月: 2023年6月

Was ist eine FPD-Herstellungsausrüstung?

Die FPD-Herstellungsausrüstung ist ein Sammelbegriff für alle Geräte, die zur Herstellung von Flachbildschirmen (FPDs) verwendet werden.

FPDs sind flache, dünne Anzeigegeräte, die die früher zur Bildprojektion verwendeten Kathodenstrahlröhren ersetzen.

Die Produktion dieser FPDs umfasst 20-30 verschiedene Prozesse, von der Entwicklung der Schaltkreise bis zur Prüfung, ob das Bild vor der Auslieferung projiziert wird. Für die FPD-Herstellungsausrüstung ist jedoch eine Technologie erforderlich, die Glassubstrate mit hoher Geschwindigkeit und Präzision verarbeiten kann.

Anwendungen der FPD-Herstellungsausrüstung

Die FPD-Herstellungsausrüstung wird dort eingesetzt, wo Produkte mit dünnen Videobildschirmen hergestellt werden.
Wenn man hört, dass sie Kathodenstrahlröhren ersetzen, denkt man in der Regel an Fernsehgeräte, aber sie werden auch in vielen anderen Produkten verwendet.

Beispiele sind Laptops, Smartphones und Tablet-Geräte. Durch ihre dünne und leichte Bauweise sind FPDs weit verbreitet und in unzähligen Alltagsanwendungen zu finden.

Funktionsweise der FPD-Herstellungsausrüstung

Bei der Herstellung von FPDs gibt es 20-30 Verfahren, die sich grob in zwei unterteilen lassen.
Das erste ist das Array-Verfahren, bei dem das Substrat und die für das FPD erforderlichen Schaltkreise hergestellt werden und der Array-Schaltkreis entsteht.
Dieser Prozess erfordert ein hohes Maß an Präzision, da der Array-Schaltkreis nicht funktioniert, wenn es Probleme mit dem Schaltkreis, Verunreinigungen auf dem Substrat oder auch nur die geringste Abweichung gibt, z. B. wenn die Fotomaske nicht fest zusammengesetzt ist.
Ein weiteres Verfahren ist das Farbfilterzellenmodulverfahren, bei dem Polarisationsplatten und andere Komponenten an den Array-Schaltungen angebracht werden, um das FPD zu vervollständigen.
Alle diese Prozesse werden im Wesentlichen maschinell durchgeführt, und die erforderlichen Geräte sind völlig unterschiedlich.

Daher ist die für jedes Verfahren erforderliche Technologie sehr unterschiedlich und das Verfahren recht komplex.

Die Entwicklung von FPDs wird ohne die Entwicklung der Technologie in jedem Prozess nicht möglich sein, aber die Entwicklung der Technologie wird es ermöglichen, Produkte herzustellen, die von den Verbrauchern leichter akzeptiert werden, wie z.B. Produkte mit großen Bildschirmen, die dünner sind und zu niedrigeren Preisen angeboten werden können.

Was ist eine PIN-Fotodiode?

Eine PIN-Fotodiode ist eine Art von Fotodiode, die eingestrahltes Licht in ein elektrisches Signal umwandelt.

Es gibt drei Haupttypen von Fotodioden: PN-Fotodioden, PIN-Fotodioden und APD (Avalanche-Fotodioden). Die PIN-Photodiode hat eine Struktur, bei der ein isolierender intrinsischer Halbleiter (I-Typ-Halbleiter) zwischen den P- und N-Typ-Halbleitern eingefügt ist.

Im Vergleich zu PN-Fotodioden, die aus einer PN-Kopplung zwischen P- und N-Typ-Halbleitern bestehen, zeichnen sich PIN-Fotodioden durch eine schnellere Reaktionszeit von der Lichteinstrahlung bis zur Umwandlung in ein elektrisches Signal aus.

Anwendungen von PIN-Fotodioden

PIN-Fotodioden zeichnen sich durch ihre hohe Empfindlichkeit und schnelle Reaktionszeit aus und sind die am häufigsten verwendeten Fotodioden.

Sie werden insbesondere als lichtempfangende Elemente in CCD- und CMOS-Sensoren in Digitalkameras, optischen Abtastern für CDs und DVDs, Fernbedienungsempfängern, Empfängern in optischen Kommunikationssystemen, Lichtdetektoren wie Photometern und Belichtungsmessern, Strichcode-, Schriftzeichenlesern, Sonnenlicht- und Tunnelsensoren für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, Röntgendetektoren und Röntgen- und Strahlungsdetektoren verwendet.

