Quality Control with Infrared Spectroscopy

Význam tématu

Fourierova transformace infračervené spektroskopie (FTIR) se stala nedílnou součástí moderní kontroly kvality materiálů. Díky vysoké rychlosti, minimální potřebě přípravy vzorku a absenci spotřebních nákladů umožňuje spolehlivou identifikaci i kvantifikaci organických i anorganických látek. V mnoha odvětvích (plastická výroba, farmacie, chemický průmysl, automotive, elektronika) nahrazuje časově i finančně náročné fyzikální či mokré metody předchozí generace.

Cíle a přehled studie / článku

Tento přehled představuje klíčové aplikace FTIR pro kontrolu kvality v různých fázích výrobního řetězce:

• Inspekce vstupních surovin (ověření identity, detekce kontaminantů).
• Analýza polymerů (rozdělení typů plastů, stanovení aditiv, krystalinity či hustoty).
• Povrchová analýza kovů (detekce tenkých vrstev kontaminací, např. olejů či solí).

Příspěvek demonstruje využití kompaktního spektrometru ALPHA II s dotykovým ovládáním a výkonným softwarem OPUS-TOUCH.

Použitá metodika a instrumentace

Infračervená spektroskopie využívá excitaci molekulárních vibrací tepelným zářením a měří vlnové délky s nejvyšší absorpcí. Pro přímá měření pevných i kapalných vzorků byla zvolena metoda ATR (Attenuated Total Reflection) s diamantovou optikou. Díky modulární konstrukci přístroje ALPHA II lze jednoduchým procesem vyměnit moduly a adaptovat spektrometr na různé úlohy. Použitá instrumentace:

• Spektrometr ALPHA II (integrovaný dotykový panel, stabilizovaný zdroj CenterGlowTM, teplotně řízený detektor)
• Software OPUS-TOUCH (intuitivní průvodce, knihovny spekter, nástroje pro srovnání a kvantifikaci)
• Platinum ATR modul (rozhýbatelný tlakový píst pro snadné upevnění vzorku)
• Front-Reflection Module (pro odrazovou měření na velkých či nepravidelných vzorcích)

Hlavní výsledky a diskuse

• Důkaz identity a čistoty xanthanové suroviny během několika sekund pomocí porovnání spektra se standardem.
• Rozlišení typů plastových granulí (HDPE vs. LDPE; PA6 vs. PA6.6 vs. PA12) přímou analýzou ATR spekter bez značení obalů.
• Detekce tenké vrstvy polymethylhydrosiloxanu na povrchu kovového plechu prostřednictvím odrazové měření a automatické identifikace kontaminantu z knihovny spekter.
• Potvrzení vysoké reprodukovatelnosti a robustnosti měření pro nepřetržitou kontrolu ve výrobě.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení kontroly vstupních i výstupních materiálů.
• Eliminace nutnosti chemických činidel a složité přípravy vzorků.
• Možnost nasazení i v provozech bez specializovaného školení personálu díky jednoduchému dotykovému rozhraní.
• Široké spektrum aplikací od potravinářství po automobilový a elektronický průmysl.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj FTIR v následujících oblastech:

• Integrace umělé inteligence pro automatizované vyhodnocení a prediktivní analýzu dat.
• On-line monitoring procesů s průběžným sběrem spektrálních dat v reálném čase.
• Vývoj miniaturizovaných senzorů pro mobilní či polní aplikace.
• Rozšiřování knihoven spekter o specifické materiály a kontaminanty dle zákaznických požadavků.

Závěr

FTIR spektroskopie s použitím kompaktního a uživatelsky přívětivého systému ALPHA II představuje spolehlivý nástroj pro komplexní kontrolu kvality materiálů. Jednoduchá obsluha, rychlé výsledky a široká škála aplikací podporují efektivitu a flexibilitu ve výrobě i výzkumu.