NIRS XDS Process Analyzer – SingleFiber

Význam tématu

Analýza průběžných procesů pomocí blízké infračervené spektroskopie (NIR) umožňuje okamžité a bezkontaktní sledování kritických parametrů v reálném čase. Tato metoda podporuje optimalizaci výroby, zvyšuje kvalitu výstupu a snižuje náklady na spotřební materiál.

Cíle a přehled studie

Prezentovaný text popisuje NIRS XDS Process Analyzer – SingleFiber jako inovativní nástroj pro inline měření v průmyslových procesech. Hlavním cílem je zajistit rychlou detekci odchylek a podporu kontinuálního řízení kvality ve výrobě díky vzdálenému přenosu optického signálu až do 100 metrů a možnosti sekvenčního měření až na 9 bodech.

Použitá metodika a instrumentace

• Monochromátor XDS se state-of-the-art digitálním enkodérem pro přesné polohování mřížky
• Detektor InGaAs pokrývající oblast 800–2200 nm pro široké spektrální pokrytí
• Jednovláknová optika s průměrem 600 μm a nízkým rozptylem, připojení přes SMA konektory
• Reflektanční, transmítanční a transflektanční sondy pro různé typy vzorků (kapaliny, pevné látky)
• Volitelný multiplexer pro až 9 sekvenčních vzorkovacích bodů
• Software Vision Single-User a Multi-User pro akvizici dat, vývoj metod a validaci (21 CFR Part 11)
• Možnosti provozu v náročných podmínkách: NEMA 4X/IP65, ATEX Zone 0/1/2, různé chladicí moduly a ex-proof konfigurace

Hlavní výsledky a diskuse

Výstupní data ukazují frekvenci 2 skeny za sekundu a vysoce reprodukovatelné výsledky při kontinuálním provozu v rozsahu teplot 0–51 °C. Dálkové měření snižuje náklady na instalaci a údržbu, zatímco robustní konstrukce zajišťuje stabilní výkon v korozních a výbušných prostředích.

Přínosy a praktické využití metody

• Okamžitá detekce odchylek procesních parametrů a rychlá reakce na změny
• Bezpečné inline měření bez nutnosti reagentů a vzorkování
• Snížení nákladů díky centralizaci přístroje a vzdálenému přístupu až z 9 měřicích bodů
• Podpora iniciativ Process Analytical Technology (PAT) a shody s regulačními požadavky FDA

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace NIR spektroskopie s průmyslovým internetem věcí (IIoT), pokročilými algoritmy strojového učení a prediktivní údržbou. Další vývoj směřuje k miniaturizaci senzorů, širšímu spektrálnímu rozsahu a vyšší automatizaci procesů.

Závěr

NIRS XDS Process Analyzer – SingleFiber představuje všestranné a odolné řešení pro real-time kontrolu průmyslových procesů. Kombinace přesné spektroskopie, možnosti vzdáleného měření a modulárního rozšíření zajišťuje efektivní řízení kvality a úsporu provozních nákladů.

Reference

• Metrologická dokumentace NIRS XDS Process Analyzer – SingleFiber, Metrohm AG, 2017, 8.928.5001EN