Funktionsweise von PIN-Fotodioden

Eine PIN-Fotodiode besteht aus einem P-Typ-Halbleiter und einem N-Typ-Halbleiter, zwischen denen sich ein isolierender I-Typ-Halbleiter befindet.

Der Bereich des P-Halbleiters ist der lichtempfindliche Bereich, die Seite des N-Halbleiters ist die Substratseite und der Bereich des I-Halbleiters ersetzt die Verarmungsschicht und wird zum lichtabsorbierenden Bereich. Die P-Schicht ist sehr dünn, um den Lichtempfang im Inneren zu erleichtern und die I-Schicht, die die lichtabsorbierende Schicht darstellt, ist relativ dick.

Wenn eine negative Vorspannung an der P-Seite und eine positive Vorspannung an der N-Seite angelegt wird, bewegen sich die Löcher in der P-Schicht zur negativen Seite und die Elektronen in der N-Schicht zur positiven Seite und die Zwischenschicht wird zu einer Verarmungsschicht mit fast keinen Ladungsträgern; da es in der I-Schicht keine Ladungsträger gibt, nimmt die Breite der Verarmungsschicht um die Dicke der I-Schicht zu.

Wird Licht mit einer Energie oberhalb der Bandlücke von der Seite der P-Schicht eingestrahlt, werden die Elektronen zu freien Elektronen angeregt und in ihrem Kielwasser entstehen Löcher. Die in der Verarmungsschicht erzeugten Elektronen wandern in die N-Schicht und die Löcher in die P-Schicht, wodurch in der PIN-Fotodiode ein Fotostrom fließt. Die Höhe des Stroms ist proportional zur Intensität des einfallenden Lichts.

Bei PIN-Fotodioden wird die breite Verarmungsschicht, die durch die I-Schicht gebildet wird, in Sperrichtung vorgespannt, was zu einer schnelleren Ladungsträgerübertragungsgeschwindigkeit als bei PN-Fotodioden und zu einer schnelleren Reaktionsgeschwindigkeit als Fotosensor führt. Auch die Empfindlichkeit ist aufgrund der breiten Verarmungsschicht, die den lichtabsorbierenden Bereich darstellt, höher.

Was ist eine Methanol-Brennstoffzelle?

Methanol-Brennstoffzellen sind eine Art von Brennstoffzellen, die Methanol direkt als Brennstoff verwenden.

Brennstoffzellen werden in der Regel mit Wasserstoff betrieben, aber die Einführung von Brennstoffzellen war eine Hürde, da für die Erzeugung von Wasserstoffgas große Anlagen erforderlich sind und die Kosten für den Transport und die Lagerung von explosivem Wasserstoffgas hoch sind.

Da Methanol jedoch flüssig ist, kann es in einem kleineren Volumen als Wasserstoffgas gelagert werden, was eine Verkleinerung der Brennstoffzellen ermöglicht. Außerdem ist es einfacher zu handhaben als Wasserstoffgas, was die Einführung von Brennstoffzellen erleichtert. Aus diesen Gründen werden Anwendungen z. B. in mobilen Geräten erwartet.

Anwendungen von Methanol-Brennstoffzellen

Methanol-Brennstoffzellen können wie normale Batterien verwendet werden, sofern die Batterien Strom erzeugen können.

Derzeit wird von Benzin- auf Brennstoffzellenfahrzeuge umgestellt, um die Kohlendioxidemissionen zu verringern, aber die meisten aktuellen Brennstoffzellenfahrzeuge werden mit Wasserstoff betrieben. Der Grund dafür ist, dass die Stromerzeugung mit Methanol-Brennstoffzellen noch einige Probleme aufweist.

Wenn sich Methanol-Brennstoffzellen jedoch immer mehr durchsetzen, könnten sie zur Stromversorgung von Autos und kleineren wiederaufladbaren Batterien, wie z. B. in Smartphones, eingesetzt werden.

