eine Verbesserung der Sensorleistung durch Reduzierung des Rauschens und Erhöhung der Genauigkeit der Lichterkennung.

Wir bieten eine Vielzahl von Gehäuseoptionen für Komponenten für die Oberflächenmontage (SMD) und die Durchgangslochmontage (THD), um den anspruchsvollsten Anwendungen zu entsprechen.

Wir setzen die Entwicklung robuster Sensorgehäusedesigns und Montageverfahren zur Erhöhung der Beständigkeit gegen korrosive Umgebungen fort. Unsere Sensoren sind so konstruiert, dass sie rauen Fabrikumgebungen standhalten und Herstellern helfen, die Arbeitssicherheit zu verbessern, Wartungskosten zu senken und die Produktivität zu steigern.

Unser spezialisiertes globales Team und unsere engagierten technischen Ressourcen haben TE Connectivity zum weltweit führenden Anbieter von Sensorinnovationen gemacht. Wir bieten Unterstützung und Beratung – von der Konzeption bis hin zum fertigen Produkt.

Sonnensensoren sind für die Navigationssysteme von Raumfahrzeugen unerlässlich. Diese einzigartigen Navigationsinstrumente bestimmen die Position unserer Sonne, indem sie Daten von zwei Achsen verwenden, um einen Satelliten auszurichten. Sie helfen bei der Lageregelung und richten die Solarzellen für eine maximale Stromerzeugung aus. Diese kleinen und leichten Geräte können helfen, Fehler zu erkennen und Komponentenfehler zu identifizieren, indem sie Informationen über Datenabweichungen liefern. Sie sind entscheidend für die Kalibrierung der Bord-Gyroskope und helfen den Satelliten, sich nach einer Fehlfunktion des Systems wieder zu orientieren.

• Die Glasfaserkommunikation beruht auf Fotodioden, um Lichtenergie proportional zur Lichtintensität in elektrische Energie umzuwandeln. Dies ermöglicht eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung über große Entfernungen.
  
• Die optische Freiraumkommunikation (Free Space Optical Communication, FSOC) ermöglicht eine drahtlose, sichere Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung durch die freie Luft, den Weltraum oder das Vakuum. Wie bei der Glasfasertechnik werden modulierte Lichtimpulse übertragen, die Daten an einen Empfänger übertragen.

• Infrarot-Thermometer erkennen die Infrarotstrahlung eines Objekts und wandeln sie in ein elektrisches Signal um, das als Temperatur angezeigt werden kann.
  
• Bei der Pulsoximetrie werden photoelektrische Sensoren verwendet, die in einer nicht-invasiven Sonde, wie einem Clip oder einem Band, angebracht sind. Zwei LEDs mit unterschiedlichen Lichtfrequenzen werden durch das Gewebe des Patienten (Fingerspitze, Ohrläppchen oder andere Stelle) geführt, um die Mengen an sauerstoffreichem und sauerstoffarmem Blut zu bestimmen. Aus diesen Werten kann die Sonde den relativen Sauerstoffgehalt im Blut berechnen. Diese Methode wird weltweit in medizinischen Einrichtungen zur sicheren, komfortablen und effektiven Überwachung der Sauerstoffversorgung des Blutes eingesetzt.
• Intelligente Textilien verwenden integrierte Glasfasersensoren, um Dehnungen oder Verschiebungen zu messen. Beispielsweise können Instrumente die Atmung eines Patienten überwachen, indem sie die Belastung durch diese Sensoren messen. Ein Computer interpretiert die elektrischen Signale, die proportional zur Häufigkeit des Ausdehnens und Zusammenziehens der Lunge des Patienten sind, als dessen Atemfrequenz. Diese Technologie ist wichtig für die Überwachung der Vitalparameter von Patienten während MRT-Untersuchungen, bei denen keine elektronischen Sensoren verwendet werden können.

• Montagebänder sind mit optischen Sensoren ausgestattet, um die Position, Abmessungen, Zusammensetzung und/oder Ausrichtung von Komponenten zu überprüfen. Dies ist für den Automatisierungsprozess von entscheidender Bedeutung, da es die Montage und Inspektion ohne menschliches Eingreifen erleichtert.
  
• Autokollimatoren sind ein wesentlicher Bestandteil des aktiven Ausrichtprozesses, bei dem mit Hilfe von Optiken die Platzierung von Bauteilen durch Messung des Winkels oder der Intensität des reflektierten Lichts optimiert wird. Dieses Verfahren trägt dazu bei, die Produktleistung zu verbessern und die Anforderungen an die geometrische Genauigkeit zu verringern.
• Die Ellipsometrie hat sich zu einem wichtigen zerstörungsfreien und berührungslosen optischen Verfahren für die Analyse dünner Schichten entwickelt. Diese Materialschichten haben eine Dicke von Bruchteilen eines Nanometers bis zu mehreren Mikrometern. Sie werden eingesetzt, um die Eigenschaften von Komponenten, Halbleitern und sogar optischen Sensoren zu verbessern.

• Photovoltaik (PV)-Energie wird mithilfe von Fotodioden gesammelt, ähnlich denen in optischen Sensoren, die Lichtenergie direkt in elektrischen Strom umwandeln. Jede Fotodiode kann an einem klaren, sonnigen Tag 35 bis 70 Milliwatt erzeugen. Solarzellen, die aus miteinander verbundenen Fotodioden bestehen, können 1 bis 5 Watt erzeugen. Diese PV-Solarzellen werden dann zu Netzen verbunden und als modulare Solarmodule verkauft, die einzeln oder in PV-Solaranlagen verwendet werden können. Lichtmanagement für PV-Solaranlagen kann direkt durch den Einsatz von optischen Sonnensensoren zur Optimierung der Ausrichtung von Solaranlagen erreicht werden. Optische Sensoren werden auch eingesetzt, um die Effizienz von Linsen und Spiegeln zu analysieren, die das Sonnenlicht bündeln und so die Leistung von Solarzellen verbessern.
  
