Anwendungsbeispiele
Infrarot-Detektoren und Module
für den Spektralbereich 2-16 µm
Gasanalyse
Die einzigartige Funktionalität der VIGO-Produkte wird vor allem auf dem Markt der Analysatoren für flüchtige Stoffe sehr geschätzt. Die Detektoren werden zur Überwachung von Prozessgasen in der Chemie-, Raffinerie-, Energieerzeugungs-, Lebensmittel- und Aerosolindustrie eingesetzt. Fotodioden und Fotowiderstände arbeiten als Teil von hochempfindlichen optoelektronischen Analysegeräten, deren Strahlungsquelle mittel- und langwellige Quantenkaskadenlaser (QCLs) sind. Geräte mit VIGO-Detektoren werden als elektronische „Nasen“ eingesetzt – sie können sehr kleine Konzentrationen (ppb und ppt) von chemischen Substanzen in einem Gemisch messen. Neben der Analyse von Prozessgasen eignen sich solche Systeme hervorragend für die Analyse unerwünschter Dämpfe, wie Schadstoffe und gefährliche oder brennbare Verbindungen, sowie für die Qualitätskontrolle – zum Auffinden von Austritten und Leckagen. Ein unschätzbarer Vorteil der optischen Detektionsmodule ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen. Solche Geräte können in explosionsgefährdeten Bereichen belassen werden, und die Messungen können von einem sicheren Ort aus durchgeführt werden.
Kontrolle und Kalibrierung der Laserleistung
Leistungsstarke Laserquellen, hauptsächlich CO2-Hochleistungslaser und Festkörperlaser, werden seit vielen Jahren zur schnellen und präzisen Bearbeitung harter Materialien, zum großformatigen Schneiden, Gravieren, Reinigen und Schweißen eingesetzt. Diese Quellen arbeiten im mittleren Infrarotbereich, da die hohe Absorptionsfähigkeit dieser Art von Strahlung eine berührungslose Veränderung von Materialien durch Erwärmung ermöglicht. Eine natürliche Folge dieser Situation ist die Nachfrage nach Sensoren, die im gleichen Spektralbereich wie Laser arbeiten und die Kontrolle der Strahlleistung und -position ermöglichen. VIGO System bietet eine breite Palette von langlebigen IR-Detektoren an, die für den Wellenlängenbereich von 2 bis 16 µm optimiert sind. Die fabrizierten Strukturen zeichnen sich durch eine geringe Wärmekapazität und einen unbedeutenden Einfluss des thermischen Signals auf das optische Signal aus. Je nach den Anforderungen des Kunden sind verschiedene Größen der aktiven Fläche verfügbar. Das VIGO-Forschungsteam entwickelt auch lineare oder quadratische Mehrkomponenten-Detektoren, die sich ideal für die Positionierung von Strahlungsquellen eignen.
Kontrolle der Wasserqualität in Echtzeit
Der Zugang zu sauberem Trinkwasser ist für viele Bewohner der Erde immer noch ein Luxus. Selbst in Gebieten, in denen reichlich H2O zur Verfügung steht, gibt es ein Problem mit der Analyse der Substanz, bevor es konsumiert wird. Hinzu kommt, dass die Gefahr der vorsätzlichen Vergiftung von Wasserreservoirs durch terroristische Gruppen zunimmt, was in Kombination mit der langsamen Funktionsweise der herkömmlichen Instrumente zur Flüssigkeitsanalyse dazu führen kann, dass die Gefahr nicht schnell genug erkannt wird. Die derzeitige Situation soll sich dank des WaterSpy-Projekts, das von VIGO System mitbetrieben wird, ändern. Im Rahmen dieses Projekts, an dem 9 europäische Unternehmen beteiligt sind, wird eine Technologie zur photonischen Analyse von Flüssigkeiten entwickelt. Das im Bau befindliche Gerät, das sowohl genau als auch handlich sein wird, besteht aus fasergekoppelten QCLs und Detektoren, die von VIGO System geliefert werden. Dank des Einsatzes der ATR-Spektroskopie soll ein sehr gutes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt werden, und die Methode wird keine Vorreinigung der Proben vor der Messung erfordern. In Anbetracht des derzeitigen Stands der Arbeiten können wir sagen, dass die Detektoren von VIGO System schon bald die Versorgung der Bürger mit sauberem und erfrischendem Wasser gewährleisten werden.
