Müssten die LEDs nicht h*c/Lambda-Wa an Spannung liefern ?

OK, das verstehn nur die Leute, die vor kurzem Physik LK Abi gemacht haben, hier nochmals erklärt:

Die Energie (maximale erzeugte Spannung) von Licht ist h (Plancksches Wirkungsquantum: 4,1357*10^-15) mal c (Lichtgeschwindigkeit: 3*10^8) durch die Wellenlänge (400-800nm), minus die Energie, die das Licht benötigt, um Elektronen auszulösen.
Leider konnte ich die Austrittsarbeit für Indium, Gallium usw. nicht finden, ansonsten könnte man die Spannungen direkt berechnen.

Davon ausgehend, könnte man die Spannung hochohmig messen (da der Strom sehr gering ist) und da blaues Licht eine kurze Wellenlänge hat, ist die Spannung hoch (max. 3,1V bei 400nm). Die Austrittsarbeit sollte bei >1V liegen, womit die maximale Ausgangsspannung bei etwa 1V liegen sollte.

Das mit dem gelb bzw. rot Anteil wäre nicht so schlimm, da die Pilotflamme vom Brenner gelb ist. Ich habe hier eine Schaltung mit einem A301 (DDR) Die reagiert sehr gut bei rotem Licht. Bei blauem Licht spricht sie aber gar nicht an. Achso: Wo kann ich eine Tabelle herbekommen, wo die Aquivalenzen der "neuen" ICs zu den DDR ICs stehen? Ich weiss nämlich nicht welche IC heute anstelle des A301 verwendet werden.

Ich habe mal eben eine kleine Schaltung aus einem TL082 und einer IR LED aufgebaut:
Bipolare Spannungsversorgung, nichtinvertierender Eingang auf Masse, Invertierender an die Anode, Kathode an Masse, Widerstand (4,7M) vom Ausgang zum invertierenden Eingang.
Ein Laserpointer liefert etwa -1V am Ausgang. Ein Feuerzeug übersteuert den Operationsverstärker in 20cm, und auch in 1m Entfernung kann man das Feuerzeug nachweisen ! (-100mV am Ausgang !) Mit größerem Widerstand (z.B. 22M) einem besseren Operationsverstärker usw. lässt sich dies noch verbessern.

Aber ich denke solch eine einfache Schaltung sollte zum Erfassen einer größeren Flamme ausreichen.

Zitat :

Ich weiss nämlich nicht welche IC heute anstelle des A301 verwendet werden.

Guckst du hier:
http://www.elektron-bbs.de/elektronik/tabellen/ddr/analogic.htm

Zitat : Benedikt hat am 19 Mai 2003 22:36 geschrieben :

Müssten die LEDs nicht h*c/Lambda-Wa an Spannung liefern ......

Ich sehe nicht recht, was die Austrittsarbeit hier verloren hat.
Das ist doch keine Vakuum-Photozelle.
Außerdem ist da kein reines Ga, As, In, P, Al, etc. drin, sondern deren Verbindungen.

Die kürzest mögliche emittierte Wellenlänge (und damit auch die Photospannung) ergibt sich imho aus der Energiedifferenz der Störstellen Nivaux der p- und n- dotierten Halbleiter.

Das sagt aber leider nicht, daß dies auch so funktionieren muß.
Schau Dir mal eine grüne, blaue oder rote LED im Spektroskop an, dann wirst Du einige langwelligere Emissionsmaxima zu sehen bekommen.
Andersrum gehts auch. Rote Laserdioden machen auch inkohärentes grünes Licht.
Im Leben geht es eben meist nicht so einfach wie im Physik LK zu.

Ich denke damit sollten wir die Grundsatzdiskussion hier beenden, sonst verwirrt das den Fragesteller nur.




@KimmeSantana:
Daß Deine Schaltung mit blauem Licht nicht funktioniert, liegt daran, daß die Photodiode dort nur noch etwa 20% ihrer maximalen Empfindlichkeit hat. Außerdem ist das blaue Licht besonders einer gelben Flamme recht schwach.
Du kannst diesen Mangel dadurch kompensieren, daß Du einen höheren Arbeitswiderstand verwendest. Als Verstärker dafür eignen sich hervorragend Feldeffekttransisoren.
Natürlich auch die in diversen OpAmps integrierten FETs.
Ob Du dabei allerdings bei alten DDR Typen eine reiche Auswahl hast, bezweifle ich etwas.


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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Mai 2003 0:14 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 20 Mai 2003  0:34 ]

So! Das mit der Diode ist jetzt klar. Aber ich bräuchte noch einen Schaltplan, mit dem ich die Schaltung so bauen kann, dass sie am Besten auf blaues Licht reagiert. Gibt es eigentlich eine Möglichkeit zu verhindern, dass die Diode auf Tageslicht reagiert?