Funktionsweise von Methanol-Brennstoffzellen

Es gibt zwei Haupttypen von Methanol-Brennstoffzellen, die direkten und reformierten Brennstoffzellen:

1. Direkt-Methanol-Brennstoffzellen

Diese Brennstoffzellen verwenden Methanol als direkten Brennstoff und werden allgemein als Methanol-Brennstoffzellen bezeichnet. Sie bestehen aus einer Brennstoffelektrode (Anode), an der das Methanol reagiert und einer Luftelektrode (Kathode), an der der Sauerstoff aus der Luft reagiert. 

Die Wirkung eines Katalysators wie Platin in der Brennstoffelektrode bewirkt, dass das Methanol in der wässrigen Methanollösung reagiert und Elektronen erzeugt, die so lange reagieren, wie der Brennstoff reicht. Durch die Erzeugung von Strom bei gleichzeitiger Bereitstellung von Methanol kann der Brennstoff über einen langen Zeitraum genutzt werden.

2. Methanol-Brennstoffzellen mit Reformierung

Unter Reformierung versteht man die Extraktion von Wasserstoff aus Methanol. Der extrahierte Wasserstoff wird als Brennstoff zur Stromerzeugung verwendet. Das Prinzip der Stromerzeugung ist also genau dasselbe wie bei allgemeinen wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen, aber da der Ausgangsstoff Methanol ist, werden diese Zellen manchmal auch als Methanol-Brennstoffzellen bezeichnet.

Bei der Methanolreformierung wird Methanol mit Wasserdampf vermischt und reagiert mit einem Katalysator wie Kupfer, Zinkoxid oder Aluminiumoxid, der es schließlich in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt.

Da es sich um eine endotherme Reaktion handelt, muss von außen Wärme zugeführt werden, damit die Reaktion ablaufen kann. Vorzugsweise wird die Reaktion bei hohen Temperaturen durchgeführt, um den Verlauf der Reaktion zu beschleunigen, aber die katalytische Aktivität der oben genannten Katalysatoren wird bei Temperaturen über 300 °C deaktiviert.

Weitere Informationen zu Methanol-Brennstoffzellen

1. Merkmale von Methanol-Brennstoffzellen

Typische Merkmale von Methanol-Brennstoffzellen sind:

• Geringe Größe
• Geringe Installationskosten
• Geräuscharmer Betrieb
• Geringer Wartungsaufwand

Während bei allgemeinen Brennstoffzellen auch ein Wasserstofftank vorgesehen werden muss, können Methanol-Brennstoffzellen kleiner gebaut werden, da kein Wasserstofftank erforderlich ist. Außerdem drehen sie keine Turbine wie bei der thermischen oder nuklearen Stromerzeugung, so dass sie Strom mit einem leisen Betriebsgeräusch erzeugen.

2. Herausforderungen von Methanol-Brennstoffzellen

Bei Methanol-Brennstoffzellen wird der Katalysator auf der Anodenseite, der mit der wässrigen Methanollösung in Kontakt kommt, durch das Zwischenprodukt Kohlenmonoxid verunreinigt, was zu einer verminderten Reaktivität führt. Dies verkürzt auch die Lebensdauer der Brennstoffzelle selbst.

Eine weitere große Herausforderung ist das Methanol-Crossover-Phänomen, bei dem Methanol in den Elektrolyten eindringt und die Luftelektrode erreicht, was zu einer Verringerung der Stromerzeugungseffizienz und der Batteriespannung führt. Brennstoffzellen, die Methanol verwenden, das billig und leicht zu stabilisieren ist, aber eine kurze Lebensdauer hat, werden noch einige Zeit brauchen, um sich durchzusetzen.

Was ist ein Feststoffkondensator?

Feststoffkondensatoren sind eine Art von Kondensator, bei dem ein fester Elektrolyt in Kontakt mit einem Dielektrikum steht.

Herkömmliche Kondensatoren verwenden einen flüssigen (nassen) oder pastösen (trockenen) Elektrolyten, der zwar kostengünstiger ist, aber Probleme mit dem Austrocknen des Elektrolyten, Leistungseinbußen aufgrund von Leckagen und Anfälligkeit gegenüber Temperaturschwankungen mit sich bringt.

Bei Feststoffkondensatoren wird ein fester Elektrolyt verwendet, der das Austrocknen und Auslaufen verhindert und die Temperaturwechsel- und Reaktionsfähigkeit verbessert.

