自动化射线检测系统

前言众所周知，自动检测技术是在仪器仪表的使用、研制、生产的基础上发展起来的一门综合性技术。在当今经济全球化高速发展的时代，随着工业自动化技术的迅猛发展，自动检测技术被广泛地应用在工业自动化、化工、军事、航天、通讯、医疗、电子等行业。自动检测系统广泛应用于各类产品的设计、生产、使用、维护等各个阶段，对提高产品性能及生产率、降低生产成本及整个生产周期成本起着重要作用。自动检测技术是一种尽量减少所需人工的检测技术，是一种依赖仪器仪表，涉及物理学、电子学等多种学科的综合性技术。与传统检测技术相比，这一技术可以减少人们对检测结果有意或无意的干扰，减轻人员的工作压力，从而保证了被检测对象的可靠性，因此自动检测技术已经成为社会发展不可或缺的重要部分。自动检测技术主要有两项职责，一方面，通过自动检测技术可以直接得出被检测对象的数值及其变化趋势等内容；另一方面，将自动检测技术直接测得的被检测对象的信息纳入考虑范围，从而制定相关决策。检测和检验是制造过程中最基本的活动之一。通过检测和检验活动提供产品及其制造过程的质量信息，按照这些信息对产品的制造过程进行修正，使废次品与反修品率降至最低，保证产品质量形成过程的稳定性及产出产品的一致性。无锡某钢厂经过二十余年的发展，为我国特钢行业龙头企业。现生产和销售的轴承钢、齿轮钢、容器钢等。2018年客户技改项目启动，智能制造成为技改项目重点。来到高速线材智能车间，信息化与智能化的手段已被运用到生产一线：从坯料进厂到加热、轧制、打包、称重，再到最后发货，产供销自动化系统已对全流程进行了全线覆盖。其中，加热炉控制系统可以根据钢坯定位跟踪模型计算给出当前的最佳炉温参考数值，既保证加热质量满足工艺要求，又尽量做到最小能耗、钢坯氧化损失更少，这代表着当前世界上最先进的线材生产水平。在这里，智能化生产线全程超过408米，但是每班只需配备25人，煤气消耗更是降低了40%。智能制造如同一双隐形翅膀，助推企业不断提升核心竞争力和市场影响力。该公司奉行“质量第一”的原则，高速生产线上的每一支棒材，都必须接受“体检”，现每个产线基本都配有Niton便携式X射线荧光光谱仪来检测出炉棒材的元素成分及含量。在推广智能化生产线之前，客户24小时专职人员检测产品是否合格，人为判断所引发的误判可能性较大。现客户需要快速检测刚出炉的钢材料成分，对产品进行质量控制，希望能够提供一个成熟额方案，来实现对材料的自动检测。我司根据客户需求，自主研发FASO智能在线成分分析仪。FASO产品介绍客户通过光谱仪手动/自动检测样品，数据会自动上传到分析仪，分析仪处理数据，并在显示器上显示结果。技术优势样品检测分析仪可以挂载光谱仪，满足日常检测。分析仪系统具备良好的 易用性，用户界面友好、简洁、布局合理；采用模块化功能设 置，具备简单易用的表格设计工具，便于使用者轻易上手。适用型号：Niton XL2 系列、Niton XL3t 系列、朗铎 FAS 2100 系列光谱仪。多设备联动、组件化开发分析仪拥有高性能工控机，可以与行架、机械手等工具进行联用。满足客户无人检测，自动检测的需求。分析结果，进行I/O编程，发出需要的24V DC电源。分析仪具有很强的独立性，更好地支持多设备联用同时提高了应用系统的质量和可靠性。数据分析客户根据自己的需要，通过TCP/IP、U盘等手段，预录入客户需要的金属牌号。每次检测完毕后，分析仪根据管理平台已导入的牌号对照表进行计算分析，给出用户分析评估的结果，并将本次匹配数据传回系统管理后台进行留存。采集分析完成的数据将用统计图标的方式显示给用户用作用户层面的决策和评估的参考。

梅特勒-托利多推出全新产品检测设备——C系列自动检重秤和X34 X射线检测系统 近日，梅特勒-托利多（METTLER TOLEDO）推出了全新的C系列自动检重秤和X34新一代X射线检测系统，为食品、药品生产企业提供更加完善的重量控制与异物检测解决方案。 图1 自动检重秤在食品行业的应用 不断创新，只为确保优异品质作为全球领先的精密仪器及衡器制造商，梅特勒-托利多在长达百年的悠久发展历程中一直保持着技术和市场的领先地位。通过不断开拓新的技术领域，确保产品性能的优势。 C系列自动检重秤：各种可扩展的型号能够优化生产线并提升灵活性 图2 C系列自动检重秤 “随着生产速度的不断提升、产品转换需求愈加频繁以及包装尺寸的日益缩小，检测设备在产品处理中的灵活性对包装产品生产企业提出了比以往更高的要求。”