APLICACIONES DE DETECCIÓN ÓPTICA EN EL SECTOR INDUSTRIAL

El desafío para los fabricantes del sector industrial encarna temas como normativas, tecnologías emergentes, competencia global, innovación y creatividad. De esto surge la búsqueda de nuevas y mejores formas de gestionar las cadenas de suministro, reducción de residuos junto a los productos fuera de rango, a su vez aumentar los rendimientos de producción.

Industrial

Para algunos, incluso pequeños ahorros y mejoras en los procesos de menor importancia pueden ser la diferencia entre el éxito y el logro de la construcción de una marca fuerte o simplemente sobrevivir y ser una ocurrencia tardía. Es en este marco donde las soluciones de sensores ópticos como espectrómetros, cámaras y sensores multiespectrales ofrecen robustas y escalables herramientas de detección y aplicación del conocimiento, el diseño y la experiencia de fabricación.

Gestionar la medición en entornos industriales

La espectroscopia estudia cómo la luz interactúa con la materia. Las medidas espectrales implican luz brillante sobre o a través de una muestra y la captura de un espectro que muestra las longitudes de onda de luz retirados por la muestra a través de absorción y dispersión. Con información sobre cómo longitudes de onda específicas de la luz interactúan con las muestras en una línea de proceso, los fabricantes pueden identificar las muestras en tiempo real a través de una huella espectral o determinar la composición química y concentración de los componentes.

El monitoreo en línea de los procesos industriales permite a los fabricantes gestionar la producción de materias primas hasta los productos terminados. Las mediciones de detección ópticas se pueden hacer en las etapas críticas en todo el proceso, lo que permite la intervención rápida cuando los parámetros van más allá de los rangos especificados. Un proceso estrechamente controlado conduce a menos residuos y la calidad del producto más sostenible.

La espectroscopia es muy adecuada para entornos industriales, donde una gran cantidad de información se puede derivar de la instrumentación que se monitorea del material en bruto, procesos y productos terminados. Sin contacto, las mediciones espectrales no destructivas se despliegan fácilmente a través de una línea de producción para la supervisión de procesos y el control en tiempo real. Los sistemas de imágenes de encargo pueden ser integrados en configuraciones de proceso de extracción de alto contraste información espectral a longitudes de onda visibles e infrarrojas específicas.

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En clave de medición industrial

  • Las mediciones de color para asegurar la apariencia uniforme del producto.
  • La consistencia del vidrio o de otros productos recubiertos durante el proceso de recubrimiento.       
  • La detección de defectos en los productos terminados, calidad de visualización digital y la consistencia.
  • Detección de punto final para el seguimiento y el control de procesos de semiconductores.
  • Identificación de los contaminantes y adulterantes.
  • Identificación de las materias primas entrantes y aseguramiento de la calidad de los productos.
  • Intensidad de la luz, el color y la medición de la calidad.
  • Seguimiento de los parámetros críticos del proceso como el oxígeno, el pH y el contenido de humedad.
  • Selección y clasificación de productos, incluyendo frutas y verduras.
  • Las pruebas y la calificación de las muestras.

Además, la flexibilidad en la selección de los detectores, fuentes de luz y la óptica de muestreo permite una aplicación más profunda de la instrumentación en flujos de proceso, y hace que sea mucho más simple optimizar las configuraciones para el muestreo multipunto y de detección redundante.

Conjuntamente, las herramientas digitales como la inteligencia artificial y aprendizaje automático se pueden aplicar a conjuntos de datos masivos o se utilizan para el análisis espectral complejo, proporcionando a los usuarios información en tiempo real sobre la calidad de la muestra, la autenticidad y otros criterios.

Industria

Desafío metrológico en entornos industriales

En entornos industriales exigidos, donde las líneas de proceso se mueven al compás de las agujas del reloj y en condiciones de funcionamiento exigidas, la detección óptica añade la supervisión de procesos en tiempo real y control. El mantenimiento de datos precisos y repetibles requiere instrumentación inteligente, además de robusta y que pueda integrarse a la perfección en la línea de proceso existente.

Las circunstancias que puedan afectar las mediciones, como grandes oscilaciones de temperatura y la presencia de polvo y suciedad, se abordan mediante el diseño de instrumentos rugosos, específicos para cada industria. La disponibilidad de soluciones de espectroscopia de supervisión de procesos en línea elimina la necesidad de detectar y comprobar en línea de productos.

También el diseño e implementación de la interfaz de muestreo óptimo es crítico para la supervisión de líneas de proceso. Por ejemplo, la elección de un accesorio de muestreo para determinar la absorbancia depende de varios factores. Entre los criterios a considerar son los medios de comunicación de la muestra (líquido o gas); la densidad óptica de la muestra; y si la medición se realizará en línea, o fuera de línea. Para mediciones en una corriente de proceso, es probable que se tenga una  sonda para la transmisión o la celda de flujo  que puede ser sumergida en la corriente.

Otros escenarios pueden sugerir diferentes componentes y métodos. Por ejemplo, con muestras no homogéneas tales como granos y de alimentación, se utiliza el muestreo “dinámico”. Muestreo dinámico es una técnica donde se utiliza el movimiento de rotación o lineal para medir una señal media (representante). Esto elimina la variación localizada de los resultados, la mejora de las mediciones.

Otra consideración en entornos industriales es mostrar la disponibilidad -es decir, para crear una correlación útil entre espectros, uno necesita tres elementos importantes:

  • Muestras suficientes de las cuales hacer correlaciones significativas.
  • Variabilidad suficiente dentro de esas muestras.
  • Realidad del terreno (observación directa) de los parámetros de la muestra (que a menudo requiere costosas pruebas de laboratorio).

Metrología

Con las herramientas de detección óptica y visión se está con la capacidad de desarrollar algoritmos para derivar calidad, la clasificación y otros parámetros de los datos. Donde con una gama de soluciones de espectroscopia modulares ofrece resolver retos de medición, proporcionando respuestas, independientemente del entorno.

Para este caso, compactos espectrómetros y sensores espectrales, cámaras multiespectrales y sensores químicos son ideales para la inspección de entrada de las materias primas, el despliegue en una línea de producción, para el control de procesos o para uso en laboratorios de control de calidad o en la línea de prueba.  Las opciones de integración van desde componentes individuales de espectroscopia (espectrómetros, fuentes de luz, accesorios de muestreo) a los subsistemas y soluciones llave en mano que incluyen software o controladores para comunicarse con el equipo de producción a medida.

Más información: www.oceanoptics.com

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