Anwendungen für Feststoffkondensatoren

Feststoffkondensatoren werden in Computern eingesetzt, insbesondere im Umfeld von CPUs, die bei hohen Temperaturen arbeiten und Zuverlässigkeit und Spannungsfestigkeit erfordern.

Feststoffkondensatoren werden grob in unpolare und polare Kondensatoren eingeteilt, wobei erstere aus Keramik oder Kunststofffolien und letztere aus leitfähigen Polymeren oder Mangandioxid bestehen.

Aufgrund des jüngsten Trends zur Miniaturisierung und Hochintegration hat man sich auf Kondensatoren aus organischen Polymeren konzentriert, die kompakt sind und eine hohe Kapazität erreichen können, und die Entwicklung wird gefördert.

Merkmale von Feststoffkondensatoren

Feststoffkondensatoren bestehen aus Elektroden, Dielektrikum und Elektrolyt, die entsprechend der erforderlichen Kapazität gestapelt werden.

Nichtpolarisierte Feststoffkondensatoren verwenden Metall für die Elektroden, Titandioxid oder Folie als Dielektrikum und benötigen keinen Elektrolyten. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie in Wechselstromkreisen verwendet werden können, da keine Polarität besteht und sowohl positive als auch negative Spannung angelegt werden kann. Diejenigen, die Kunststofffolien verwenden, sind besonders teuer, haben aber eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und eignen sich daher für Produkte mit hoher Hitzebeständigkeit, wie z. B. Mobiltelefone.

Feststoffkondensatoren hingegen sind gepolt, wodurch die Richtung der Spannung begrenzt wird. Als Elektroden werden Metalle, Graphit und andere Materialien verwendet, Metalloxide als Dielektrika und leitfähige Polymere und Mangandioxid als Elektrolyte.

Obwohl gepolte Feststoffkondensatoren Nachteile haben, wie z. B. eine geringere Nennspannung als nicht gepolte Kondensatoren, setzen sie sich immer mehr durch, insbesondere solche, die leitfähige Polymere verwenden, da sie ebenfalls eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit, eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine geringe Wärmeentwicklung des Kondensators selbst aufweisen und die Möglichkeit bieten, große Kapazitäten zu entwickeln. Insbesondere die Verwendung leitfähiger Polymere wird zum Mainstream.

Was ist ein digitales Zangenmessgerät?

Ein digitales Zangenmessgerät funktioniert auf digitale Weise; einige Messgeräte messen Strom und andere Parameter durch Abklemmen elektrischer Leitungen mit einer digitalen Anzeige, während andere in regelmäßigen Zeitabständen (z. B. dreimal pro Sekunde) digitale Werte abtasten und diese im Speicher aufzeichnen.

Einige Zangenmessgeräte messen automatisch Maximal-/Minimalwerte und Abweichungen und sind mit einer Spitzenwert-Haltefunktion ausgestattet, um die Anzeige auf dem Maximal-/Minimalwert zu fixieren.

Anwendungen digitaler Zangenmessgeräte

Digitale Zangenmessgeräte werden hauptsächlich zur Strommessung verwendet, um die Ursache eines Problems zu ermitteln oder um Geräte regelmäßig zu überprüfen und nicht zur ständigen Messung von Stromwerten und dergleichen.

Bei Strommessungen vor Ort besteht der Vorteil darin, dass stromführende Drähte und Kabel durch Abklemmen gemessen werden können, ohne dass sie abgeklemmt werden müssen (d. h. Klemmen und andere Anschlüsse entfernt werden müssen).

Einige Zangenmessgeräte sind auch mit Prüffunktionen ausgestattet, wie z. B. digitale Gleich-/Wechselstrom-, Ableitstrom- und Spannungsmessung sowie Durchgangsprüfung von Widerstandsmessungen.

Funktionsweise digitaler Zangenmessgeräte

Die Funktionsweise eines digitalen Zangenmessgeräts ist dasselbe wie das eines herkömmlichen Zangenmessgeräts: Das vom Strom erzeugte Magnetfeld wird von einem Sensor erfasst und in Strom umgewandelt.

Einige digitale Zangenmessgeräte verfügen über eine eingebaute Datenerfassungsfunktion, die nicht nur kontinuierlich Stromwerte, Spannungen usw. misst, sondern auch die Messdaten in festgelegten Zeitintervallen zusammen mit der gemessenen Zeit im Speicher aufzeichnet. Einige sind auch mit einer Funktion zur Übertragung der Daten über Bluetooth ausgestattet.

