Kvantový senzor zlepšuje procesní a kontrolu kvality prostřednictvím analýzy částic v reálném čase

Kvantový senzor částic detekuje a třídí částice v kapalinách, plynech nebo jako prášky podle velikosti, počtu, složení a v budoucnu také podle tvaru.

U analýzních a výrobních procesů stejně jako v laboratořích a technologiích zpracování hraje klíčovou roli kvalita surovin a vstupních materiálů. Podrobné informace o velikosti, počtu, složení a rozložení částic přispívají ke kontrole procesu a zajištění kvality. Na veletrhu Analytica v Mnichově představuje německý high-tech startup Q.ANT kompaktní senzor částic pro průmyslové aplikace, který umožňuje tyto parametry sledovat v reálném čase. Senzor založený na kvantové technologii a patentovaný nabízí skutečnou přidanou hodnotu pro řadu odvětví: od aditivní výroby přes biotechnologie, keramický průmysl, materiálové a chemické odvětví až po úpravu vody, zdravotnickou techniku a kosmetiku.

Rychlé rozpoznání tvaru bez kamery

Místo odebírání vzorků a jejich analýzy v laboratoři, což je v mnoha odvětvích stále standardní, získávají uživatelé okamžitou zpětnou vazbu o kvalitě a složení složek. Senzor zachycuje a analyzuje částice v surovinách a vstupních materiálech, a to bez ohledu na médium, které může být kapalné, plynné nebo práškové. Kontrola procesu, optimalizace a řízení kvality jsou tak možné v reálném čase. Kromě velikosti, počtu a rozložení jednotlivých částic bude senzor vyvinutý společností Q.ANT schopen také v reálném čase klasifikovat tvar částic. To umožňuje použitá kvantová technologie ve spojení s umělou inteligencí, která může být natrénována tak, aby rozlišovala předdefinované tvary, například eliptické nebo sférické od kulových částic, což umožňuje také identifikaci aglomerátů. Za tímto účelem musí být AI natrénována na konkrétní „případy použití“ neboli aplikační scénáře.

Široké spektrum použití

Existuje mnoho odvětví a oblastí použití pro senzor částic, který může být také použit ve spolupráci s jinými měřicími metodami a mechanismy. Například kvantový senzor může monitorovat řasové buňky v bioreaktorech a například rozpoznat odumřelé buňky, jakmile změní svůj tvar. Řídicí systém zařízení pak může zasáhnout regulativně, aniž by bylo nutné odebrat vzorky z reaktoru. Dalším příkladem je úprava vody: AI rozpozná kontaminace, například způsobené těžko detekovatelnými bakteriemi nebo jinými mikroby, což umožňuje zpětnou vazbu na proces čištění. V aditivní výrobě pomocí 3D tisku, stejně jako v kovovém, keramickém a cementárenském průmyslu, analyzuje kvantový senzor různé druhy práškových zrn, z nichž mohou vyplývat specifické vlastnosti materiálu. Další možné oblasti použití jsou chemický a kosmetický průmysl, například analýza pigmentů pro vývoj barev a textur.

Q.ANT nabízí partnerství pro specifické případy použití

Aby mohl být vyvinut konkrétní aplikační scénář, nabízí Q.ANT zájemcům o spolupráci partnerství. „Nabízíme průmyslu přístup k této nové technologii již v rané fázi řešení složitých problémů, aniž by bylo nutné absolvovat dlouhé vývojové cykly,“ říká Vanessa Bader, Customer Project Engineer ve společnosti Q.ANT. „Naši partneři mají možnost společně s námi integrovat kvantový senzor do svých výrobních procesů a přizpůsobit ho svým použitím.“ Q.ANT, který novou technologii patentoval, aktuálně nabízí dva senzory částic s různými měřicími rozsahy: od 2 do 50 mikrometrů a od 20 do 700 mikrometrů. „S tímto rozsahem pokrýváme většinu aplikací v průmyslové výrobě,“ říká Bader. Pilotní projekty ukazují na velmi vysokou kvalitu dat. Například AI dokáže rozlišit mezi částicovými aglomeráty v kovových prášcích a jednotlivými částicemi stejné velikosti.

Kompaktní senzor je snadno ovladatelný a rychle integrovatelný

Další výhodou je, že kompaktní kvantový senzor se vejde na jakýkoli laboratorní stůl, systém je rychlejší a jednodušší na obsluhu ve srovnání s náročnou konvenční metodou odebrání vzorku pro analýzu částic. Vedle laboratorního zařízení jsou v rámci partnerského programu vyvíjena dopravní zařízení pro inline integraci senzoru do procesů. Stačí běžný počítač pro přenos a zobrazení naměřených dat. Přes webový prohlížeč je senzor ihned připraven k použití. „Není třeba nic instalovat, není potřeba speciální výpočetní výkon a ani složité školení zaměstnanců,“ vysvětluje Bader.