Gesellschaft zur Förderung von Medizin-,
Bio- und Umwelttechnologien e. V.

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Zur absolut-quantitativen Charakterisierung von UV-, VIS- und NIR-Strahlungsquellen stehen Spektralradiometer von Instrument Systems (CAS 140CT UV/VIS, Spectro 320) sowie Einkoppeloptiken mit verschiedenen Empfangscharakteristiken zur Verfügung. Hiermit kann die spektrale Bestrahlungs- und Beleuchtungsstärke sowohl von punktförmigen als auch von flächigen Emittern bestimmt werden. Darüber hinaus werden Entwicklungen von projektspezifischen Sensoren für radio- und photometrische Größen durchgeführt.

Applikationsbeispiel: Dermatologische UVB-Strahler

Im Rahmen mehrerer BMBF geförderter Projekte wurden elektrodenlose XeCl-Excimer- und LED-basierte UVB-Flächenstrahler für die Dermatologie zusammen mit Industriepartnern entwickelt und charakterisiert. Ziel war die Realisierung einer Bestrahlungsstärke von mindestens 50 mW/cm2 im Wellenlängenbereich von 300 bis 315 nm. Derartige Strahler sind im Rahmen einer Psoriasis-Phototherapie optimal wirksam und ermögliche kurze Behandlungsdauern. Rechts ist das Spektrum der entwickelten Strahler abgebildet. Es wird erwartet, dass UVB-LED-Strahler zukünftig andere inkohärente dermatologische UVB-Quellen ersetzen, da LED-Geräte preiswerter, betriebssicherer, kompakter und leistungsstärker sind. Das aufgebaute LED-Gerät erreicht im medizinisch wirksamen UVB eine Bestrahlungsstärke von rund 60°mW/cm2 auf einer Fläche von 10 cm2.

Applikationsbeispiel: Leuchtdichtekoeffizienten von Asphaltdeckschichten

Helle Asphaltschichten sind im Straßenbau von besonderer Bedeutung, da sie eine wirtschaftliche Straßenbeleuchtung ermöglichen, die Verkehrssicherheit erhöhen und die Verformungsbeständigkeit der Straße verbessern. Zur photometrischen Charakterisierung der für einen Autofahrer wahrnehmbaren Fahrbahnhelligkeit wird üblicherweise der mittlere Leuchtdichtekoeffizient verwendet. Im Rahmen eines ZIM-Projektes ist ein mobiles Messverfahren entwickelt worden, dass die Bestimmung des mittleren Leuchtdichtekoeffizienten von Asphaltdeckschichten direkt auf der Straße ermöglicht. Die Entnahme von Bohrkernen, die oft wenig repräsentativ für die gesamte Straße sind, wird damit überflüssig.

Applikationsbeispiel: Charakterisierung von langwelligen, flächigen Infrarot-Wärmestrahlern für die Innenraumbeheizung

Die Infrarot-Strahlungsheizung ermöglicht eine Raumheizung vorwiegend mittels Infrarotstrahlung. Wände, Personen und Gegenstände werden durch Strahlungsabsorption aufgeheizt. Die Umgebungsluft erwärmt sich dabei nur sekundär. Auf diese Weise wird eine Luftzirkulation unterbunden und Warmluft sammelt sich nicht an der Decke, wo sie nicht benötigt wird. Untersucht wurden flächige, elektrische Glasheizkörper mit einer Oberflächentemperatur von bis zu 100°C. Die Heizkörpertemperatur ist zeitgleich mit acht Pt-100 Sensoren an mehreren Positionen genau gemessen worden. Anschließend wurden die abgegebenen Strahlungsleistungen nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz bestimmt. Je nach Strahlergeometrie und Strahlerposition im Raum konnten elektro-optische Strahlungswirkungsgrade von 75 bis 83% nachgewiesen werden. Optional integrierbare Latentwärmespeicher auf Paraffinbasis ermöglichen zudem eine Wärmespeicherung, so dass die Wirtschaftlichkeit der Heizung weiter erhöht werden kann, wenn der Wärmespeicher in einer Niedrigtarifphase elektrisch aufgeladen wird.

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