Die aufgezeichneten Daten können in Excel importiert und grafisch dargestellt werden und mit speziellen Anwendungen können Trends analysiert und Fehlerursachen untersucht werden. Digitale Zangenmessgeräte ermöglichen eine einfache und schnelle Messung für die temporäre oder Notfallüberwachung.

Sie werden daher häufig für die Wartung, Inspektion und Fehlerdiagnose von Geräten verwendet und kommen häufig in Fabriken und Werksanlagen zum Einsatz, da die Geräte selbst leicht und einfach zu transportieren sind.

Was ist ein digitaler Durchflussmesser?

Ein digitaler Durchflussmesser (englisch: Digital Flow Meter) ist ein Durchflussmesser, der die Ergebnisse seiner Messungen als digitales Signal überträgt. Ein Durchflussmesser ist übrigens ein Instrument, das die Masse oder das Volumen eines Fluids, z. B. eines Gases, einer Flüssigkeit oder eines Dampfes, pro Zeiteinheit misst.

Der von einem Durchflussmesser gemessene Wert ändert sich ständig, wenn die Flüssigkeit fließt. Das Messgerät wandelt die analogen Werte dieser kontinuierlichen Messungen in digitale Werte um und überträgt sie. Einige Durchflussmesser verfügen über ein Anzeigegerät und einen Transmitter (digitaler Signalgeber), die am Durchflussmesser selbst angebracht sind, während andere ein separates Anzeigegerät und einen Transmitter haben.

Anwendungen digitaler Durchflussmesser

Digitale Durchflussmesser können nicht nur zur visuellen Kontrolle des vom Durchflussmesser gemessenen Momentanwerts verwendet werden, sondern auch zur Übermittlung des Durchflusswerts als Daten an verschiedene Steuergeräte zur Durchflussregelung mit Hilfe eines Durchflussregelventils in einem Steuersystem oder zur Verbrauchsüberwachung durch Akkumulation der ausgegebenen summierten Durchflussdaten. Das System kann auch zur Überwachung des Verbrauchs durch Aufsummierung der ausgegebenen Gesamtdurchflussdaten verwendet werden.

Darüber hinaus können die oberen und unteren Durchflussgrenzen überwacht, Alarme ausgegeben und angezeigt werden und das Kontrollsystem kann den Flüssigkeitsstrom absperren.

Sie werden daher häufig in verschiedenen Anlagen und flüssigkeitsverarbeitenden Produktionsstätten eingesetzt, in denen Durchflussdaten für die Automatisierung und Steuerung verwendet werden.

Funktionsweise der digitalen Durchflussmesser

Die Funktionsweise eines digitalen Durchflussmessers besteht darin, dass z. B. bei einem Turbinendurchflussmesser ein in der Rohrleitung installiertes Flügelrad (Rotor) durch die Flüssigkeit in Drehung versetzt wird, die wiederum einen am Flügelrad befestigten Magneten in Drehung versetzt. Der Magnet dreht sich proportional zur Strömungsgeschwindigkeit und die Anzahl der Umdrehungen wird von einer Aufnehmerspule (einem berührungslosen Reed-Schalterelement im Gehäuse) erfasst, die von einem Wandler in ein für die Fernübertragung geeignetes Impulsfolgensignal umgewandelt und ausgegeben wird.

Dieses Impulssignal (digitales Signal) wird fallweise ausgegeben und in regelmäßigen Zeitabständen (z. B. 1 bis 100 mal/s) als digitale Werte abgetastet (d. h. Messzeit und Messwert werden als Daten extrahiert). Die abgetasteten digitalen Daten werden zusammen mit der Messzeitinformation übertragen und ausgegeben oder die digitalen Daten werden als gleitender Durchschnitt verarbeitet oder integriert und ausgegeben.

In jüngster Zeit sind einige Messumformer mit einem Mikroprozessor ausgestattet und werden mit einem intelligenten Messumformer geliefert, der neben der Erfassung, Speicherung und Berechnung auch Entscheidungs- und Kommunikationsfunktionen hat und mit dem Feldbus (einem digitalen Kommunikationssystem, das den bidirektionalen Signalaustausch ermöglicht) kompatibel ist.

