Sensor für Mikropartikel

[fj1991]

Hallo,

ich bin auf der Suche nach einem Sensor, der den Fall eines sehr kleinen Partikels (10-300µm) detektieren kann. Die Partikel sind sphärisch und aus unterschiedlichen Materialien wie Glas oder Stahl. Ich brauche diesen Sensor, da man diese Partikelgröße mit dem bloßen Auge nicht mehr sehen kann. Ich habe nun schon eine ganze Zeit im Internet gesucht und bin dabei auf verschiedene optische (Licht, Laser, IR), kapazitive und auch Piezosensoren (z.B. zur Aufpralldetektierung) gestoßen. Die beste Auflösung hatte davon eine Laserlichtschranke, die laut Datenblatt 30µm detektieren konnte. Auf Nachfrage hat der Hersteller allerdings gesagt, dass diese nur sicher Partikel der Größe 100µm erkennt.

Ich bin für jede Hilfe und Idee dankbar.

[i_make_it]

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[fj1991]

Die Partikel werden einzeln im Freifall runterfallen. Die Partikel können sich also nicht verdecken. Eine weitere Prozessbedingung ist, dass Vakuum (10^-3mbar) herrscht, sodass die Partikel nicht durch Luftwiderstand gebremst werden. Die Startposition des Partikels ist bis auf 300µm genau festgelegt. Die Fallhöhe beträgt ca 25cm.

[i_make_it]

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[ichbinsisyphos]

Hmm, mir ist nicht ganz klar, wie genau das ablaufen soll, es erinnert mich aber an einen Millikan-Versuch. Da haben wir Parafintröpfen einer ähnlichen Größe genommen. Gegen einen dunklen Hintergrund haben wie die Kammer seitlich mit einem Laser bestrahlt und dann das an den Tröpfchen gestreute Licht mit einem Mikroskop, bzw eigentlich ganz einfaches 2-Linsen-System, beobachtet.

Wenn das irgendwie automatisiert werden muss, kann vielleicht man eine Digitalkamera ans Mikroskop schnallen. Eine Art Lichtschranke für so kleine Tröpfchen zu bauen, das sieht für mich im Moment zumindest nicht sehr realistisch aus.

[fj1991]

Danke erstmal für die Ideen und die schnellen Antworten.

Der Sensor müsste in das Vakuum hinein und da die Kammer nicht sonderlich groß ist, müsste er auch relativ klein sein. Von daher gibt es mit dem Spiegelteleskop, dem Strahlteiler und den Polarisationsfiltern fürchte ich Platzprobleme.

An einen Fototransistor (der ja glaube ich empfindlicher ist als eine Fotodiode, wenn ich das richtig gegoogled habe?) hatte ich auch schon gedacht und deswegen schon einen Hersteller angeschrieben, ob der für so etwas geeignet ist. Habe aber leider noch keine Antwort bekommen. Wie würde das dann genau funktionieren? Einfach mit einer LED oder so beleuchten und hoffen, dass der Fototransistor den Schatten des fallenden Partikels wahrnimmt?

[i_make_it]

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[ichbinsisyphos]

Wie genau stellst du dir das vor? Leichte Änderung der Polarisationsrichtung, oder Interferenz von 2 unterschiedlichen Bildern, bei denen nacher eines einen kleinen Schattenfleck hat? Wieso dann die Polarisationsfilter?

edit: was, dass die Beugung an den Partikeln (und damit größere Divergenz) das Interferenzmuster in einem Michelson-ähnlichen Interferometer verändert? Glaubst, dass das so deutlich ist?

[ranke]

ich bin auf der Suche nach einem Sensor, der den Fall eines sehr kleinen Partikels (10-300µm) detektieren kann.

Im Prinzip sollte eine Streulichtmessung genügen. Also das betreffende Volumen beleuchten und mit einem lichtempfindlichen Bauteil messen ob Streulicht auftritt. Ortsauflösung war ja erstmal nicht gefragt.
Was das Fallen betrifft: Die Gravitationskraft ist bei solch kleinen Massen gering, deshalb wird die Trajektorie sicher auch von anderen Kräften (Coulomb) beeinflusst, die man im Umgang mit Körpern größerer Masse normalerweise vernachlässigen kann.

[i_make_it]

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