Fraunhofer IAF ha desarrollado un sistema de medición integrable en colaboración con Fraunhofer CAP para aplicaciones de prueba en las industrias farmacéutica, química y alimentaria. Crédito:Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido IAF
Garantizar la calidad sin perder tiempo:las empresas de la industria farmacéutica, química y alimentaria en particular dependen de cumplir con los más altos requisitos de calidad y, al mismo tiempo, optimizar los procesos de producción. Para tales aplicaciones, Fraunhofer IAF ha desarrollado un sistema de medición integrable en colaboración con el Centro Fraunhofer de Fotónica Aplicada. Utiliza visión artificial para detectar muestras específicamente y verificarlas sin contacto en unos pocos milisegundos mediante espectroscopia infrarroja basada en láser.
Con un sistema de medición de espectroscopia infrarroja basado en láser y con capacidad en línea, los investigadores del Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido IAF quieren ayudar a las empresas industriales de la industria farmacéutica, química y alimentaria a hacer que las medidas de garantía de calidad y los controles de procesos sean más confiables y en al mismo tiempo más eficiente. El sistema se caracteriza por un diseño flexible y una alta velocidad de escaneo espectral que le permite integrarse en los sistemas de inspección visual existentes, lo que permite una inspección espectroscópica completa.
"El sistema de medición demuestra vívidamente el gran beneficio de la espectroscopia infrarroja basada en láser para los sectores industriales en los que los productos deben verificarse o diferenciarse de manera confiable y rápida", enfatiza el Dr. Marko Härtelt, gerente de proyecto responsable de Fraunhofer IAF.
Espectroscopía de retrodispersión de infrarrojo medio por QCL y escáner de rejilla MOEMS
Las ventajas específicas del sistema resultan del método de espectroscopia de retrodispersión en el infrarrojo medio con longitudes de onda en el rango de 4 a 12 μm. Dado que los compuestos moleculares tienen líneas de absorción y emisión muy características en este rango espectral, pueden identificarse claramente.
El módulo láser de emisión amplia y escaneo espectralmente rápido combina QCL de Fraunhofer IAF y el escáner de rejilla MOEMS de Fraunhofer IPMS. Crédito:Instituto Fraunhofer de Física Aplicada del Estado Sólido IAF
Uno de los componentes centrales del sistema de medición es un módulo láser de escaneo rápido espectral y de amplia emisión. Combina láseres de cascada cuántica (QCL) de Fraunhofer IAF y escáneres de rejilla micro-opto-electromecánicos (MOEMS) del Instituto Fraunhofer para Microsistemas Fotónicos IPMS. El alto brillo de la fuente de luz y las propiedades únicas del escáner MOEMS permiten la espectroscopia infrarroja a una velocidad de un kilohercio.
En el análisis de los resultados de la medición, una red neuronal apoya al sistema para minimizar drásticamente la tasa de error y al mismo tiempo el tiempo de medición requerido.
Demostración de uso industrial en LASER World of PHOTONICS 2022
Para ilustrar la capacidad del sistema de medición para integrarse en los procesos industriales, el equipo de Fraunhofer IAF ha desarrollado un demostrador práctico:una cinta transportadora mueve doce tabletas de aspecto idéntico en un blíster de tabletas común. El dispositivo reconoce el contenido del blíster sin contacto en solo 300 milisegundos. Los resultados de la detección de cada tableta individual se muestran inmediatamente en la pantalla conectada para que se puedan clasificar las muestras contaminadas o cargadas de manera defectuosa.
Fraunhofer IAF presentará el demostrador de su sistema de medición basado en QCL en la feria comercial LASER World of PHOTONICS de este año en Munich del 26 al 29 de abril de 2022 (Pabellón A6, Stand 441). Espectroscopia de huellas dactilares en un milisegundo
