Prozessanalytical Technology (PAT) mit fiberoptischen Sensorlösungen
Präzise, in-line-Messungen für industrielle Prozesse – mit robusten Glasfaser-Komponenten und führenden Partnern
Process Analytical Technology (PAT) ermöglicht die Echtzeitmessung und Steuerung kritischer Prozessparameter (CPP) zur Sicherstellung definierter Qualitätsattribute (CQA) – direkt im Produktionsprozess und mit faseroptischen Sensorlösungen von FOS INON.
Was ist PAT?
Process Analytical Technology (PAT) beschreibt den Einsatz analytischer Messverfahren zur kontinuierlichen Überwachung und Steuerung industrieller Prozesse. Anstatt Qualität erst im Labor zu prüfen, wird sie direkt im Prozess erzeugt. Dies reduziert den Ausschuss, steigert die Effizienz und schafft verlässliche, reproduzierbare Produktqualität.
Mit PAT lassen sich kritische Prozessparameter in Echtzeit messen und auf Veränderungen sofort reagieren – die Basis für automatisierte Steuerungs- und Regelungssysteme. Anwendungen finden sich in Pharmazie, Chemie, Lebensmittel- und Getränkeproduktion, Materialfertigung und Energiespeicherindustrie.
In modernen PAT-Systemen ist glasfaserbasierte Sensortechnologie entscheidend. Sie transportiert das Lichtsignal zwischen Messpunkt und Analysegerät, ohne dass der Prozess unterbrochen werden muss. Inline- und In-situ-Messungen liefern präzise Daten direkt dort, wo sie benötigt werden.
Was unterscheidet faseroptische Sensorik von herkömmlichen PAT-Sensoren?
Was unterscheidet faseroptische Sensorik von herkömmlichen PAT-Sensoren?
Faseroptik nutzt Licht statt elektrischer Signale, arbeitet berührungslos, ist EMV-immun und hochtemperaturfähig.
Ja – moderne PAT-Systeme liefern Echtzeitdaten ohne Probenentnahme.
Pharma, Chemie, Lebensmittel, Material- und Batterieproduktion – überall dort, wo Prozessparameter kontinuierlich überwacht und gesteuert werden müssen.
Die enge Zusammenarbeit mit führenden Analysegeräteherstellern gewährleistet, dass optische Schnittstellen präzise, stabil und langfristig zuverlässig funktionieren. FOS INON macht Glasfaser zu einem aktiven Bestandteil der Prozessanalytik, der Qualität, Effizienz und Prozesssicherheit nachhaltig verbessert.
Anwendungsbereiche
- Chemie & Industrie 4.0: Inline-Überwachung von Reaktoren, Mischprozessen, Konzentrationen und Temperaturprofilen.
- Pharma & Biotechnologie: Kontrolle von Granulation, Trocknung, Konzentration und API-Qualität über Inline-Spektroskopie.
- Lebensmittel & Getränke: Echtzeit-Qualitätsüberwachung von Feuchte, Zusammensetzung und Prozessparametern.
- Fertigung & Automobil: Monitoring an CNC-Maschinen, Fügevorgängen oder Inline-Prüfstationen.
Die Glasfaser-Sensorik ermöglicht präzise, kontinuierliche Messungen selbst unter anspruchsvollen Prozessbedingungen und in engen Einbauumgebungen.
Glasfaser-Sensorik als Schlüsseltechnologie
Faseroptische Sensoren nutzen Licht, um physikalische Messgrößen wie Temperatur, Druck oder chemische Zusammensetzung zu erfassen. Änderungen in Intensität, Wellenlänge oder Polarisation werden ausgewertet.
Vorteile der Glasfaser-Sensorik für PAT
- Keine elektrische Energie am Messpunkt – ideal für explosionsgefährdete oder raue Umgebungen
- Hohe chemische und thermische Beständigkeit durch Quarz- und Spezialglasfasern
- Flexible Konfektionierung ermöglicht den Einbau in beengte oder schwierige Umgebungen
- Inline-Messungen möglich, kompatibel mit UV/VIS, NIR oder Raman-Analytik
Typische Technologien
Glasfaser-Spektroskopie, Inline-Raman-Sonden, Fiber-Bragg-Grating (FBG)-Sensoren, optische Temperatur- und Druckmessungen. Diese Komponenten sind speziell für PAT-Anwendungen optimiert und mit FOS INON-Systemen kompatibel.
Optische Anpassung für PAT-Applikationen
Nicht Telekommunikation, sondern präzise optische Funktion ist entscheidend: Wellenlängenbereiche, Signalstabilität und Stecksysteme werden exakt auf den Messprozess abgestimmt.
- Definierte Spektralbereiche (UV, VIS, NIR)
- Optimierte Transmission und geringe Dämpfung
- Auswahl von Faser-, Kern- und Mantelmaterial je nach chemischer/thermischer Belastung
- Reproduzierbare Signalqualität über lange Betriebszeiten
- Steckverbinder (SMA, FC, ST oder Sonderlösungen) für sichere Kopplung an Analysegeräte
- Bündelgeometrien für Beleuchtung und Detektion, koaxial oder getrennt
Die optischen Schnittstellen werden als funktionaler Bestandteil des Messsystems betrachtet, nicht nur als passive Übertragung.
Unsere Leistungen
FOS INON bietet PAT-kompatible Glasfaserlösungen vom Prototyp bis zur Serienfertigung.
