오늘날의 산업 환경을 탐색하는 것은 역동적 인 규제 문제, 신흥 기술 및 글로벌 경쟁으로 혁신과 창의성을 높이는 제조업체의 지속적인 과제입니다.
응용 스펙트럼 지식이 결정적인 결과를 제공하는 방법
결과적으로 제조업체는 공급망을 관리하고 폐기물 및 사양을 벗어난 제품을 줄이며 생산 수율을 높이는 더 나은 방법을 모색합니다. 일부의 경우, 적은 비용 절감과 약간의 프로세스 개선만으로도 성공을 달성하고 강력한 브랜드를 구축하거나 단순히 생존하고 사후에 생각하는 것의 차이가 될 수 있습니다.
바로 여기에서 분광계 , 카메라 및 다중 스펙트럼 센서 와 같은 광학 감지 솔루션이 등장 합니다. Ocean Insight는 강력하고 확장 가능한 감지 도구와 심도 깊은 응용 지식, 설계 및 제조 전문 지식을 제공하여 고객이 산업 응용 분야의 미지의 세계를 열 수 있도록 도와줍니다. 머신 러닝 및 맞춤형 알고리즘 개발 기능 은 또 다른 통찰력을 제공합니다.
산업 공정에 광학 감지를 선택해야하는 이유
초기에, 분광법 은 빛이 물질과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 연구입니다. 스펙트럼 측정은 샘플에 또는 샘플을 통해 빛을 비추고 흡수 및 산란을 통해 샘플에 의해 제거 된 빛의 파장을 보여주는 스펙트럼을 캡처하는 것입니다. 특정 파장의 빛이 공정 라인의 시료와 어떻게 상호 작용하는지에 대한 정보를 통해 제조업체는 스펙트럼 지문을 통해 시료를 실시간으로 식별하거나 성분의 화학적 조성 및 농도를 결정할 수 있습니다.
산업 공정의 인라인 모니터링을 통해 제조업체는 원료에서 완제품에 이르는 생산을 관리 할 수 있습니다. 공정 전반에 걸쳐 중요한 단계에서 광학 감지 측정을 수행 할 수있어 매개 변수가 지정된 범위를 벗어날 때 신속하게 개입 할 수 있습니다. 보다 엄격하게 제어되는 프로세스는 폐기물을 줄이고 제품 품질을 일관되게 유지합니다.
분광법은 원자재, 공정 및 완제품을 모니터링하는 기기에서 풍부한 정보를 얻을 수있는 산업 환경에 적합합니다. 비접촉식, 비파괴 스펙트럼 측정은 생산 라인에 쉽게 배치되어 공정 모니터링 및 제어를 실시간으로 수행 할 수 있습니다 (그림 1). 가시 광선 및 적외선 파장에서 고 대비 스펙트럼 정보를 추출하기 위해 맞춤형 이미징 시스템을 공정 설정에 통합 할 수 있습니다.
그림 1 : 로봇 암의 FD-D8R 색상 검사 시스템.
일부 예제 응용 프로그램
●균일 한 제품 외관을위한 색상 측정
●코팅 공정 중 유리 또는 기타 코팅 제품의 일관성
●완제품의 결함 감지
●디지털 디스플레이 품질 및 일관성
●반도체 프로세스 모니터링 및 제어를위한 엔드 포인트 탐지
●오염 물질 및 간질 식별
●인바운드 원료 식별 및 제품 품질 보증
●광도, 색상 및 품질 측정
●산소, pH 및 수분 함량과 같은 중요한 공정 매개 변수 모니터링
●과일 및 채소를 포함한 제품의 분류 및 등급
●샘플의 테스트 및 검증
검출기, 광원 및 샘플링 옵틱 선택의 유연성으로 인해 프로세스 흐름에 대한 계측을 심층적으로 구현할 수 있으며 멀티 포인트 샘플링 및 중복 감지를위한 설정 최적화가 훨씬 간단 해집니다.
또한 인공 지능 및 기계 학습과 같은 디지털 도구를 방대한 데이터 세트에 적용하거나 복잡한 스펙트럼 분석에 사용할 수 있으므로 샘플 품질, 신뢰성 및 기타 기준에 대한 실시간 통찰력을 사용자에게 제공 할 수 있습니다.
