Die vier einfachsten Wege, um Ihren Pyro Sensor zu zerstören

Pyroelektrische Sensoren sind das Werkzeug der Wahl, wenn die Energie wiederholt gepulster Laserstrahlung ermittelt werden soll. Sie messen Energie und sind sehr schnell. Allerdings: Sie sind keinesfalls unzerstörbar.

 

Was heißt zerstören?
Vielleicht entsteht vor Ihrem geistigen Auge jetzt das Bild eines verdrehten, verschmorten Laserenergiesensors. Aber darüber sprechen wir hier nicht. Vielmehr geht es bei Zerstörung darum, dass der Sensor nicht mehr präzise misst. Dieser Fall tritt schon ein, wenn die tatsächliche Messgenauigkeit um mehr als 1% von der Spezifikation abweicht.

 

Nun, da wir das gleiche Verständnis der „Zerstörung“ haben, finden Sie hier die einfachsten Wege um Ihren Sensor zu „ruinieren“. (Vorsicht: Der Sensor könnte Schaden nehmen.)

 

1. Verschmutzen Sie die Oberfläche
Wenn es sich um eine metallische Sensoroberfläche handelt, hinterlassen Berührungen z.B. Fingerabdrücke einen fettigen Film. Dies ist hier gut sichtbar:

 


Abb. 1: Die Fingerabdrücke auf der Oberfläche des Sensors sind deutlich zu erkennen.

 

Sehr wirkungsvoll ist auch die Nutzung von Brennpapier in direkter Nähe des Sensors. Sobald sich sichtbarer Rauch entwickelt, verschmutzt man damit auch den Messkopf.

 

Wie Sie das verhindern können:
Sollten Sie Interesse daran haben, Ihren Sensor sauber und arbeitsbereit zu halten, sollten Sie diese Hinweise beachten:

  • Bewahren Sie den Sensor mit seiner Schutzhülle auf
  • Reinigen Sie die Oberfläche vor der Nutzung mit sauberer Druckluft, so dass sich keine Partikel darauf ablagern können.
  • Stellen Verschmutzungen ein Problem dar, versuchen Sie deren Ursache zu finden. Nur so können diese in Zukunft vermieden werden.
  • Messköpfe mit Fingerabdrücken auf der Oberfläche sollten gereinigt werden. Tipps dazu finden Sie hier.

 

 

2. Lassen Sie die Absorberbeschichtung verkommen
Eine einfache, wenn auch langsame Methode, um einen Pyro Sensor zu „zerlegen“.

 

Nutzen Sie den Laser mit durchschnittlicher Leistung im Rahmen der Spezifikation, aber gehen Sie mit der gepulsten Energie über die spezifizierte Zerstörschwelle. Manchmal wird der Messkopf dadurch direkt Schaden nehmen; häufig zeigen sich die Auswirkungen erst nach einer gewissen Zeit. Aber machen Sie sich keine Sorgen: Wenn Sie diese Strategie dauerhaft verfolgen, wird Ihr Sensor sicher über kurz oder lang nicht mehr präzise messen.

 

Wie Sie das verhindern können:

  • Sie wollen aus bestimmten Gründen nicht, dass die Beschichtung ruiniert wird? Dann sollten Sie den Laser zunächst mit den mitgelieferten Teststreifen prüfen, bevor Sie den eigentlichen Pyro Sensor einsetzen.
  • Setzen Sie die Teststreifen dem Laserstrahl mindestens 30 bis 60 Sekunden aus, um sicher zu sein, dass der Sensor dem eingesetzten Laser wirklich Stand halten wird.

 

 

3. Zerstören Sie den Diffusor
Wenn Sie eine echte Herausforderung suchen, versuchen Sie Ihren Diffusor zu ruinieren (nur bei -DIF Modellen). Es ist sehr unwahrscheinlich, aber wenn Sie es ausprobieren möchten, sollten Sie sicher sein, dass die Energiedichte höher ist als die Klassifizierung des Diffusors.

 

Wie Sie das verhindern können:
Reduzieren Sie einfach die Energiedichte; entweder durch das Absenken der Energie oder durch die Vergrößerung des Strahldurchmessers. Berücksichtigen sie dabei das Strahlprofil Ihres Lasers.

 

4. Verbrennen Sie Ihren Sensor
Das ist der beliebteste Weg, um einen pyroelektrischen Sensor zu zerstören. Belasten Sie den Messkopf einfach mit Energie oberhalb seiner Zerstörschwelle und beobachten Sie, welche magischen Dinge passieren werden.

 


Abb. 2: Dieser Sensor konnte der Energie des Laserstrahls nicht standhalten.

 

Wie Sie das verhindern können:
Sie wollen nicht, dass Ihr Sensor überhitzt und aus der Toleranz driftet? Dann sollten Sie das stets im Blick haben:

  • Stellen Sie sicher, dass die Energiedichte nicht zu hoch ist, und verwenden Sie dazu die folgende Formel:

    Dabei steht E.D. für die Energiedichte (J/cm2), E ist die Energie und ϕ ist der Strahldurchmesser (cm).
  • Gaußsche Laser haben in ihrer Spitze eine höhere Energiedichte – verdoppeln Sie die obengenannte Formel.
  • Laser mit Hotspots können in kleinen Bereichen des Strahls eine deutlich höhere Energiedichte aufweisen. Verwenden Sie die mitgelieferten Testfolien, um sicherzustellen, dass der Laser keinen Schaden verursacht.
  • Kurzgepulste Laser (Nanosekunden oder kürzer) verursachen sehr viel schneller einen Schaden. Aus diesem Grund wird die Zerstörschwelle in der Spezifikation häufig als Funktion der Pulsbreite angegeben. Verwenden Sie die Testfolien, wenn sie bezüglich eines speziellen Laser unsicher sind.

Bonus Tipp:
Sie möchten die Energiedichte verringern?
Vergrößern Sie den Strahl. Sie können dazu einfach Strahloptiken verwenden oder ‒ wenn Ihr Strahl rasch divergiert ‒ platzieren Sie den Messkopf weiter weg vom Laser.

 

Das waren jetzt viele Worte, lassen wir Zahlen sprechen: Wir nehmen einen Laser mit 1J und einem Strahldurchmesser von 1,6 mm. Das ergibt eine Energiedichte E.D. = 50 J/cm2 Anstatt nun hart daran zu arbeiten, die Pulsenergie zu reduzieren, erweitern wir den Strahl um den Faktor fünf auf 8mm. Als Ergebnis erhalten wir eine Energiedichte von nur 2 J/cm²
Das ist eine Reduktion der Energiedichte um insgesamt 96%!

 

Effy Shaffner