Leistungsportfolio
- Maßgeschneiderte Glasfaser-Sensorpunkte & Kabelbaugruppen für PAT
- Konfektionierte Fasern und Bündel für Inline-Spektroskopie
- Robuste Ummantelung & Schutzlösungen für Industrieumgebungen
- Integration in UV/VIS-, NIR- oder Raman-Systeme
- Support & System-Engineering von der Entwicklung bis zur Serienfertigung
- Kooperationen mit führenden PAT-Systemanbietern
Warum FOS INON
Über viele Jahre Erfahrung, ISO-9001-konforme Produktion und partnerschaftliche Integration in PAT-Systeme weltweit.
Warum Lichtleiter von FOS Inon Fiber Optics
Qualität Made in Germany zahlt sich aus. Dank eigener Herstellungs- und Prüfungsverfahren bieten wir custom solutions für zahlreiche Anwendungsfälle vom Labor bis zur Raumfahrt an.
Herstellungsverfahren
Damit unsere Lichteiter und Glasfaserprodukte höchsten Standards entsprechen, setzen wir auf ein spezielles Herstellungsverfahren. So können außergewöhnliche chemische, haptische Robustheit gewährleistet werden, um in der entsprechenden Umgebung optimal zu performen. Präzision ist dabei ein wichtiger Faktor, um gemäß unserem Motto „Das unmögliche geschehen zu lassen.“
Verwendete Materialien
- Borosilikat: Glas mit hoher Temperaturbeständigkeit und chemischer Resistenz.
- PMMA (Polymethylmethacrylat): Thermoplastischer, leichter Kunststoff mit hoher Lichtdurchlässigkeit.
- Silica-Hard Clad: Robuster Kunststoffmantel für verbesserte Festigkeit und Haltbarkeit.
- Silica-Silica für UV- und NIR-Wellenlängen: Unsere speziellen Glasfasern, die für die Übertragung von Licht im ultravioletten (UV) und nahinfraroten (NIR) Bereich optimiert sind.
PMMA ist ein thermoplastischer Kunststoff, bekannt unter Markennamen wie Plexiglas oder Acrylglas. In der Faseroptik wird PMMA für:
- Flexible, kostengünstige Lichtleiter verwendet
- Große Kerndurchmesser (bis zu mehreren Millimetern)
- Anwendungen mit sichtbarem Licht
PMMA-Fasern sind weniger temperaturbeständig als Glasfasern (max. 70-100°C), aber deutlich flexibler und preiswerter. Das ist besonders in der Beleuchtung oder bei Sensoren, wo keine extremen Temperaturen herrschen, eine gute Wahl.
Borosilikat (auch „Borglas“ genannt) ist ein spezielles Glas mit hohem Boroxid-Anteil. Es ist das gleiche Material, aus dem hitzebeständiges Laborglas und Backformen hergestellt werden. In der Faseroptik bietet es:
- Hervorragende chemische Beständigkeit gegen Säuren und Laugen
- Gute Temperaturbeständigkeit bis etwa 400-500°C
- Niedrige thermische Ausdehnung (weniger Stress bei Temperaturwechseln)
Ideal für Standard-Industrieanwendungen und Beleuchtung.
Optionale Spezifikationen:
- Verschiedene Aperturen erhältlich
- Polarisation kann erhalten bleiben
- Anti-Reflex-Beschichtung möglich
- Verschiedene Längen, Durchmesser, Biegeradien, Wandler sowie Vakuumdurchführung optional
- Verschiedene Stecker und Aderendhülsen passend für Industrie und Medizin
SMA (Sub-Miniature A) ist ein Standard-Schraubstecker für Glasfasern, entwickelt für Laborgeräte und Spektrometer. Der Stecker hat ein 1/4″-36 Gewinde. FSMA ist die Fiber-Version mit speziell geschützter Ferrule für die empfindliche Faserendfläche. Durch standardisierte Stecker können Sie unsere Kabel direkt an Ihre Geräte anschließen, oder wir fertigen kundenspezifische Anschlüsse für Ihre Sonderanwendung
Silica-Silica-Fasern bestehen komplett aus hochreinem Quarzglas (Siliziumdioxid), sowohl der Kern als auch der Mantel. Diese Konstruktion bietet:
- Extrem hohe Temperaturbeständigkeit bis 1000°C
- Optimale Transmission im UV-Bereich (unter 300 nm)
- Hervorragende Übertragung im NIR-Bereich (1000-2500 nm)
- Minimale Absorptionsverluste
Deshalb kommen diese Fasern vor allem bei Hochleistungslasern, in der UV-Härtung und in der Spektroskopie zum Einsatz.
Unser Engagement / Ihr Vorteil
- Planung und Projektierung
- Bemusterungen
- Entwicklung und Konstruktion
- Licht-Manufaktur
- Zertifizierte Fertigung
- Montage und Service
- Seminare und Schulungen
… und vieles mehr!
Mehr erfahren
Benötigen Sie weitere Informationen, ein individuelles Angebot oder eine fachkundige Beratung für Ihr Projekt? Wir stehen Ihnen jederzeit zur Verfügung.
Verlässlichkeit entsteht nicht zufällig.
Qualität ist bei FOS Inon Optics kein Versprechen, sondern ein Anspruch, der messbar wird. Unsere Prozesse in Entwicklung und Fertigung faseroptischer Systeme sind nach ISO 9001:2015 zertifiziert. Damit schaffen wir die Grundlage für zuverlässige Performance, reproduzierbare Ergebnisse und Vertrauen dort, wo optische Präzision entscheidend ist.
