Garantir la qualité sans perdre de temps : Les entreprises de l’industrie pharmaceutique, chimique et alimentaire en particulier doivent répondre aux exigences de qualité les plus élevées tout en optimisant les processus de production. Pour de telles applications, Fraunhofer IAF a développé un système de mesure intégrable en collaboration avec le Fraunhofer Center for Applied Photonics. Il utilise la vision artificielle pour détecter spécifiquement les échantillons et les vérifier sans contact en quelques millisecondes à l’aide de la spectroscopie infrarouge à base de laser.
Avec un système de mesure par spectroscopie infrarouge à base de laser, capable de fonctionner en ligne, les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour la physique appliquée du solide IAF veulent aider les entreprises industrielles de l’industrie pharmaceutique, chimique et alimentaire à rendre les mesures d’assurance qualité et les contrôles de processus plus fiables et à en même temps plus efficace. Le système se caractérise par une conception flexible et une vitesse de balayage spectral élevée qui lui permet d’être intégré dans les systèmes d’inspection visuelle existants, permettant une inspection spectroscopique complète.
« Le système de mesure démontre clairement le grand avantage de la spectroscopie infrarouge à base de laser pour les secteurs industriels dans lesquels les produits doivent être vérifiés ou différenciés de manière fiable et rapide », souligne le Dr Marko Härtelt, chef de projet responsable chez Fraunhofer IAF.
Spectroscopie de rétrodiffusion dans l’infrarouge moyen par scanner à réseau QCL et MOEMS
Les avantages spécifiques du système résultent de la méthode de spectroscopie de rétrodiffusion dans l’infrarouge moyen avec des longueurs d’onde dans la gamme de 4 à 12 μm. Comme les composés moléculaires ont des raies d’absorption et d’émission très caractéristiques dans cette gamme spectrale, ils peuvent être clairement identifiés.
L’un des composants centraux du système de mesure est un module laser à large émission et à balayage spectral rapide. Il combine des lasers à cascade quantique (QCL) de Fraunhofer IAF et des scanners à réseau micro-opto-électro-mécanique (MOEMS) de l’Institut Fraunhofer pour les microsystèmes photoniques IPMS. La haute brillance de la source lumineuse et les propriétés uniques du scanner MOEMS permettent la spectroscopie infrarouge à une fréquence d’un kilohertz.
Lors de l’analyse des résultats de mesure, un réseau neuronal assiste le système pour minimiser considérablement le taux d’erreur et en même temps le temps de mesure requis.
Démonstration d’utilisation industrielle au LASER World of PHOTONICS 2022
Pour illustrer la capacité du système de mesure à s’intégrer dans les processus industriels, l’équipe de Fraunhofer IAF a développé un démonstrateur pratique : un tapis roulant déplace douze comprimés d’apparence identique dans un blister de comprimés commun. L’appareil reconnaît le contenu du blister sans contact en seulement 300 millisecondes. Les résultats de la détection pour chaque tablette individuelle sont immédiatement affichés sur l’écran connecté afin que les échantillons contaminés ou mal chargés puissent être triés.
Fraunhofer IAF présentera le démonstrateur de son système de mesure basé sur QCL au salon LASER World of PHOTONICS de cette année à Munich du 26 au 29 avril 2022 (hall A6, stand 441).
Fourni par Fraunhofer Institute for Applied Solid State Physics IAF