Temperaturmessung mit Leuchtstoffen
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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