• Windkraftanlagen nutzen optische Sensoren, um ihre Sicherheit, Leistung und Zuverlässigkeit zu verbessern. Diese kostengünstigen Geräte überwachen kritische Komponenten und warnen frühzeitig vor Unwucht rotierender Teile sowie vor Materialverschleiß und -ermüdung. Diese Echtzeitüberwachung erhöht die Sicherheit und hilft, kostspielige Reparaturen und katastrophale mechanische Ausfälle zu vermeiden. Glasfaser-Gittersensoren messen Dehnung, Temperatur und Krümmung von Turbinenschaufeln zur vorausschauenden Wartung und Leistungsoptimierung.
• Bioenergie ist die drittgrößte erneuerbare Stromquelle der Welt. Dabei wird organisches Material (Biomasse) durch Verbrennung, bakteriellen Abbau oder Vergasung in Energie umgewandelt. Optische Sensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Überwachung der Bioenergieproduktion, einschließlich kontinuierlicher Überwachung, Benutzerfreundlichkeit, Designflexibilität, reduziertem Kontaminationsrisiko und Integration in intelligente Prozesse.
• Die CCUS-Technologie (Carbon Capture, Use and Storage) entfernt Kohlenstoff aus Abgasströmen von Verbrennungsanlagen und anderen industriellen Prozessen. Infrarotabsorptions- und laserbasierte Sensoren detektieren und quantifizieren Kohlendioxid (CO2) und Kohlenmonoxid (CO) in Abfallströmen vor und nach CO2-Abscheidungssystemen. Optische Sensoren werden auch zur Überwachung des atmosphärischen Kohlenstoffs und anderer Schadstoffbelastungen eingesetzt, um den Erfolg von Maßnahmen zur Verringerung der Umweltverschmutzung zu messen.

• Die Arzneimittelforschung ist ein Prozess, der darauf abzielt, die Identifizierung neuer potenzieller Arzneimittel zu beschleunigen. Optische Biosensoren können helfen, Targets für die Entdeckung neuer Wirkstoffe zu identifizieren und biomolekulare Interaktionen in Echtzeit zu analysieren.
  
• Optische Biosensoren werden eingesetzt, um Schadstoffe in Blut, Gewebe und Medikamenten zu erkennen. Sie sind entscheidend für die Sicherheit und Wirksamkeit von Medikamenten sowie für den Nachweis von Bakterien, Tumorzellen, Biomarkern, Medikamenten oder anderen Toxinen in Blut, Gewebe und Medikamenten.

• Eine Methode, Schießfertigkeiten ohne scharfe Munition zu trainieren, ist das Trockentraining mit Laser. Dabei werden Laserübungspatronen oder Schusswaffenattrappen verwendet, die bei Betätigung des Abzugs präzise Laserstrahlen erzeugen. Der Laserstrahl trifft das Ziel und zeigt genau an, wo der Schuss gelandet wäre. Dies ist ein nachhaltiges und kostengünstiges Mittel zur Verbesserung der Schießfertigkeiten durch die Erfassung von Daten über die Genauigkeit und Präzision von Schützen.
  
• Die Strafverfolgung aus der Luft ist eine einzigartige Anwendung von elektrooptischen und Infrarotsystemen (EO/IR), bei der mit speziellen Sensoren ausgestattete Drohnen zur Erkennung und Identifizierung von Zielen eingesetzt werden. Diese Systeme ermöglichen die Sicherheit von Passanten und Strafverfolgungsbehörden während der Festnahme von Verdächtigen.
• Schusserkennungssysteme verwenden akustische und optische Sensoren, um die Quelle und den Ort von Schüssen zu identifizieren. Optische Sensoren ermöglichen eine extrem schnelle Reaktion auf Schusswaffenentladungen, indem sie ein Mündungsfeuer erkennen und dessen Position schätzen. Einige Systeme verwenden Infrarotlicht, um die Leistung optischer Sensoren bei schlechten Lichtverhältnissen zu verbessern. In bestimmten Fällen können die Sensoren Informationen über die Geschwindigkeit und die Flugbahn des Geschosses liefern, die bei der Identifizierung der abgefeuerten Waffe hilfreich sein können.
• Grenzüberwachungssysteme verwenden optische Sensoren, um Bewegungen und Temperaturschwankungen zu erkennen, die auf die Anwesenheit lebender Organismen hinweisen. Nachtsichtsysteme ermöglichen den Einsatz bei schlechten Lichtverhältnissen. Das lineare Bodenerkennungssystem (Linear Ground Detection System, LGDS) verwendet ein System von verteilten Sensoren, die über Glasfaserkabel miteinander verbunden sind, um Aktivitäten wie Personen, Fahrzeugbewegungen und tieffliegende Flugzeuge zu lokalisieren und zu klassifizieren. Grabungen, Schüsse und andere verdächtige Ereignisse können ebenfalls überwacht und untersucht werden.
• Kriegsschiffe der Marine verwenden optische Sensoren, um der Besatzung ein besseres Verständnis ihrer Umgebung zu vermitteln, Ziele zu bewerten und das Überleben des Schiffes zu ermöglichen. Diese optischen Sensoren sind entscheidend, um Bedrohungen zu erkennen und Ziele in der Luft zu identifizieren. Autonome Navigationssysteme, die optische Sensoren verwenden, um Kollisionen zu vermeiden und den Kurs zu halten, werden zunehmend in der Seekriegsführung eingesetzt.