La soluzione di misura Berthold con tecnologia SiPM

Silicon Photomultipliers (SiPM) on electronic board with neon background

Abbracciate il futuro della fotorivelazione con la tecnologia dei fotomoltiplicatori al silicio. Il risparmio energetico, le alte prestazioni e la resistenza meccanica di questa tenconolgia, rendono questa soluzione green e al passo coi tempi.
Costruite con ridondanza integrata e con un consumo energetico eccezionalmente basso, le nostre soluzioni SiPM sono progettate per fornire prestazioni durature e affidabili in condizioni difficili. Scoprite tutto il potenziale di questa avanzata tecnologia applicata alle misure radiometriche esplorando le nostre ultime intuizioni nel nuovo whitepaper, "Photomultipliers in Radiometry" 

 

Fino al 99% di risparmio energetico

La tecnologia SiPM riduce significativamente i costi operativi grazie alla sua elevata efficienza energetica, ottenendo una riduzione dei costi energetici fino al 99% rispetto ai sistemi con fotomoltiplicatori tradizionali.

 

Design compatto e ingombro ridotto per una più facile installazione

Grazie al design ottimizzato, i dispositivi SiPM richiedono uno spazio di installazione minimo, consentendo una maggiore flessibilità e facilità di integrazione, soprattutto in aree con spazio limitato.

Tecnologia a 2 fili


La semplificazione del cablaggio grazie alla tecnologia a 2 fili riduce la complessità dell'installazione e migliora l'efficienza complessiva del sistema, rendendo SiPM la scelta ideale per i nuovi progetti o per gli aggiornamenti del sistema.

Whitepaper “I fotomoltiplicatori nella radiometria

Il nostro ultimo whitepaper "Photomultipliers in Radiometry", approfondisce il ruolo essenziale della tecnologia dei fotomoltiplicatori nelle misure radiometriche di precisione. Questa guida completa illustra i principi fondamentali, i vantaggi e le applicazioni dei fotomoltiplicatori tradizionali e della tecnologia avanzata dei fotomoltiplicatori al silicio (SiPM), che offre efficienza energetica, durata e precisione di misura superiori.

Punti chiave​

  • ​Principi di funzionamento del fotomoltiplicatore      
    Comprendere la scienza che sta alla base del funzionamento dei fotomoltiplicatori e perché è essenziale per ottenere misure radiometriche affidabili.
  • Vantaggi dei fotomoltiplicatori al silicio (SiPM)
    Scoprite come la tecnologia SiPM offra vantaggi impareggiabili come il risparmio energetico, la durata, il design compatto e la resistenza alle interferenze esterne.
  • Applicazioni in ambito industriale e scientificoEsempi reali mostrano l'impatto di questa nuova generazione di fotomoltiplicatori in campi radiometrici, scientifici e controllo qualità 

Ottenete la vostra copia

Tecnologia SiPM

Per conservare le informazioni sull'energia, i SiPM sono costituiti da un array di microcelle, ciascuna contenente un singolo fotodiodo a valanga. Queste microcelle sono tipicamente molto piccole, spesso dell'ordine delle decine di micrometri, consentendo un impacchettamento ad alta densità di APD su un singolo substrato di silicio. Le dimensioni ridotte riducono inoltre al minimo la probabilità di eventi simultanei su una microcella. Per garantire che il SiPM operi entro un intervallo controllato, viene impiegato un resistore di spegnimento. Questo resistore contribuisce a limitare la durata del breakdown a valanga, impedendo un accumulo eccessivo di carica e garantendo un rapido reset della microcella per le successive rilevazioni di fotoni. La disposizione delle microcelle consente al SiPM di ottenere un'elevata efficienza di rilevamento dei fotoni e un'eccellente risoluzione temporale. I singoli segnali di ciascuna microcella vengono letti ed elaborati. L'uscita è un segnale digitale proporzionale al numero di fotoni rilevati. L'alta densità di microcelle consente ai SiPM di fornire un'eccellente sensibilità e risoluzione spaziale, rendendoli particolarmente utili nelle applicazioni che richiedono un rilevamento preciso di segnali luminosi di bassa intensità. I segnali di tutte le microcelle vengono sommati, fornendo un'uscita collettiva che corrisponde al flusso totale di fotoni incidente sul SiPM. Questo processo di somma consente ai SiPM di operare in un'ampia gamma dinamica, adattandosi a condizioni di luce di bassa e alta intensità.

