Czujnik kwantowy poprawia kontrolę procesu i jakości poprzez analizę cząstek w czasie rzeczywistym

Czujnik kwantowych cząstek rejestruje i klasyfikuje cząstki w gazach, cieczach oraz w postaci proszku według rozmiaru, liczby, składu oraz, w przyszłości, kształtu. / The quantum particle sensor detects and classifies the particles in liquids, gases or as powders according to size, number, composition and, in future, shape.

W analizie i procesach produkcyjnych, a także w technice laboratoryjnej i procesowej, kluczową rolę odgrywa jakość surowców i materiałów wyjściowych. Szczegółowe informacje na temat rozmiaru, ilości, składu i rozkładu cząstek przyczyniają się do kontroli procesu i zapewnienia jakości. Na targach Analytica w Monachium, niemiecki startup high-tech Q.ANT prezentuje kompaktowy czujnik cząstek do zastosowań przemysłowych, który umożliwia pomiar tych parametrów w czasie rzeczywistym. Czujnik oparty na technologii kwantowej i opatentowany, oferuje realną wartość dodaną dla wielu branż: od produkcji addytywnej, przez biotechnologię, przemysł ceramiczny, przemysł materiałowy i chemiczny, aż po uzdatnianie wody, medycynę i kosmetyki.

Szybkie rozpoznanie formy bez kamery

Zamiast pobierania próbek i ich badania w laboratorium, co w wielu branżach nadal jest standardem, użytkownicy otrzymują natychmiastową informację zwrotną na temat jakości i składu składników. Czujnik rejestruje i analizuje cząstki w surowcach i materiałach wyjściowych, niezależnie od medium, które może być płynne, gazowe lub w postaci pyłu. Kontrola procesu, optymalizacja i sterowanie jakością są możliwe w czasie rzeczywistym. Oprócz rozmiaru, ilości i rozkładu poszczególnych cząstek, opracowany przez Q.ANT czujnik w przyszłości będzie mógł także klasyfikować formę cząstek w czasie rzeczywistym. Umożliwia to zastosowana technologia kwantowa we współpracy z AI, które można wytrenować tak, aby odróżniało z góry zdefiniowane formy, na przykład eliptyczne lub sferyczne od okrągłych cząstek, co pozwala także na identyfikację aglomeratów. W tym celu AI musi być wytrenowane na określonych „przypadkach użycia”, czyli scenariuszach zastosowania.

Wiele obszarów zastosowań

Istnieje wiele branż i zastosowań dla czujnika cząstek, który może być używany także w połączeniu z innymi metodami pomiarowymi i mechanizmami. Na przykład, czujnik kwantowy może monitorować algi w bioreaktorach i wykrywać martwe komórki, gdy tylko zmienią swój kształt. Sterowanie urządzeniem może wtedy automatycznie reagować, bez konieczności pobierania próbek z reaktora. Kolejnym przykładem jest uzdatnianie wody: AI wykrywa zanieczyszczenia, na przykład trudne do wykrycia bakterie lub inne mikroorganizmy, co pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat procesu oczyszczania. W produkcji addytywnej za pomocą druku 3D, a także w przemyśle metalowym, ceramicznym i cementowym, czujnik kwantowy analizuje różne granulacje proszków, z których mogą wynikać określone właściwości materiałów. Inne potencjalne obszary zastosowań to przemysł chemiczny i kosmetyczny, na przykład analiza pigmentów do rozwoju kolorów i tekstur.

Q.ANT oferuje partnerstwa dla specyficznych scenariuszy zastosowania

Aby rozwijać konkretne scenariusze zastosowań, Q.ANT oferuje zainteresowanym firmom partnerstwa. „Dajemy przemysłowi dostęp do tego nowego rozwiązania już na wczesnym etapie, co pozwala uniknąć długich cykli rozwojowych”, mówi Vanessa Bader, Customer Project Engineer w Q.ANT. „Nasi partnerzy mają możliwość wspólnej integracji czujnika kwantowego z naszymi procesami produkcyjnymi i dostosowania go do swoich zastosowań.” Q.ANT, który opatentował nową technologię, obecnie oferuje dwa czujniki cząstek o różnych zakresach pomiarowych: od 2 do 50 mikrometrów i od 20 do 700 mikrometrów. „Dzięki tej szerokości zakresu pokrywamy większość zastosowań w przemyśle”, mówi Bader. Projekty pilotażowe wskazują na bardzo wysoką jakość danych. Na przykład, AI może odróżniać aglomeraty cząstek od pojedynczych cząstek o tej samej wielkości.

Kompaktowy czujnik jest łatwy w obsłudze i szybki w integracji

Kolejną zaletą jest to, że kompaktowy czujnik kwantowy mieści się na każdym stole laboratoryjnym, a system jest szybszy i prostszy w obsłudze w porównaniu z czasochłonnym, konwencjonalnym pobieraniem próbek do analizy cząstek. Oprócz urządzenia laboratoryjnego, w ramach programu partnerskiego opracowywane są systemy podające, które umożliwią integrację czujnika bezpośrednio w procesach produkcyjnych. Do przesyłania i odczytu danych wystarczy zwykły komputer. Czujnik jest gotowy do użycia od razu przez przeglądarkę internetową. „Nie trzeba nic instalować, nie wymaga specjalnej mocy obliczeniowej ani skomplikowanego szkolenia pracowników”, wyjaśnia Bader.