Industrielle Spektralsysteme

Indus­tri­el­le Spek­tral­sys­te­me kom­bi­nie­ren Spek­tro­sko­pie, che­mo­me­tri­sche Model­le, Sen­sor­hard­ware und Auto­ma­ti­sie­rungs­schnitt­stel­len zu ska­lier­ba­ren Inspek­ti­ons-Work­flows für Mate­ri­al­i­den­ti­fi­ka­ti­on, Qua­li­täts­kon­trol­le und Prozessüberwachung.

Sie erwei­tern die Spek­tro­sko­pie über manu­el­le Mes­sun­gen hin­aus, indem sie por­ta­ble Mach­bar­keits­prü­fun­gen, Modell­ent­wick­lung und indus­tri­el­le Imple­men­tie­rung mit­ein­an­der verbinden.

Von portablen Messungen zur industriellen Inspektion

Vie­le Spek­tro­sko­pie­pro­jek­te begin­nen mit einer ein­fa­chen Fra­ge: Lässt sich der rele­van­te Mate­ri­al­un­ter­schied zuver­läs­sig messen?

Por­ta­ble NIR-Spek­tro­sko­pie ist häu­fig der ers­te Schritt. Sie ermög­licht schnel­le Mach­bar­keits­prü­fun­gen mit rea­len Pro­ben, bevor in auto­ma­ti­sier­te Inspek­ti­ons­platt­for­men oder hyper­spek­tra­le Bild­ge­bungs­sys­te­me inves­tiert wird. 

Systemarchitektur

Eine ska­lier­ba­re Archi­tek­tur für spek­tra­le Sen­so­rik folgt typi­scher­wei­se drei Stufen:

  1. Por­ta­ble Spek­tro­sko­pie: ers­te Mach­bar­keits­prü­fung und Material-Screening.
  2. Spek­tra­le Intel­li­genz: Ent­wick­lung, Vali­die­rung und Inter­pre­ta­ti­on che­mo­me­tri­scher Modelle.
  3. Indus­tri­el­le Imple­men­tie­rung: Über­füh­rung in auto­ma­ti­sier­te Sys­te­me, Inline-Inspek­ti­on oder hyper­spek­tra­le Bildgebung.

Typische Komponenten

  • NIR-, MIR- oder hyper­spek­tra­le Sensorhardware
  • Beleuch­tung und Messgeometrie
  • Reprä­sen­ta­ti­ve Probendatensätze
  • Ent­wick­lung che­mo­me­tri­scher Modelle
  • Soft­ware zur Echtzeitverarbeitung
  • Indus­tri­el­le Schnitt­stel­len für Inspek­ti­on, Sor­tie­rung oder Prozessregelung

Wann industrielle Spektralsysteme relevant sind

Die indus­tri­el­le Imple­men­tie­rung wird rele­vant, wenn manu­el­le Mes­sun­gen nicht mehr aus­rei­chen und die Anwen­dung eine wie­der­hol­ba­re, ska­lier­ba­re und pro­duk­ti­ons­ori­en­tier­te Inspek­ti­on erfordert.

  • Inline-Mate­ri­al­klas­si­fi­zie­rung
  • Auto­ma­ti­sier­te Kontaminationsdetektion
  • Über­wa­chung der Char­gen- und Lieferantenkonsistenz
  • Hyper­spek­tra­le Bild­ge­bung für räum­lich auf­ge­lös­te Inspektion
  • Qua­li­täts­kon­trol­le in Kunst­stof­fen, Recy­cling, Tex­ti­li­en und der indus­tri­el­len Produktion

Implementierungspfad

Wir emp­feh­len ein stu­fen­wei­ses Vor­ge­hen. Zunächst wird por­ta­ble Spek­tro­sko­pie ein­ge­setzt, um die Mach­bar­keit zu bewer­ten. Anschlie­ßend wer­den reprä­sen­ta­ti­ve Daten­sät­ze genutzt, um che­mo­me­tri­sche Model­le zu ent­wi­ckeln und zu vali­die­ren. Schließ­lich wer­den vali­dier­te Model­le in indus­tri­el­le Spek­tral­sys­te­me übertragen. 

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Hyperspektrale Bildgebung

Hyper­spek­tra­le Bild­ge­bung ergänzt jedes Bild­pi­xel um spek­tra­le Infor­ma­tio­nen. Dadurch wer­den Inspek­ti­ons­auf­ga­ben mög­lich, die mit kon­ven­tio­nel­len RGB-Kame­ras nicht lös­bar sind – ins­be­son­de­re, wenn visu­ell ähn­li­che Mate­ria­li­en che­misch unter­schie­den wer­den müssen. 

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