Chemische Online-Analyse während des Produktionsprozesses 

Spektrometer, Spektroskope

Über große Distanzen 

Polytec, Waldbronn, hat das CCD-Minispektrometer-Exemplar des US-amerikanischen Herstellers B&WTek in sein Lieferprogramm aufgenommen. Das Minispektrometer beinhaltet einen Prozessor für die Mittelung, Glättung und automatische Dunkelstromreduzierung der Analysewerte zusammen mit einer Temperaturkompensation. Die Übertragung via USB  3.0 erlaubt mit einer Rate von 900 Spektren pro Sekunde eine schnelle Weiterleitung der aufbereiteten Spektraldaten. Die Trigger-Verzögerung von 14 Nanosekunden sowie ein Gate-Jitter von ± 1 Nanosekunde sollen Multichannel-Anwendungen ermöglichen, das heißt die simultane Nutzung von bis zu 16 Spektromodulen. Die Belichtungszeit ist einstellbar, dadurch lässt sich das Signal-Rausch-Verhältnis kontrollieren. Das Minispektrometer verfügt über einen 2048-Elemente-CCD-Detektor, und der Konfigurationsbereich liegt zwischen 200 und 1050 Nanometern mit spektralen Auflösungen von 0,5 bis 4,0 Nanometern. Ein Einsatzbereich ist die Überwachung von Prozessen in der Produktion und der Qualitätssicherung. 

Prozessor integriert 

CCD-Minispectrometer Exemplar  

Cubert, Ulm, bietet ein Flächenspektrometer zur berührungslosen chemischen Analyse von nahezu jedem Gegenstand. Bei ihm kommt eine neuartige Technik zum Einsatz, aufgrund derer eine spektroskopische Videoanalyse in Echtzeit möglich sein soll. Dieses erstmals auf dem europäischen Markt erhältliche System lässt sich in vollkommen neuen Anwendungsfeldern einbinden, erklärt der Hersteller. Die Arbeit mit der Kamera ähnelt dabei den weitläufig verwendeten monochromen und mehrfarbigen Industriekameras mit dem einzigen Unterschied, dass anstelle der Intensität oder eines Farbkanals die chemische Signatur des zu kontrollierenden Prozesses beobachtet wird. 

Flächenspektrometer. 

Chemische Analyse 

Datacolor, Dietlikon/Schweiz, bietet das tragbare Referenz-Spektralfotometer Datacolor 45G an. Es verfügt über eine integrierte Glanzmessung, mit der eine gleichzeitige Messung von Glanz und Farbe zur Qualitätskontrolle möglich sein soll. Ebenso können Farberscheinungen auf lackierten Oberflächen, Kunststoffteilen, Verpackungsaufdrucken, Kfz-Teilen und anderen Industriegütern analysiert werden. Auswirkungen von Grundfarbe, Glanz und Textur auf das allgemeine visuelle Erscheinungsbild lassen sich ebenfalls ermitteln. Gerade beim Einsatz von verschieden gefertigten Teilen ist eine visuelle Abstimmung von großer Bedeutung. Der Hersteller gibt an, dass mit dem Spektralfotometer eine Qualitätskontrolle zahlreicher Komponenten nach strengen Toleranzwerten durchführbar ist. Somit soll eine konsistente Farberscheinung sichergestellt werden. 

Farbe analysieren 

Referenz-Spektralfotometer Datacolor 45G 

Bei der Wareneingangsprüfung lässt sich der Reinheitsgradbestimmung von Werkstoffen mit dem Emissionsspektrometer Q8 Magellan und dem Softwarepaket MCI von Bruker Elemental, Kalkar, bestimmen. Alternativ kann das Gerät neben der Bestimmung der chemischen Komposition auch Aufschluss über den Reinheitsgrad und den Sauerstoffgehalt geben. Diese Bewertung mittels der optischen Funken-Emissionsspektrometrie kann zusammen mit der Elementanalyse erfolgen. Der zeitliche Mehraufwand ist laut Hersteller mit wenigen Sekunden vernachlässigbar, und auch die Probenvorbereitung soll einfach sein. Zudem erfolgt auch diese Bewertung mit der gleichen Ausrüstung.Das Funken-Emissionsspektrometer arbeitet besonders zuverlässig, flexibel und ist einfach handhabbar, erklärt der Hersteller. Aufgrund der umfassenden Kombinationsmöglichkeiten aller Messparameter soll eine hohe Analysequalität erzielt werden. 

Funken-Emissionsspektrometer. 