Der Einsatz dieser digitalen Messumformer ermöglicht die Steuerung von Flüssigkeiten auf der Grundlage genauer Werte und Informationen, was eine breite Palette von Prozesssteuerungsmöglichkeiten eröffnet.

Was ist ein Impulstrenner?

Ein Impulstrenner ist ein Gerät mit einem Eingang und einem Ausgang und bezeichnet die Einrichtung, die das Impulssignal umwandelt und verteilt. Impulstrenner formen intern die Impulssignale, die von den an der Eingangsseite angeschlossenen Geräten empfangen werden. Das Gerät gibt das geformte Impulssignal an das Gerät aus, das an der Ausgangsseite angeschlossen ist.

Da die Eingangs- und die Ausgangsseite innerhalb des Impulstrenners isoliert sind, kann er auch dann problemlos eingesetzt werden, wenn das Potenzial der Eingangsseite von dem der Ausgangsseite abweicht. Darüber hinaus werden die Auswirkungen von Rauschen usw., die auf der Eingangsseite erzeugt werden, nicht auf die Ausgangsseite übertragen.

Bei der Eingabe der Messergebnisse von Industrie- oder Messgeräten in ein anderes Datenverarbeitungsgerät ist eine direkte Eingabe nicht möglich, wenn die Signalpegel, Tastverhältnisse usw. unterschiedlich sind.

In diesem Fall ist ein Impulstrenner ein Gerät, das die Signalspezifikationen anpasst und das Signal zwischen den Geräten weiterleitet.
Impulstrenner fungieren auch als Signalverteiler bei der Eingabe von Messdaten in mehrere Geräte.

Anwendungen von Impulstrennern

Impulstrenner werden eingesetzt, wenn Impulssignale von Messgeräten, die Impulse ausgeben, wie z. B. Drehgeber, die die Motordrehung erfassen, Durchflussmesser, Wattstundenzähler, Zähler und Näherungsschalter, in ein anderes Gerät, wie z. B. eine SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) oder ein Anzeigegerät eingegeben werden, Die Eingangsimpulse werden in ein für das Zielgerät geeignetes Impulssignal umgewandelt und ausgegeben.

Der Impulstrenner teilt auch das in den Impulstrenner eingegebene Signal für die Eingabe in zwei Systeme von SPSen oder Anzeigegeräten und gibt es aus. Da das Innere des Impulstrenners isoliert ist, kann er auch dann problemlos eingesetzt werden, wenn die Potenziale der Eingangs- und Ausgangsseite unterschiedlich sind. Er hat auch die Aufgabe, das auf der Eingangsseite erzeugte Rauschen zu isolieren, damit es nicht auf die Ausgangsseite übertragen wird.

Als solche sind sie sehr wirksame Vorrichtungen, wenn es darum geht, Schaltungen auf der Eingangsseite von Schaltungen auf der Ausgangsseite elektrisch zu trennen. Die Isolierung der Stromkreise stellt beispielsweise sicher, dass, selbst wenn die Eingangsseite durch einen Fehler usw. beschädigt wird und ein anormaler Strom erzeugt wird, die Stromkreise und Geräte auf der Ausgangsseite nicht beeinträchtigt werden und geschützt sind.

Merkmale von Impulstrennern

Impulstrenner zeichnen sich dadurch aus, dass sie dazu dienen, Signale mit unterschiedlichen elektrischen Spezifikationen zu verbinden und zu verteilen und sie verfügen über eine Reihe von Signalumwandlungsfunktionen. Aus diesem Grund können die Eingangs- und Ausgangsspezifikationen von Impulstrennern durch die internen Einstellungen des Geräts beliebig verändert werden. Dadurch kann eine Vielzahl von Impulssignalen umgewandelt und angeschlossen werden.

Die erste Funktion eines Impulstrenners ist die Umwandlung und Übertragung von Logiksignalen mit unterschiedlichen Pegeln. Bei der Übertragung von Signalen müssen die Eingangs- und Ausgangssignalpegel aufeinander abgestimmt sein. Diese Funktion ist nützlich, wenn der Eingangssignalpegel unzureichend ist. So kann zum Beispiel ein Logiksignal mit einem Eingangssignal von 3 V in ein Logiksignal von 5 V umgewandelt und ausgegeben werden.