Das schrieb ich ja schon.
Sicher ist es Sperrfilter für den auszusperrenden Bereich zu vewenden und ein bißchen mehr Verstärkung als sonst.
Der Vorschlag eine Diode (LED) mit hohem Bandabstand zu benutzen, bedeutet, daß die für langwelligeres Licht nicht nur etwa unempfindlich ist, sondern wirklich blind.
Früher gab es für die Detektion heißer Flammen spezielle gasgefüllte Photozellen mit symmetrischem Aufbau, die an Wechselspannung angeschlossen, direkt ein Relais schalten konnten. Die Kathode bestand afaik aus reinem Nickel und war wirklich nur im kurzwelligen UV bei 235 nm empfindlich. Gibts aber heute nur noch in Restbeständen zu exorbitanten Preisen (Typ 155UG ).

Du schreibst aber an andrer Stelle daß Du eine leuchtende Flamme hast.
Die hat hat ihr Strahlungsmaximum im IR und Du kannst sie auch nur schwer vom Tageslicht separieren.

Wenns wichtig ist, solltest Du mal etwas spezieller werden, ich kann hier notfalls auch mal ein Emissionsspektrum messen.

Ansonsten sind evtl. Thermoelemente das Mittel der Wahl.






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Also nun etwas spezieller!!!
Ich habe einen Gasbrenner gebaut. Nun will ich aber, dass er sich von die Gaszufuhr abstellt, wenn die Flamme ausgeht. Der Brenner ist nämlich für einen dampfbetriebenen Modellschiffmotor. Wenn nun mitten auf dem Wasser die Flamme ausgeht, würde sichder Schiffsrumpf mit Gas füllen... und was bei einer Neuzündung dann passiert, ist ja wohl klar. Also zu Flamme: Die Pilotflamme, die zur Zündung der Hauptflamme da ist, besteht zum größten Teil aus gelbem Licht. Diese wird aber, wenn der Hauptbrenner brennt größtenteils überdeckt. Die Schaltung, die ich jetzt hier habe, funktioniert solange, bis der Hauptbrenner angeht. Dann wird der Rotanteil der Flamme zu Stark überdeckt. Die Flamme vom Hauptbrenner ist schön leichtend blau. Aber die Schaltung mit der BPW33 reagiert nicht mehr auf dieses Licht.

Was kann ich da tun???

Hallo,

was hältst du von einem Sensor, wie er z.B. im Gasherd zur Zündsicherung verwendet wird? (Bimetallventil bzw. Kapillarrohr und Ventil) Zum zünden wird das Ventil manuell geöffnet, brennt die Pilotflamme, hält sich das Ventil selbst. Diese Fühler sind i.d.R. reaktionsschnell beim abschalten (10-15s). Die Zündphase kann etwas länger dauern.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Jerry am 20 Mai 2003 20:11 ]

Nein 10 Sekunden ist zu lang. Bei der Schaltung die ich schon hab, dauert die Reaktionszeit bis zum Ventilschluss < 1s

Zitat :

...Wenn nun mitten auf dem Wasser die Flamme ausgeht...

Wie kann das geschehen, außer durch den Untergang des Bootes ?

Im Ernst, wenn Deine Schaltung mit der Zündflamme funktioniert, und diese nur durch den Betrieb des Hauptbrenners verblasst, würde ich die blaue Flamme verwenden um einen thermischen Strahler zu betreiben.
Hört sich kompliziert an, ists aber nicht. Optimal wäre ein Stückchen Glühstrumpf von einer Gas-Straßenlaterne.
Wenn Du das nicht mehr auftreiben kannst (die Selbsherstellung ist zu kompliziert, da ist ThO₂ drin), sollte auch ein Stücken Eierschale funktionieren.


P.S:
Hab das gerade mal ausprobiert.
Mit den LEDs funktioniert nicht gut, da die Emission der Flamme doch recht schwach ist, und das kurzwellige UV in der Plastikmasse der LED absorbiert wird.

Die Eierschale leuchtet zwar schön, aber ist nicht beständig genug.
Eine 0,3mm Bleistiftmine scheint hingegen beständig zu sein, und glüht auch schön in der blauen Flamme.
Das könnte mit Deinem Photoelement klappen.

Wenn das nicht klappt, wird Dir wohl nur die Verwendung eines Thermoelements übrigbleiben. Aus dünnen Drähten hergestellt, können die auch recht fix sein.
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 21 Mai 2003 14:24 ]