Analyse der Temperaturverteilung in sich schnell bewegenden Objekten
Die unschlagbare Schnelligkeit und Empfindlichkeit der Detektoren von VIGO System macht sie für Anwendungen nützlich, bei denen die Reaktionszeit eine Frage der Sicherheit von Hunderten von Menschen ist und mögliche Ausfälle und Verspätungen zu enormen Geldverlusten führen können. Eine der Hauptanwendungen der PV-Fotodioden, die das Herzstück der Detektionsmodule sind, ist die Messung der Temperatur von Zuggarnituren. Es gibt verschiedene Arten von Wärmesensoren auf dem Markt, aber die einzigartigen Produkte von VIGO System übertreffen die anderen Geräte, die auf pyroelektrischen Körpern, Bolometern und Thermoelementen basieren, in Bezug auf die Reaktionszeit, die Erfassungsgrenze und die Beständigkeit gegen äußere Bedingungen. Die in die zwischen den Schienen installierten Geräte eingebauten Detektoren ermöglichen eine berührungslose Echtzeitmessung der Temperatur von Rädern, Bremsen, Stoßdämpfern und Fahrgestellen von Zuggarnituren. Informationen über mögliche Überhitzungen werden sofort an die zuständigen Stellen weitergeleitet. Die Detektoren werden auch eingesetzt, um das gesamte rollende Material zu scannen, bevor ein Zug in einen Tunnel einfährt. Die unbestreitbaren Vorteile der Produkte von VIGO System haben dazu geführt, dass sie in ganz Europa zum Schutz der Zugreisenden eingesetzt werden.
Medizinische Anwendungen
Es bestehen große Hoffnungen, dass die Detektoren des VIGO-Systems in medizinischen Anwendungen gute Dienste leisten werden. Es genügt zu sagen, dass die polnischen Sensoren eine absolut nicht-invasive Blutanalyse ermöglichen. Es wurden erfolgreiche Versuche zur Messung der Sauerstoffsättigung, des Blutflusses und sogar des Glukosegehalts dokumentiert, und zwar mit einer Fehlerquote, die mit der von herkömmlichen Glukosemessgeräten vergleichbar ist. All dies wurde mit Hilfe von Infrarotdetektoren erreicht, die das Spektrum der Laserstrahlung analysieren, die von Teilen des menschlichen Körpers reflektiert wird, die mit großen Mengen an Blut versorgt werden.
Es gibt auch kommerziell erhältliche Geräte auf dem Markt, die die von VIGO System entwickelten Technologien nutzen. Es handelt sich dabei um Geräte zur Analyse der Ausatemluft. Sie ermöglichen die Bestimmung des Gehalts an Tumormarkern oder die Diagnose von Asthma oder Lebererkrankungen. Solche Geräte können auch zur Überwachung der Luftzusammensetzung in Operationssälen eingesetzt werden. Darüber hinaus werden die von VIGO System gelieferten Detektoren zur Kontrolle der Leistung und Positionierung von Laserstrahlen verwendet, die von Chirurgen, Zahnärzten oder Dermatologen eingesetzt werden.
Anwendungen im Automobilbereich
Immer strengere Normen für den Gehalt an Kohlendioxid, Stickoxiden und Stäuben in Autoabgasen zwingen die Fahrzeughersteller zum Einsatz präziser und zuverlässiger Gasanalysatoren. Das schafft eine Nachfrage nach Spektroskopen, die höchste Genauigkeit garantieren. Um den Anforderungen des Marktes gerecht zu werden, bietet VIGO System HgCdTe-Detektoren an, die perfekt für die Spektralanalyse geeignet sind und eine hohe Empfindlichkeit in einem breiten Wellenlängenbereich von 2 bis 16 µm aufweisen. Sie ermöglichen die Detektion aller Brennstoffverbrennungsprodukte, da die Absorptionslinien der gesuchten Substanzen in den Bereich der von den Geräten detektierten Wellenlängen fallen. Auf diese Weise können die Konzentrationen von CO2, CO, NOX und Kohlenwasserstoffen überwacht werden. Dank der ausgezeichneten Empfindlichkeit können Auflösungen von einem einzigen ppm oder sogar ppt erreicht werden, was eine ultrapräzise Schätzung der Spurenmenge einer Substanz bedeutet. Es ist hervorzuheben, dass die Nachweisgrenzen der VIGO-Geräte im weltweiten Spitzenbereich liegen und die grundlegenden BLIP-Grenzwerte erreichen.
