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¿Analizar el oro y el acero? rápidamente y exacto

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Un nuevo más pequeño, más rápidamente y sensor exacto para la prueba del oro y del acero.

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Los espectrómetros de la emisión óptica son ampliamente utilizados en la industria de acero pero los instrumentos empleados actualmente son relativamente grandes y abultados. Un sensor nuevo permite reducir perceptiblemente su tamaño y, por otra parte, permite un análisis más exacto por la mitad el tiempo requirió previamente.

El oro es costoso, así que es solamente natural que los compradores de la joyería deben querer aseguramiento que el anillo o el collar precioso que han fijado su corazón encendido está hecho realmente del oro genuino. La ley requieren a los joyeros en la India probar la pureza del oro usando un espectrómetro de la emisión óptica que analice la composición del metal en base del espectro ligero emitido. Pero los orfebres no son los únicos usuarios de estos instrumentos; las herramientas se encuentran más con frecuencia en las fundiciones y las fábricas de acero del coche en donde ayudan a ingenieros a determinar las características de los materiales de acero, analizan su composición química, y determinan su calidad. Hasta ahora, esto implicada usando el equipo muy abultado, por lo menos en los usos que requieren una alta resolución.

Los investigadores en el instituto de Fraunhofer para los circuitos y los sistemas microelectrónicos IMS en Duisburg han desarrollado un sensor que encoge el tamaño de la óptica del espectrómetro. ¿? ¿Considerando que espectrómetros de alta resolución anteriores eran el tamaño de una lavadora, ésos construidos usando nuestro sensor serán no más grandes que un horno microondas? dice el jefe de servicio del IMS Werner Brockherde. Y ésta no es la única ventaja del nuevo sensor: los resultados entregados están también más exactos y disponibles por la mitad el tiempo. Esto puede ser beneficioso, por ejemplo, al realizar garantía de calidad en la industria del automóvil.

El primer sensor que combina medidas time- y espacio-resolved

Para entender cómo los científicos podían miniaturizar el instrumento a este grado, necesitamos tomar una mirada más atenta en sus funcionamientos internos. Para analizar un pedazo de acero, por ejemplo, tiene que generar chispas en los intervalos regulares. Estas chispas golpean los átomos fuera del material, dando por resultado un plasma que emita la luz multicolora. La luz del plasma está partida en dos canales de la viga y analizada en varios wavebands, como los colores de un arco iris, que entonces se analizan por separado. En el primer canal de la viga, los componentes electrónicos sensibles a la luz conocidos como línea sensores del CCD registran el espectro entero de la muestra. Esto revela la naturaleza y la concentración de partículas suspendidas en el plasma, de la cual es posible derivar la información sobre la composición de la muestra de acero. Los expertos refieren a este resultado como medida espacio-resolved. ¿El segundo canal de la viga produce medidas tiempo-resolved de líneas espectrales individuales? ajustado de modo que el instrumento pueda distinguir entre la luz emitida por el plasma y eso emitido por las chispas. Todas las soluciones anteriores fueron basadas en medidas tiempo-resolved y espacio-resolved separadas. ¿? Nuestro sensor Cmos-basado permite a estos dos sistemas de medidas ser conducido paralelamente. ¿Consecuentemente, requerimos solamente un solo canal de la viga y así una sola unidad óptica? dice Brockherde.

El nuevo fotodetector multiplica el rango dinámico por 100, dando por resultado un espectrómetro mucho más rápido. Es capaz de medir señales en la gama del microvoltio al mismo tiempo que las señales que miden alguno 100 milivoltios. Hasta ahora, esto requirió varios ciclos de la medida. Así como velocidad cada vez mayor de la medida, el alto rango dinámico también ofrece otras ventajas. ¿? ¿Porque podemos ahora medir el espectro entero con una sola serie de pulsos, la exactitud de la medida es también más alta? informes Brockherde.

Manifestante en la feria profesional de la visión

Una versión de la demostración del sensor será presentada en la feria profesional de la visión en Stuttgart del 4 al 6 de noviembre (cabina 1H74). Un kit de la evaluación para los ingenieros de diseño interesados está también disponible. ¿? ¿El mercado para el equipo de la espectroscopia es dominado por los fabricantes alemanes? dice al científico. ¿? ¿Nuestro nuevo sensor, que fue desarrollado en Alemania y no está disponible en cualquier otro lugar, permitirá a estos fabricantes asegurar otra ventaja competitiva.?