Technologie

Temperaturmessung mit Leuchtstoffen

11.06.2020 - Lumineszierende Gläser ändern je nach Temperatur ihre Farbe.

Leuchtstoffe sind nicht nur für Anwendungen in der Licht- und Beleuchtungs­technik einsetzbar: Ein kürzlich erteiltes Patent des Fraunhofer-Anwendungs­zentrums Soest zeigt, dass mit ihnen auch Temperatur­messungen möglich sind. Die Forscher des Zentrums entwickelten eine Klasse von lumines­zierenden Gläsern, die ihre Lichtfarbe abhängig von der Temperatur ändern. Die Änderung der Lichtfarbe ist hierbei reversibel, bei Abkühlung nimmt das Glas wieder seine Ausgangs­farbe an. Die Anregung der Lumineszenz erfolgt optisch im ultra­violetten und blauen Spektral­bereich, beispiels­weise mit einer entsprechenden LED oder auch aus größerer Entfernung mit einem Prüflaser.

„Die möglichen Einsatz­gebiete sind viel­fältig“, sagt Stefan Schweizer, einer der drei Erfinder. „Ich könnte mir beispiels­weise Anwendungen vorstellen, bei denen auf heiße Glasscheiben hinge­wiesen werden muss, etwa die Scheiben in der Backofen­tür oder auch für ein Kochfeld.“ Ein Vorteil, den die lumines­zierenden Gläser gegenüber herkömm­lichen Temperatur­mess­streifen oder Thermo­lacken besitzen, ist ihre beliebige Formbarkeit, was erweitere Gestaltungs­möglich­keiten mit sich bringt. Ein Vorteil für das Design ist auch, dass die lumines­zierenden Gläser im ausge­schalteten Zustand farblos transparent sind.

In dem neu entwickelten Glassystem werden zwei oder mehr verschiedene Metall­ionen aus der Gruppe der seltenen Erden optisch aktiviert. Die verschiedenen Metall­ionen weisen jeweils eine für sie charak­teris­tische Lumineszenz auf. Bei Erhöhung der Temperatur verändert sich das Intensitäts­verhältnis der seltenen Erden zueinander, sodass ein anderer Farb­eindruck entsteht. Wird beispiels­weise ein Glassystem genutzt, das mit den Ionen aus Europium und Terbium versetzt ist, leuchtet das Glas – typisch für Europium – bei Raum­temperatur rot, während es – typisch für Terbium – bei einer Temperatur von 500 Grad Celsius satt grün leuchtet. Dazwischen findet ein kontinu­ier­licher Übergang von Rot über Gelb und Orange nach Grün statt.

Fh.-IMWS / RK

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