Onlinefähige Signalauswertung für spektraloptische Sensoren mit einer Doppelphotodiode / Online-capable signal processing for spectral-optical sensors using a double-layered photodiode

Abstract

Zusammenfassung Spektraloptische Sensorik erfasst sowohl physikalische als auch (bio-)chemische Messgrosen auf der Grundlage von deĄnierten spektralen Eigenschaftsanderungen des Messwandlers. In diesem Beitrag wird dafur eine Signalauswertung mit einer Doppelphotodiode (DPD) vorgestellt, die durch ihren Stapelaufbau aus zwei unterschiedlich spektralempfindlichen Photodiodenschichten gleichzeitig spektralselektives Element und Detektor ist. Statt wie bisher die spektrale Information aus einem Spektrum zu extrahieren, wird der Schwerpunkt der spektralen Gesamtverteilung anhand des gemessenen Verhaltnisses der beiden wellenlangenabhangigen Photostrome echtzeitfahig ausgewertet. Die Leistungsfahigkeit der DPD wird anhand von OberĆachentemperaturmessungen mit dem Leuchtstoff NaYF4:Yb3+,Er3+demonstriert. Es zeigt sich, dass mit einer Integrator-basierten Auswerteelektronik eine max. Messabweichung der Schwerpunktwellenlange von 0,1 nm erreicht werden kann. Die onlinefahige Signalverarbeitung und kompakte Baugrose der Doppelphotodiode befordert die vor-Ort-Eignung spektraloptischer Sensoren fur die Prozessindustrie, das Umweltmonitoring und viele andere Bereiche.