LoopSeries LB 430

Nuovissimo rilevatore di livello e densità a 2 fili con tecnologia rivoluzionaria

Particolari

Descrizioni dettagliate delle nostre tecnologie per fotomoltiplicatori

Tecnologie per fotomoltiplicatori

Vaccum PMT

SiPM

Dimensioni dell'installazione (lunghezza)  5 – 20 cm0.5 – 1 mm
Consumo di energiaCirca. 12 WCirca. 30 mW
Stabilità≤ 0.002 % per °C≤ 0.01 % per °C
Dipendenza dalla temperaturaLeggermente dipendenteModeratamente dipendente
Efficienza quantistica**30 – 35 %30 – 50 %
InvecchiamentoDiversi effetti significativi, ad esempio “ingiallimento*Nessun effetto significativo

*Ingiallimento di un tubo fotomoltiplicatore a vuoto

L'“ingiallimento” di un fotomoltiplicatore si riferisce allo scolorimento o al degrado del fotocatodo o di altri componenti interni di un tubo fotomoltiplicatore (PMT), che può comprometterne le prestazioni. Questo fenomeno è solitamente causato dall'esposizione prolungata a fattori ambientali o condizioni operative che inducono cambiamenti chimici o strutturali all'interno del PMT. Le cause principali sono: 

  • Danni da raggi UV: Alterano il vetro o il fotocatodo, riducendo la trasmissione della luce. 
  • Degradazione del fotocatodo: Lo stress chimico o termico modifica la sensibilità spettrale. 
  • Bombardamento ionico: Gli ioni interni danneggiano il fotocatodo, causando difetti. 
  • Contaminazione/Invecchiamento: I materiali degassati si ridepositano, peggiorando la decolorazione. 

Sebbene l'ingiallimento abbia un effetto significativo sui sistemi di misurazione radiometrica nel corso del tempo, per evitare questi effetti utilizziamo la nostra compensazione brevettata della radiazione cosmica. Misurando le radiazioni cosmiche provenienti dallo spazio, Berthold assicura che l'alta tensione dei rilevatori venga regolata automaticamente nel tempo, in modo da compensare completamente gli effetti dell'invecchiamento. 

Maggiori informazioni sui tubi fotomoltiplicatori a vuoto

**Efficienza quantistica

L'efficienza quantistica (QE) misura la capacità di un fotorivelatore di trasformare la luce in un segnale elettrico. Si tratta di un “punteggio di conversione”. In termini di rivelatore radiometrico, si può pensare a un “successo di conteggio”. L'efficienza quantistica indica quanti fotoni riescono a liberare un elettrone. Ad esempio, se 100 fotoni colpiscono il dispositivo e 80 elettroni vengono rilasciati, la QE è dell'80%. 

Tecnologia SiPM utilizzata in diversi campi di applicazione

La tecnologia SiPM è diventata sempre di più un alleata preziosa nell'industria di processo, offrendo vantaggi indiscutibili che la rendono particolarmente adatta agli ambienti e alle applicazioni più difficili. La tecnologia estremamente compatta e performante dei SiPM, garantisce una maggiore robustezza meccanica. Questo attributo li rende particolarmente adatti ad ambienti difficili, come l'industria del frazionamento, dove le apparecchiature sono soggette a forti vibrazioni. La durata dei SiPM consente loro di resistere alle sollecitazioni fisiche che si incontrano comunemente in questi ambienti industriali difficili, garantendo prestazioni affidabili per lunghi periodi.
Un altro indiscusso vantaggio è la robustezza elettromagnetica, che li rende adatti ad applicazioni in presenza di forti campi elettromagnetici. Questa caratteristica è particolarmente preziosa in industrie come quella siderurgica, dove i freni elettromagnetici (EMR) sono utilizzati durante i processi di fusione. I SiPM sono in grado di operare senza problemi in questi ambienti senza essere influenzati negativamente e possono quindi essere impiegati perfettamente per misurare il livello di acciaio fluido all'interno dello stampo.

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