Wenn die Ausgangsspezifikation des an die Eingangsseite des Impulstrenners angeschlossenen Geräts ein Spannungsausgang, ein offener Kollektor oder ein Leitungstreiber ist, kann der Eingang durch Ändern der Einstellungen des Impulstrenners aktiviert werden.

Wenn die Eingangsspezifikation des Geräts, das an die Ausgangsseite des Impulstrenners angeschlossen ist, Spannungsausgang, offener Kollektor oder Leitungstreiber ist, kann durch Ändern der Impulstrenner-Einstellung der Ausgang aktiviert werden.

Auf diese Weise können Impulstrenner viele Signalumwandlungen durchführen, indem sie Eingangs- und Ausgangsspezifikationen kombinieren. Je nach Modell verfügen einige Impulstrenner auch über die Funktion, ein Nulldurchgangssignal (ein Signal, dessen Polarität sich bei 0 V umkehrt) auf der Eingangsseite zu empfangen und in ein allgemeines Logiksignal umzuwandeln.

Die Verwendung eines Impulstrenners auf diese Weise ermöglicht den Anschluss von Geräten mit unterschiedlichen Signalpegeln.
Bei der Auswahl eines Impulstrenners ist zu beachten, dass es Einschränkungen hinsichtlich der Spezifikationen für die Stromversorgung und der Spezifikationen für das Impulssignal gibt, die verarbeitet werden können.

Was ist zeitaufgelöste Spektroskopie?

Bei der zeitaufgelösten Spektroskopie wird eine chemische Reaktion durch Bestrahlung einer Probe mit einem gepulsten Laser oder durch sofortiges Mischen zweier Lösungsproben ausgelöst und die aus der Reaktion resultierenden Veränderungen werden durch spektroskopische Emission und Transmission (Absorption) nachgewiesen. Anschließend wird eine schnelle zeitaufgelöste Messung durchgeführt.

Die Messzeit ist je nach der untersuchten Reaktion sehr unterschiedlich und reicht von Femtosekunden (10 bis zur 15. Potenz einer Sekunde) bis zu Sekunden.

Auch die Methode zur Auslösung der Reaktion, das Messprinzip und die Gerätekonfiguration variieren stark in Abhängigkeit von der Messzeit.

Darüber hinaus gibt es je nach Wellenlängenbereich (Energiebereich), in dem das emittierte oder durchgelassene Licht beobachtet wird, verschiedene Arten von Lichtquellen und Detektoren sowie unterschiedliche Möglichkeiten, diese zu nutzen.

Daher werden zeitaufgelöste Spektroskopie-Produkte speziell für einen der Zeit- und Wellenlängenbereiche entwickelt.

Anwendungen der zeitaufgelösten Spektroskopie

Die zeitaufgelöste Spektroskopie kann nicht-invasiv eingesetzt werden, da sowohl das Anregungs- als auch das Beobachtungslicht optisch sind. Mit Laserlicht als Lichtquelle kann das Licht über weite Strecken gesendet werden, so dass die Laserquelle entfernt vom Hauptgerät installiert werden kann, oder es kann, je nach Messgerät, eine im Labor vorhandene Laserquelle usw. verwendet werden.

Die meisten im Handel erhältlichen Produkte verwenden UV- oder sichtbares Licht als Anregungslicht und UV-, sichtbares oder Nahinfrarotlicht als Beobachtungslicht, aber es ist auch möglich, Systeme zu bauen, die einen Elektronenstrahl als Anregungslicht oder Infrarotlicht oder Synchrotronstrahlung als Beobachtungslicht verwenden, indem sie angepasst werden.

Funktionsweise der zeitaufgelösten Spektroskopie

Bei der zeitaufgelösten Spektroskopie durchlaufen die Produkte chemischer Reaktionen häufig vorübergehende Zwischenstufen und die Identifizierung dieser Zwischenstufen ermöglicht ein korrektes Verständnis der Reaktion und gibt wiederum Hinweise zur Verbesserung der in der Reaktion verwendeten Moleküle. Zwischenprodukte können anhand von Emissions- und Absorptionsspektren abgeschätzt und identifiziert werden.

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist nicht nur ein Indikator für die Gruppe der Stoffe, deren Reaktivität verglichen werden soll, sondern die zeitliche Abfolge gibt auch einen Hinweis auf die Art der Reaktion.