Bewertung des Reinheitsgrads 

Für die hyperspektrale Qualitätskontrolle ist das kleine und leichte vollauflösende Bildspektrometer UHD 185 von Cubert, Ulm, vorgesehen. Seine Technik vereint die Genauigkeit einer Hyperspektralkamera mit dem geringen Gewicht einer Fotokamera, erklärt die Firma. Dadurch sollen Hyperspektralaufnahmen in Bild und Video auch auf schwierigem Gelände möglich sein. In 1 ms liegen vollaufgelöste Hyperspektralpixel von sichtbaren Wellenlängen bis zum nahen Infrarot vor. Die erfassten Pixel werden während des Flugs in Echtzeit an die Basisstation übermittelt, sodass die Hyperspektralaufnahmen direkt vom Anwender analysiert werden können. 

Bildspektrometer. 

Direkt analysieren 

Um einen weiteren NE-Einsatzbereich hat Bruker, Kalkar, das optische Emissionsspektrometer Q2 ION erweitert. Nun können auch die als Zamak bezeichneten Legierungen für den Zinkdruckguss analysiert werden, wie zum Beispiel ZL0400, ZL0410 und ZL0430. Aber auch die Bestandteile von Galvanikzink und weitere Legierungen auf Zinkbasis sollen sich schnell, präzise und zuverlässig bestimmen lassen. 

ptisches Emissionsspektrometer Q2 ION (Foto: Bruker) 

Metallanalysator. 

Analysiert Zamak 

Den portablen Bogen/Funken-Metallanalysator Spectroport präsentiert Spectro aus Kleve. Laut Unternehmen lässt sich  das Gerät genauso leicht bedienen wie  ein Handspektrometer und ermöglicht so einen ermüdungsarmen Betrieb. Es liefert schnelle Ergebnisse, bietet eine hohe Mobilität und intuitiven Bedienkomfort und erfordert nur einen minimalen Standardisierungsaufwand. 

Metalle analysieren 

Ein kombiniertes Raman-LIBS-System vereint die Stärken zweier Spektroskopie-Verfahren und ermöglicht so eine schnelle und präzise Analytik von Werkstoffen. 

Durch den Einsatz von drei Lasern wird die jeweilige Analytik für unterschiedliche Proben optimiert. (Quelle: LTB Lasertechnik Berlin) 

Lasergestützte Partikelanalyse 

Lasermesstechnik

Messgeräte für Partikel

Chemischen Fingerabdruck per Laser untersuchen 

Mit dem mobilen optischen Emissionsspektrometer von Elementar, Langenselbold, lässt sich bei einem Duplexstahl der Grade¿2205 festzustellen, ob problemloses Schweißen möglich ist. Und das an jedem Ort und zu jedem Zeitpunkt in der Prozesskette. 

Mit dem mobilen optischen Emissionsspektrometer lässt sich untersuchen, ob der gelieferte Stahl schweißbar ist. © Elementar 

Schweißen oder nicht schweißen? 

Für die Inline-Farbmessung hat Colorlite ein Spektralphotometer entwickelt, das sich durch hohe Messgenauigkeit und -stabilität auszeichnet. Dadurch können aufwendige Laboranalysen entfallen.  

Spektralphotometer für die 100-Prozent-Farbkontrolle © Colorlite 

Farbmessgeräte

Präzise Farbkontrolle im Fertigungsprozess  

Mit dem Funkenspektrometer OE750 präsentiert Hitachi High-Tech, Uedem, eine neue Generation von Funkenspektrometern. Damit lässt sich das gesamte Spektrum von Elementen in Metallen analysieren. 

Mit dem Funkenspektrometer lässt sich das gesamte Spektrum von Elementen in Metallen analysieren. © Hitachi High-Tech Analytical Science 

Analysegeräte

Elementanalyse in Metallen 

Mit elektrothermischer Verdampfung (ETV) beim Zuführen von Proben gelingt es Spectro, Kleve, die Mess­empfindlichkeit des ICP-OES-Spektrometers Spectro Arcos in werkstoffanalytischen Anwendungen zu steigern. Laut Angabe des Herstellers können dadurch erheblich niedrigere Nachweisgrenzen erreicht werden. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit  sollen  so neue Anwendungsbereiche in der Feststoffanalyse erschlossen werden. Bei der elektrothermischen Verdampfung werden die Feststoffproben in einem Ofen bei bis zu 3000 Grad Celsius verdampft. Dann wird der Analyt unverdünnt über einen Gasstrom dem Gerät als trockenes Aerosol zugeführt. Die Verdampfung der Probe dauert zwei Minuten. Dies verschiebt den Empfindlichkeitsbereich auf wenige Mikrogramm pro Kilogramm. Bei Reinmetallen soll damit eine erheblich größere Probenmenge analysiert werden können, und so sollen sich Homogenitätsunterschiede innerhalb der Probe weniger stark auswirken. Auch schlecht lösliches keramisches Material wie Siliziumcarbid muss nicht mehr langwierig vorbehandelt werden. 

Spectro Analytical Instruments GmbH 

https://www.spectro.com

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432915 p_spectro_QZ_3_2013

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