梅特勒-托利多产品检测部产品经理徐建飞表示，“在满足以上需求的同时还要保持出色的称重精度，梅特勒-托利多全球同步推出的C系列自动检重秤，完全能够同时满足包装产品生产企业对高精度和灵活性的要求。此外，C系列自动检重秤能够轻松地集成到现有的生产线上，并始终确保符合国际度量衡标准。”全新的C系列自动检重秤包括：C31精准型、C33优选型、C35卓越型、C21精准型和C23优选型；每一种型号都有不同的称量范围和处理量，适合不同重量、体积的包装产品。通过全新设计的支架等技术方式，C系列自动检重秤能够最大限度地减少传送带和周围机器的振动，从而确保最佳的检测精度。防水的不锈钢外壳和斜边设计，易于清理，符合国际卫生标准。此外，C系列自动检重秤的所有型号都可以安装在各种行业的生产线上，并支持Industry 4.0环境下的各种开放通信接口；还能够无间隙实时地监控所有的关键控制点（CCP），确保端到端符合危害分析与关键控制点（HACCP）和危害分析与基于风险的预防性控制（HARPC）原则。自动检重秤能够实时在线检测包装产品的净含量，确保净含量达到所标示重量；还能够检测产品完整性，尤其是药品不会出现缺件、缺粒、缺说明书等问题。梅特勒-托利多的自动检重秤能够在高速运转的生产线上，精确称量每一件产品的重量，并将净含量不合格的产品（缺少或过量）及时地从生产序列中剔除。 X34 新一代X射线检测系统：食品生产企业能够更快速和更可靠地检测细小的污染物 图3 X34 X射线检测系统 “消费者总是期望在市场上有更多选择——能够有多种多样的罐装、瓶装、盒装与塑料装食品和饮料让他们随意挑选，”梅特勒-托利多产品检测部产品经理Kevin Stephens表示，“由于食品生产与包装方法变得越来越复杂，金属与玻璃等异物造成污染风险也正在加大，而这类污染事件的发生将会导致代价高昂的产品召回事件出现。”“X34 X光机结合了多项先进技术，能够在高速运转的生产线上，检测出包装产品中的多种细小异物——金属、玻璃、高密度塑料、矿石与钙化骨碎片等，保证产品安全的同时还为品牌提供保护，避免代价高昂的产品召回事件。这款X光机还能通过自带的检测软件对产品检测进行自动设置，大幅降低错误剔除情况和出现人为错误的概率。”X34是一款为检测中小型包装产品而设计的X射线检测系统，100W的优化射线能量发生器能够最大限度地自动提高检测灵敏度；先进的0.4mm感应器可以准确检测非常小的污染物。此外，X34还具有出色的防护性能——IP65等级、并可升级至IP69；通过空调装置进行制冷，X34能够在很高的环境温度中运行。X射线检测系统能够检测在高速运转的生产线上，准确地发现含有物理性污染物的产品并将其及时地从生产序列中剔除，确保受污染物的产品不流入消费者手中。 图4 X射线检测系统在食品行业的应用 行业佼佼者，创新领头羊 梅特勒-托利多这一品牌是1989年梅特勒和托利多这两个行业巨头合并而来——梅特勒是一家瑞士公司，专攻实验室仪器，产品包括电子天平、pH计、热分析仪器等等；托利多是一家美国公司，强项在于工业产品，像汽车衡、平台秤、称重模块之类。作为在世界范围内提供称重设备的佼佼者，梅特勒-托利多能够提供各种各样的称重设备，从高科技场景到普通的生活应用——称重设备的最大称量范围可以达到十万吨级别，最小的可以精确到以克为单位小数点后7位。登月车、国际空间站、太阳能飞机等等，这些人类科学的尖端集合体中都有梅特勒-托利多的贡献。如果留心生活，你会发现梅特勒-托利多的产品检测设备就在身边。每天吃的牛奶、奶粉、饼干、薯片、火腿肠、培根、方便面等等都会经过金属检测机或X光机的检测；夏天的冰淇淋、大家喜爱的巧克力，也都会经过金属检测机或X光机的检测，以确保没有各类异物；快餐汉堡中的肉饼、聚餐中的火锅底料、玻璃瓶装的酱油和番茄酱也都经过了金属检测机或X光机的检测。除了吃的食物以外，每个人都很有可能会用到的药品也需要用到产品检测设备——在生产速度达到每分钟600盒的生产线上，要确保每一份药品都要含有重量仅为1克的说明书——这就需要自动检重秤去识别并剔除不符合要求的药品。2018年是梅特勒-托利多进入中国第31年，在中国，除产品检测部以外，还有另外4个产品事业部门。在这30多年里，梅特勒-托利多一直对于中国市场充满信心，并将持续果断地加大在华投入。目前，梅特勒-托利多在中国拥有超过3000名员工，拥有一支超过100人的研发队伍。上海、常州、成都均有制造工厂。通过自身的不断创新与业务多样化的优势，梅特勒-托利多产品检测部始终致力于帮助生产企业保护产品的质量、安全性以及从内到外的完整性，更快更好地发现产品中的异物、维护产品质量、符合行业标准、保护企业声誉以及确保消费者买到安全的产品。 图5 梅特勒-托利多上海工厂

