Sistema de medição espectroscópica com capacidade em linha para garantia de qualidade industrial e controle de processo
O Fraunhofer IAF desenvolveu um sistema de medição integrável em colaboração com o Fraunhofer CAP para aplicações de teste nas indústrias farmacêutica, química e alimentícia. Crédito:Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF
Garantir a qualidade sem perder tempo:Empresas da indústria farmacêutica, química e alimentícia, em particular, dependem de atender aos mais altos requisitos de qualidade e, ao mesmo tempo, otimizar os processos de produção. Para tais aplicações, o Fraunhofer IAF desenvolveu um sistema de medição integrável em colaboração com o Fraunhofer Center for Applied Photonics. Ele usa visão de máquina para detectar especificamente amostras e verificá-las sem contato em alguns milissegundos usando espectroscopia de infravermelho baseada em laser.
Com um sistema de medição de espectroscopia de infravermelho baseado em laser, com capacidade em linha, os pesquisadores do Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF querem apoiar empresas industriais da indústria farmacêutica, química e alimentícia a tornar as medidas de garantia de qualidade e controles de processo mais confiáveis e em ao mesmo tempo mais eficiente. O sistema é caracterizado por um design flexível e uma alta velocidade de varredura espectral que permite que ele seja integrado aos sistemas de inspeção visual existentes, permitindo uma inspeção espectroscópica completa.
"O sistema de medição demonstra vividamente o grande benefício da espectroscopia infravermelha baseada em laser para setores industriais em que os produtos devem ser verificados ou diferenciados de forma confiável e rápida", enfatiza o Dr. Marko Härtelt, gerente de projeto responsável na Fraunhofer IAF.
Espectroscopia de retrodifusão no infravermelho médio por scanner de grade QCL e MOEMS As vantagens específicas do sistema resultam do método de espectroscopia de retrodifusão no infravermelho médio com comprimentos de onda na faixa de 4 a 12 μm. Como os compostos moleculares possuem linhas de absorção e emissão muito características nesta faixa espectral, eles podem ser claramente identificados.
O módulo laser de ampla emissão e varredura espectral rápida combina o QCL da Fraunhofer IAF e o scanner de grade MOEMS da Fraunhofer IPMS. Crédito:Instituto Fraunhofer de Física Aplicada do Estado Sólido IAF
Um dos componentes principais do sistema de medição é um módulo laser de ampla emissão e varredura espectral rápida. Ele combina lasers de cascata quântica (QCLs) do Fraunhofer IAF e scanners de grade micro-opto-eletromecânica (MOEMS) do Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems IPMS. O alto brilho da fonte de luz e as propriedades exclusivas do scanner MOEMS permitem espectroscopia de infravermelho a uma taxa de um kilohertz.
Na análise dos resultados de medição, uma rede neural suporta o sistema para minimizar drasticamente a taxa de erro e ao mesmo tempo o tempo de medição necessário.
Demonstração de uso industrial no LASER World of PHOTONICS 2022 Para ilustrar a capacidade do sistema de medição de ser integrado aos processos industriais, a equipe do Fraunhofer IAF desenvolveu um demonstrador prático:uma esteira transportadora move doze comprimidos de aparência idêntica em um blister de comprimido comum. O dispositivo reconhece o conteúdo do blister sem contato em apenas 300 milissegundos. Os resultados da detecção para cada comprimido individual são exibidos imediatamente na tela conectada para que as amostras contaminadas ou carregadas com defeito possam ser classificadas.
A Fraunhofer IAF apresentará o demonstrador de seu sistema de medição baseado em QCL na feira LASER World of PHOTONICS deste ano em Munique, de 26 a 29 de abril de 2022 (Hall A6, estande 441).
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