Lösungen für Spektroskopie und industrielle Bildverarbeitung
Die NIR-Spektroskopie oder Nahinfrarotspektroskopie ist eine Analysetechnik zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung und bestimmter physikalischer Eigenschaften verschiedener Materialien und Produkte, indem sie die Wechselwirkung zwischen optischer Strahlung (Licht) und den molekularen und atomaren Strukturen dieser Materialien untersucht. Daher ist NIR ein weit verbreitetes Verfahren in der Analyse von Lebensmitteln, Getreide, Gemischen sowie pharmazeutischen, chemischen und kosmetischen Produkten und wird auch in anderen Branchen eingesetzt, z. B. bei Kunststoffen für die Identifizierung von Polymeren, im Recycling oder in der Holzindustrie.
In der Praxis beinhaltet die NIR-Spektroskopie die Entwicklung von Modellen des maschinellen Lernens, die spektrale Informationen in quantitative oder qualitative Analysewerte umwandeln.
Die Spektroskopie – und insbesondere die NIR-Spektroskopie – entwickelt sich zu einem vielseitigen, robusten Instrument im Rahmen der so genannten „PAT“ (Process Analytical Technologies) oder Prozessanalytik, also der Kontrolle von Produktionsprozessen und der Qualität des Endprodukts, und zwar indem man in Echtzeit und direkt an der Fertigungslinie (inline) die Zusammensetzung und physikalischen Eigenschaften des herzustellenden Produkts erkennt und nicht nur Informationen über die Prozessbedingungen hat.
Aus diesem Grund reicht ihre Anwendbarkeit von der genauen Bestimmung des Wassergehalts bis hin zur Bestimmung des endgültigen Mischpunkts, ganz zu schweigen vom Aushärtungsgrad (Polymerisation), der Identifizierung von zu trennenden Materialien, der Validierung von Rohstoffen oder sogar der Aufdeckung von Anomalien aufgrund von Unfällen oder betrügerischen Praktiken.
Der offensichtliche Vorteil ist der geringere Zeitbedarf, bis das Ergebnis vorliegt und eine Entscheidung über den weiteren Prozess getroffen werden kann. Mit einer spektroskopischen Sonde erhält man das Ergebnis in Sekundenbruchteilen, während Laborsonden Stunden bis Tage brauchen.
Da die Bestimmung vollautomatisch abläuft, entfallen auch die verzerrenden Faktoren, die bei herkömmlichen Analysen durch menschliche Eingriffe sowohl bei der Probenahme als auch bei der Analyse eintreten können.
Die Inline-NIR-Spektroskopie eignet sich in der Regel nicht für die Bestimmung von Konzentrationen unter 0,1 Gew.-%, wobei 0,05 Gew.-% ein recht gängiger Schwellenwert für die Inline- oder Echtzeitanwendung dieser Technologie ist.
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