创新的自动化多用途粉末X射线衍射仪已经上市XRDynamic 500：选定的客户和合作伙伴公司已经在2021年8月能够看到MCX产品线的新产品，紧随其后的是官方在十月中旬上市。五年来，安东帕公司、安东帕ShapeTec公司和AXO Dresden的员工在Josef Gautsch的领导下开发了自动化多用途粉末X射线衍射仪。XRDynamic 500是一项重要决策的结果自20世纪50年代以来，安东帕一直从事X射线技术领域的工作。当时，公司推出了Kratky小角X射线相机，这是公司历史上第一台科学分析仪器。它不仅是我们公司本身商业上成功的仪器，而且标志着安东帕开始制造测量仪器。安东帕的温度室作为X射线衍射仪和Kratky小角X射线相机的附件，是安东帕从20世纪60年代开始生产的第一批科学测量技术产品，并通过飞利浦(现在的马尔文帕纳科)和西门子(现在的布鲁克)销售多年。从那以后发生了很多事情，正如首席执行官Friedrich Santner所描述的：“当时，公司规模太小，无法靠自己开发出完整的X射线衍射仪(XRD)，也没有世界范围的分销网络。我们必须依靠强大的合作伙伴，因此依赖别人。一步一步地，我们的X射线部门得到了进一步发展，现在可以自豪地展示自己强大的产品组合，并将在未来几年内不断扩大。"“几年前，我们开始研发我们自己的X射线源，因为我们的SAXS仪器需要它们，它们也可以用于X射线衍射仪，”材料表征-X射线(MCX)的产品线经理Petra Kotnik说。2019年，AXO Dresden，一家国际知名公司，加入了Anton Paar GmbH集团，该集团致力于X射线光学的开发和生产。“由于公司内部的技术经验和交叉销售潜力，我们决定适度地进入XRD业务领域。XRDynamic 500现在正是这一决定的结果。”能用XRDynamic 500研究什么?X射线的波长与原子之间的距离非常相似。这使我们能够“观察”材料内部，并检查材料中原子的排列方式。通过这种方式，可以确定材料的机械、热和电性能。因此，X射线不仅对科学和医学很重要，而且对技术应用也很重要。它可以分析材料的类型，以及其成分和各种成分的比例。使用XRDynamic 500，用户还可以在不同的温度下以及在气体或湿度的影响下检查样品。任何类型的粉末都是X射线衍射仪的潜在样品。Petra Kotnik解释说：“我们星球上有无数的粉末，它们具有各种各样的功能。这也使得XRDynamic 500对每个行业而言都很有趣。”。“基本上，XRDynamic 500用在科学和工业领域的基础研究以及应用研究与开发。”XRDynamic 500有什么特别之处?该仪器的核心是TruBeam概念，它汇集了一系列不同的功能和组件。最重要的是真空光学单元。“X射线束不仅与样品相互作用，而且还与空气中的分子相互作用，这会立即增加背景信号。因此，当创造真空环境时，能够降低噪声并提高数据质量。排空光学单元要求仪器内的所有不同光学组件都是适当的完全封装和自动化。我们可以在不同的光束几何形状、不同的光学元件和不同的样品台之间切换。这种高水平的自动化不是由任何竞争对手提供的。此外，设备和样本的调整也会自动进行，这增加了结果的可靠性，”Petra Kotnik解释道。唯一不是安东帕制造的关键部件由捷克公司Advacam提供。制造商生产了XRDynamic 500中使用的X射线探测器。Advacam使用欧洲核子研究所开发的最新探测器技术——Timepix3芯片。欧洲核研究组织(CERN)是位于日内瓦附近的一个主要研究机构。CERN进行基础物理研究，特别是借助著名的粒子加速器研究物质的结构。最近几个月，在鲁尔河畔米尔海姆的马克斯普朗克研究所和格拉茨的技术大学，XRDynamic 500已经进行了几项测试。软件的易懂操作给测试人员留下了特别深刻的印象。控制软件非常强大和复杂，但仍保持用户友好。材料表征领域新篇章的必备条件已经有了。Friedrich Santner很高兴：“祝贺整个MCX团队取得的这一巨大成就，这样，XRDynamic 500使得明年即将到来的100周年实现了首尾呼应。”