Optische Sensoren für Anwendungen im Hochvakuum

Anbieter zum Thema

Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

SIKO GmbH

FAULHABER Antriebssysteme

Balluff STM GmbH

Wichtigste Größe für die Konstruktion wird dabei die Auswahl geeigneter Werkstoffe für Gehäuse, Optiken und elektrische Leitungen. Entscheidend sind deren chemisch-physikalische Eigenschaften und ihre Wirkung auf die Vakuumprozesse selbst.

Charakteristische Merkmale von STM Optosensoren für Hochvakuum

Die speziellen Optosensoren von STM eignen sich aus mehreren Gründen ideal für den Einsatz im Hochvakuum:

• Gemeinsames Konstruktionsprinzip aller STM-Sensoren aus der MICROmote-Familie ist der einfache Aufbau aus patentierten mikrooptischen Bauelementen. Diese von STM hergestellten Präzisions-LEDs und Fototransistoren mit außergewöhnlichen optischen Eigenschaften sind bereits vollständige Sender- und Empfänger-Baugruppen, die für die Anwendung mit einer separaten Elektronik ausgelegt sind. Die Gesamtbaugröße eines Sensors ergibt sich aus den Minimaldimensionen, die notwendig sind, um in der richtigen räumlichen Anordnung von Sender und Empfänger die benötigte optische Funktion darzustellen. Die umschließenden Gehäuse bekommen damit eine rein mechanische Halteaufgabe und haben in der Regel nichts mehr mit der optischen oder elektrischen Eigenschaften des Sensors zu tun. Dementsprechend frei können Materialien und Formen, bzw. auch Herstellungsverfahren gewählt werden. Normalerweise werden inerte Materialien aus einer Liste von zugelassenen Stoffen gewählt, die den umgebenden Prozess nach Möglichkeit nicht beeinflussen. Nach Abklärung des funktionellen Platzbedarfs kann die Gehäusekonstruktion in den meisten Fällen dem Kunden überlassen werden.
• Je nach gewählter Ausführung kann das Gehäuse entweder in engste Stellen innerhalb einer Vakuumkammer eingepasst oder, für den Fall der Wandmontage mit der bevorzugten Dichtfunktion versehen werden. Die eigentliche Sensorfunktion bleibt davon weitgehend unberührt.

Bei Optosensoren mit Dichtungsfunktion wird am Ende des Herstellungsprozesses, neben allen funktionellen Prüfungen für den Sensor meist noch eine Prüfung der Dichtheit der gesamten Konstruktion einschließlich der Dichtungen durchgeführt. Maximal zulässige Leckraten werden vom Anwender definiert, bei STM protokolliert und unter der jeweiligen Seriennummer gespeichert.

Sensoren, die innerhalb von Vakuumkammern installiert werden, erhalten, neben ihrer platzsparenden Form, Zuleitungen mit möglichst inerten Mantelmaterialien. In den meisten Fällen wird dafür Teflon gewählt, aber auch PEEK oder Kapton kommen, je nach Festlegung des Anwenders, dafür in Frage.

An den wenigen Stellen, an denen optische Kunststoffe unvermeidbar bleiben, werden vakuumtaugliche Materialien eingesetzt. So werden z.B. die Mikrooptiken der Sender-/Empfängerbaugruppen aus Polymeren mit Raumfahrtzulassung gegossen. Wegen ihrer minimalen Baugröße kann ein verbleibender Ausgasungseffekt nur an winzigen Oberflächen stattfinden. Besondere Ausführungen dieser Optosensoren konnten so bereits Zulassungen für den Einsatz im Ultrareinstvakuum erhalten.

Neben den beschriebenen technischen Vorteilen erlaubt das einzigartige Modular-System von STM dabei weitgehend individuelle Gestaltung der Sensoren, bei niedrigen Kosten und extrem schneller Umsetzungszeit.

(ID:385323)