Kvantumszenzor javítja a folyamat- és minőségellenőrzést részecskekezelés révén valós időben

A kvantum-részecske érzékelő észleli és osztályozza a részecskéket folyadékokban, gázokban vagy por formájában méret, szám, összetétel szerint, és a jövőben alak szerint is.

A vizsgálati és gyártási eljárásokban, valamint a laboratóriumi és folyamattechnikai alkalmazásokban alapvető szerepet játszik az alap- és kiindulóanyagok tulajdonsága. Részletes információk a részecskék méretéről, számáról, összetételéről és eloszlásáról hozzájárulnak a folyamatirányításhoz és a minőségbiztosításhoz. Münchenben az Analytica kiállításon a stuttgarti high-tech startup, a Q.ANT bemutat egy kompakt részecskeszenzort ipari alkalmazásokhoz, amellyel ezek a paraméterek valós időben rögzíthetők. A kvantatechnológián alapuló és szabadalmaztatott szenzor valódi értéket nyújt számos iparágnak: az additív gyártástól a biotechnológián, kerámiagyártáson, anyag- és vegyiparon át a vízkezelésig, orvostechnikáig és kozmetikáig.

Gyorsított formafelismerés kamera nélkül

Ahelyett, hogy mintákat vennénk és laboratóriumban vizsgálnánk, ami sok iparágban még mindig az alapértelmezett, a felhasználók azonnali visszajelzést kapnak az összetevők minőségéről és összetételéről. A szenzor függetlenül attól, hogy a közeg folyékony, gáz vagy por alakú, rögzíti és elemzi a részecskéket az alap- és kiindulóanyagokban. Ezáltal valós idejű folyamatirányítás, folyamatoptimalizálás és minőségellenőrzés valósítható meg. A részecskék mérete, száma és eloszlása mellett a Q.ANT által kifejlesztett szenzor a jövőben a részecskék formáját is képes lesz valós időben osztályozni. Ezt a kvantatechnológia és egy mesterséges intelligencia (MI) együttműködése teszi lehetővé, amely úgy tanítható be, hogy a meghatározott formák egymástól megkülönböztethetők legyenek, például elliptikus vagy sfärikus és kerek részecskék, így az agglomerátumok is azonosíthatók. Ehhez az MI-t bizonyos „használati esetekre” vagy alkalmazási forgatókönyvekre kell kiképezni.

Sok alkalmazási terület

Sok iparág és alkalmazási terület létezik a részecskeszenzor számára, amely más mérési módszerekkel és mechanizmusokkal együtt is használható. Így például a kvantumszenzor bioreaktorokban algasejteket figyelhet meg, és felismerheti például az elhalt sejteket, amint azok megváltoztatják alakjukat. Az üzemirányítás ezután szabályozó beavatkozást tehet, anélkül, hogy mintákat kellene venni a reaktorból. Egy másik példa a vízkezelés: az MI felismeri a szennyeződéseket, például nehezen kimutatható baktériumokat vagy más kórokozókat, ami visszacsatolást tesz lehetővé a tisztítási folyamatra. Az additív gyártásban 3D nyomtatással, valamint az acél-, kerámia- és cementiparban a kvantumszenzor különböző porfajtákat elemez, amelyekből specifikus anyagjellemzők adódhatnak. További lehetséges alkalmazási területek a vegyipar és a kozmetika, például pigmentanalízis a színek és textúrák fejlesztéséhez.

Q.ANT partnerségeket kínál specifikus alkalmazási esetekhez

Az alkalmazási esetek fejlesztése érdekében a Q.ANT partnerségeket ajánl érdeklődő vállalatoknak. „Korán hozzáférést biztosítunk az ipar számára a legnehezebb problémák megoldásához, anélkül, hogy hosszú fejlesztési ciklusokat kellene végigjárni” – mondja Vanessa Bader, a Q.ANT ügyfélprojekt mérnöke. „Partnereink lehetőséget kapnak arra, hogy közösen integrálják a kvantumszenzort gyártási folyamataikba, és testre szabják az alkalmazási eseteiket.” A Q.ANT, amely szabadalmaztatta az új technológiát, jelenleg két részecskeszenzort kínál különböző mérési tartományokkal: 2-től 50 mikrométerig és 20-tól 700 mikrométerig. „Ezzel a tartománnyal lefedjük a legtöbb ipari alkalmazást” – mondja Bader. Pilotprojektek nagyon magas adatminőséget mutatnak. Így például a MI képes megkülönböztetni az egyedi részecskéket és agglomerátumokat a fémes porokban, amelyek ugyanakkora méretűek.

A kompakt szenzor könnyen kezelhető és gyorsan integrálható

Egy másik előny: a kompakt kvantumszenzor minden laboratóriumi asztalra illeszkedik, a rendszer gyorsabb és egyszerűbb kezelést tesz lehetővé, összehasonlítva a bonyolult hagyományos mintavétellel a részecskék elemzéséhez. A partnerprogramban fejlesztett rendszerbe szállító rendszereket is kifejlesztenek, hogy a szenzort inline, közvetlenül a folyamatba lehessen integrálni. Egy normál számítógép elegendő az adatok továbbításához és megtekintéséhez. Egy böngészőben elérhető weboldalon keresztül az érzékelő azonnal használatra kész. „Semmit sem kell telepíteni, nincs szükség külön számítási kapacitásra, és a munkatársaknak sem kell bonyolult képzést kapniuk” – magyarázza Bader.