On-line XRF analyser line zur Prozessanalyse

XRFline

Schematische Illustration On-line XRF analyser line
Schematische Illustration On-line XRF analyser line

Die On-line XRF analyser line XRFline ist zur Detektion von Elementen mit Ordnungszahlen größer als Kalium geeignet (in Spezialfällen auch darunter). Das System basiert auf modernster Röntgendetektortechnologie. Die Leistungsfähigkeit der KETEK Silizium-Drift-Detektoren (SDD) ist gekennzeichnet durch:

■ Hohe Zählraten (>1Mcps)
■ Hervorragendes Signal-Rausch Verhältnis
■ Hervorragende Energieauflösung (~130 eV)
■ Großen Energiebereich (0.2keV bis 30 keV)

Um das Potential der SDD´s voll auszuschöpfen werden wassergekühlte Hochleistungs-Röntgenröhren eingesetzt. Dadurch ist die Empfindlichkeit des Systems hoch genug um zwischen verschiedenen Legierungen von rostfreiem Stahl, Bronzen, Messing usw. zu unterscheiden.

Die Auflösung quer zum Förderband ist weitgehend frei wählbar (die kleinste mögliche Spurbreite ist 25mm) und wird für jedes System an die Größe des zu analysierenden Materials angepasst. Die Auflösung entlang des Förderbandes hängt im Wesentlichen von der Bandgeschwindigkeit ab, wobei als kleinste mögliche Auflösung etwa 1/100 der Bandgeschwindigkeit angenommen werden kann (z.B. 25mm bei 2.5 m/s). Daraus ergibt sich für hohen Durchsatz als kleinste Pixelgröße etwa 25 mm x 25 mm. Größere Objekte werden in mehreren Pixel zu sehen sein und als ein Objekt beurteilt. Kleinere Objekte werden als einzelne Objekte erkannt solange sie sich ausreichend getrennt voneinander auf dem Förderband befinden.

Durch Reduktion der Bandgeschwindigkeit und erhöhen der Messzeit je Pixel kann eine höhere Sensibilität für die Identifikation von Elementen geringer Konzentration oder geringer Menge erreicht werden (Legierungen, Seltene Erden, Platingruppe).

Das Gehäuse der XRFline erfüllt die Strahlenschutzrichtlinien des deutschen Strahlenschutzgesetzes. Der Strahlenschutz am und um das Förderband muss anlagenseitig, entsprechend der Gesetzgebung am Aufstellungsort, ausgeführt werden. Desweiteren ist das Gehäuse nach Schutzgrad IP 65 ausgeführt um einen wartungsfreien 24h/7d Betrieb zu gewährleisten.

Ein vorkonfigurierter Industrie-PC inklusive Bedien- und Analysesoftware ist im Lieferumfang enthalten. Aufgrund der großen Materialvielfalt muss die Analysesoftware der Anwendung angepasst werden.
Das Analyseergebnis kann über eine Standard Gigabit Ethernet Verbindung in Echtzeit an eine externe Prozessüberwachung (z.B. SPS) übertragen werden.

Mögliche Anwendungsgebiete:
■ Aussortieren störender Materialien aus Stoffströmen (z.B. meatballs, Bleiglas)
■ Sortierung von Stoffströmen nach Legierungen (z.B. Stähle, Bronzen, Messing)
■ Überwachung und/oder Analyse von Ausgangsströmen (z.B. Shredder, Bergbau)
■ Überwachung und/oder Analyse von Eingangsströmen (z.B. Stahlwerk)

Technische Spezifikation

Detektor Typ Silicon Drift Detector (SDD) von KETEK GmbH
Röntgenröhre Hochleistungsröhre mit Wasserkühlung
Messspuren angepasst an Förderbandbreite und Objektgröße
Pixelgröße quer zum Band ≥ 25 mm
Pixelgröße entlang des Bandes Min. 1/100 * Bandgeschwindigkeit (m/s)
Prozessschnittstelle 1 Gigabit Ethernet
Spannungsversorgung 230 V / 16 A
Umgebungstemperatur +5 °C bis +45 °C

Publikationen und Konferenzen

■ Vortrag auf der Sensor-Based-Sorting Konferenz 2016 in Aachen/Germany 
   "A newly developed XRF-Sensor with high sensitivity for increased sorting efficiency."