산업 환경에서의 측정 과제
24 시간 공정 라인과 가혹한 작동 조건을 갖춘 까다로운 산업 환경에서 광학 감지 기능은 공정 라인을 실시간으로 모니터링하고 제어하는 기능을 추가합니다. 정확하고 반복 가능한 데이터를 유지하려면 기존 프로세스 라인에 원활하게 통합 할 수있는 스마트하고 견고한 계측이 필요합니다 (그림 2).
그림 2 : 고속 생산 라인
광범위한 온도 변동 및 먼지와 먼지의 존재와 같이 측정에 영향을 줄 수있는 상황은 산업별 견고한 계측기 설계를 통해 해결됩니다. 인라인 공정 모니터링 분광법 솔루션을 사용하면 제조업체가 인라인 측정을 지속적으로 수행 할 수 있으므로 제품을 오프라인에서 즉시 확인할 필요가 없습니다.
공정 모니터링을 위해서는 최적의 샘플링 인터페이스를 설계하고 구현하는 것이 중요합니다. 예를 들어 흡광도를위한 샘플링 액세서리의 선택은 다양한 요소에 따라 다릅니다. 고려해야 할 기준 중에는 시료 매체 (액체 또는 기체)가 있습니다. 샘플의 광학 밀도; 그리고 측정이 인라인, 온라인 또는 오프라인으로 이루어질 지 여부. 프로세스 스트림에서 측정하려면 스트림에 담글 수있는 투과 딥 프로브 또는 플로우 셀이 필요합니다.
다른 시나리오는 다른 구성 요소와 방법을 제안 할 수 있습니다. 예를 들어, 곡물 및 사료와 같은 불균일 한 시료에는 "동적"샘플링이 사용됩니다. 동적 샘플링은 회전 또는 선형 모션을 사용하여 평균 (대표) 신호를 측정하는 기술입니다. 결과에서 지역화 된 분산을 제거하여 측정을 향상시킵니다.
산업 환경에서 또 다른 고려 사항은 샘플 가용성입니다. 즉, 스펙트럼간에 유용한 상관 관계를 만들려면 세 가지 중요한 요소가 필요합니다.
●의미있는 상관 관계를 만들기에 충분한 샘플
●해당 샘플 내에서 충분한 가변성
●샘플 매개 변수에 대한 정확한 정보 (직접 관찰) (종종 비싼 실험실 테스트가 필요함)
Ocean Insight의 광학 감지 도구 및 통찰력을 통해 고객은 데이터에서 다양한 품질, 등급 및 기타 매개 변수를 도출하는 알고리즘을 개발할 수 있습니다.
산업용 애플리케이션을위한 스펙트럼 솔루션
Ocean Insight는 환경과 상관없이 측정 문제를 해결하고 답변을 제공 할 수있는 다양한 모듈 식 분광기 솔루션을 제공합니다. 소형 분광계 및 스펙트럼 센서, 멀티 스펙트럼 카메라 및 화학 센서는 원료의 인바운드 검사, 공정 모니터링을위한 생산 라인에서의 배치 또는 품질 보증 실험실 또는 at-line 테스트에 이상적입니다. 통합 옵션은 개별 분광기 구성 요소 (분광계, 광원, 샘플링 액세서리)에서 생산 장비와 통신하기위한 맞춤형 소프트웨어 또는 드라이버를 포함한 서브 시스템 및 턴키 솔루션에 이르기까지 다양합니다. 알고리즘 개발 및 머신 러닝은 또 다른 수준의 통찰력을 제공합니다.
모듈 식 분광기 구성 요소는 가장 열악한 환경에서도 탁월한 성능으로 안정적이고 견고합니다. 일반적인 샘플링 구성에는 표면의 비접촉 측정, 슬립 스트림을 측정하기위한 플로우 셀 및 프로세스 스트림에 직접 배치 된 딥 프로브가 포함되어 프로세스 조건 및 매개 변수에 대한 실시간 데이터를 제공합니다.
공정 모니터링을 위해 설계된 분광계에는 산업용 연결 및 산업용 장비와 인터페이스하기위한 다양한 통신 프로토콜이 있습니다. 오늘날의 스펙트럼 시스템은 정확하고 신뢰할 수있는 성능을 발휘하여 공정 분석 기술 요구 사항을 충족하기위한 추적 성 및 품질 보증을위한 데이터 무결성을 제공합니다.