So gibt es intramolekulare und intermolekulare Reaktionen und bei intermolekularen Reaktionen lassen sich aus der Temperatur- und Konzentrationsabhängigkeit der Rate verschiedene Reaktionsparameter wie die aktive Energie oder die sekundäre Geschwindigkeitskonstante bestimmen.

Darüber hinaus kann eine detaillierte Analyse der spektralen Veränderungen von mehreren Komponenten auch Aufschluss über den Reaktionsmechanismus geben.

Produktarten der zeitaufgelösten Spektroskopie

Es gibt verschiedene Arten von Produkten der zeitaufgelösten Spektroskopie, je nach Detektionsmethode und dem abgedeckten Zeitbereich:

1. Produkte für den Lumineszenznachweis

Wenn eine Probe Licht emittiert, wird die Lumineszenz-Lebensdauer gemessen, da die Lebensdauer der Lumineszenz auf die physikalischen Eigenschaften der Probe hinweist.

Die Lumineszenz lässt sich grob in Fluoreszenz im Nanosekundenbereich und Phosphoreszenz im Mikrosekunden- und Millisekundenbereich unterteilen und da die Messverfahren unterschiedlich sind, gibt es Geräte, die beide messen können sowie Geräte, die sich auf das eine oder das andere konzentrieren.

2. Produkte für den Transmissionsnachweis

Bei Proben, bei denen sich die Transmission (Absorption) aufgrund von gepulster Lichtbestrahlung usw. mit hoher Geschwindigkeit ändert, können vorübergehende Änderungen in der Probe beobachtet werden, indem eine Lichtquelle zur Überwachung der Änderungen eingesetzt wird.

Diese Methode der zeitaufgelösten Spektroskopie des Durchlichts wird auch als transiente Absorption bezeichnet.

Messverfahren im Femtosekunden- bis Pikosekundenbereich werden als Pump-and-Probe-Verfahren bezeichnet, während Messverfahren, die langsamer als Nanosekunden sind, als Blitzphotolyse-Verfahren bezeichnet werden.

Bei der Pump-Probe-Methode erzeugt eine Verzögerungsstufe eine Zeitdifferenz zwischen dem Anregungslicht und dem beobachteten Licht und letzteres wird von einem langsamen Detektor gemessen.

Bei der Blitzphotolyse-Methode hingegen werden eine kontinuierliche Lichtquelle und ein schneller Detektor verwendet.

In jüngster Zeit findet auch die RIPT-Methode, die diese Zeitspannen miteinander verbindet, immer größere Verbreitung, verwendet jedoch eine einzigartige Detektionsmethode.

Da sich die Messtechniken je nach Zeitbereich stark unterscheiden, ist es notwendig, ein Gerät entsprechend dem Zeitbereich der betreffenden Reaktion auszuwählen.

In den meisten Fällen wird ein gepulster Laser verwendet, um eine Photoreaktion auszulösen, aber eine andere schnelle zeitaufgelöste Methode ist die Stopped-Flow-Methode, bei der zwei Lösungen gemischt werden, um eine Reaktion auszulösen, und Änderungen im Millisekundenbereich beobachtet werden. In diesem Fall ist ein spezielles Mischgerät erforderlich, um die Mischung augenblicklich abzuschließen.

Zeitaufgelöste Spektroskopie-Messmethoden

Typische zeitaufgelöste Messungen sind makroskopisch und erfordern eine einheitliche Probe.

Mit Lumineszenz-Lebensdauer-Geräten können sowohl transparente Lösungen als auch Suspensionslösungen, Pulver und dünne Filme in ihrem Zustand gemessen werden.

Dagegen werden mit Transienten-Absorptionsgeräten, die das Durchlicht messen, in der Regel transparente Lösungen und hochtransmissive dünne Schichten gemessen. Einige Produkte können auch glänzende Proben durch direkte Reflexion und Pulver durch diffuse Reflexion messen.

Da die Probentemperatur bei der Messung der Reaktionsgeschwindigkeit ebenfalls von Bedeutung ist, kann in der Regel ein temperaturgesteuertes Gerät eingebaut werden.

Beachten Sie, dass das Vorhandensein von Sauerstoff häufig die Reaktionsgeschwindigkeit beeinträchtigt und eine Entgasung durch Argongasersatz oder andere Methoden erforderlich machen kann.