Aufbau und Charakterisierung eines InGaAs Strahlungsthermometers mit erhöhter Empfindlichkeit

Abstract

Die Temperatur ist eine wichtige physikalische Größe und die am häufigsten gemessene verfahrenstechnische Messgröße, annähernd alle technisch relevanten Prozesse und Stoffeigenschaften sind temperaturabhängig. Daher besteht seitens der Wissenschaft und der Industrie ein großes Interesse an genauen und stabilen Temperaturmessverfahren und Messgeräten für eine vielzahl verschiedener Messaufgaben. So auch im Bereich der Strahlungsthermometrie, bei der zur Rückführung auf die ITS-90 hochpräzise Transfermessinstrumente notwendig sind. In dieser Arbeit wurde ein Strahlungsthermometer mit einer InGaAs-Fotodiode auf dem aktuellen Stand der verfügbaren Detektortechnologie entwickelt, gefertigt und charakterisiert. Es ermöglicht eine hochpräzise Transfermessung zwischen verschiedenen Strahlungsquellen und Strahlungsempfängern. Dazu wird für das Strahlungsthermometer eine Referenzfunktion, basierend auf dem Planckschen Strahlungsgesetz, aufgestellt und parametrisiert. Das neue Strahlungsthermometer weist im Vergleich zu dem bisher eingesetzten Transferinstrument eine deutlich erhöhte Detektivität auf und erweitert den Temperaturmessbereich am unteren Ende von derzeit 150 °C auf 80 °C.