Inline-Analyse in Echtzeit: IPS bringt optische Sensorik direkt in die Produktion

Die Inline Process Solutions GmbH (IPS) entwickelt Sensoren, die Strömungen dort sichtbar machen, wo sie entstehen – mitten im laufenden Produktionsprozess. Anstatt auf externe Laborauswertungen angewiesen zu sein, ermöglichen die optischen Sensoren eine direkte Analyse von Partikeln, Tropfen oder Kristallen innerhalb industrieller Anlagen. Die Technologie kombiniert mikroskopische Präzision mit industrieller Robustheit und liefert eine datenbasierte Grundlage für Prozessoptimierung in Echtzeit.

Sensorprinzip: Mikroskopie im Prozess statt im Labor

Das Grundprinzip der IPS-Technologie ähnelt einem Mikroskop. Doch während klassische Mikroskope auf dem Labortisch stehen, ist der Sensor von IPS fest in die Produktionslinie integriert. Die Sensoren analysieren Strömungen, die durch eine Prozessleitung fließen, und erstellen fortlaufend hochaufgelöste Bilddaten. Das erlaubt die präzise Beobachtung von Partikeln und Strukturen innerhalb eines Mediums – beispielsweise von Kristallen, Tropfen oder gasgetragenen Feststoffen.

Auf einem Roll-up am Messestand wurde das Funktionsprinzip anschaulich dargestellt: Der Sensor erfasst die Bewegung innerhalb eines Prozessstroms und wandelt sie in visuell auswertbare Informationen um. So wird sichtbar, was unter normalen Bedingungen unsichtbar bleibt.

Anwendung in der Industrie: Von Zucker bis Chemie

Ein praxisnahes Beispiel ist die Anwendung in der Zuckerindustrie. Dort lassen sich durch die Sensoren das Wachstum und die Morphologie von Zuckerkristallen direkt während der Kristallisation überwachen. IPS kann dabei Aussagen über das Längen-Breiten-Verhältnis, die Geschwindigkeit des Wachstums und die Homogenität treffen – Parameter, die unmittelbar Rückschlüsse auf die Prozessqualität zulassen.

Doch auch in der Chemie- und Pharmaindustrie ist der Nutzen hoch. Gerade bei unförmigen, nicht sphärischen Partikeln ist es oft entscheidend, Form und Größe exakt zu bestimmen. Die Sensoren ermöglichen eine quantitative Analyse dieser Strukturen im Durchfluss – auch bei Medien, die eine besonders hohe Dichte oder Trübung aufweisen. Damit wird die Inline-Sensorik zur wertvollen Ergänzung klassischer Laboranalytik.

Datenauswertung mit KI: Arimos Analyze erkennt Muster in Partikeln und Tropfen

Die Bilddaten der Sensoren werden von der firmeneigenen Software „Arimos Analyze“ verarbeitet. Diese nutzt Künstliche Intelligenz, um auch komplexe Partikelverteilungen und dynamische Prozesse auszuwerten. Die Sensoren erreichen derzeit Bildraten von bis zu 70 Frames pro Sekunde, was eine sehr feinkörnige Analyse von schnellen Vorgängen erlaubt. Für den Live-Betrieb liegt die Bildrate derzeit bei etwa einem Bild pro Sekunde, wobei auch hier die Daten in Echtzeit ausgewertet werden können.

Besonders dynamische Abläufe, bei denen sich Partikelbildungen, Tropfenabtrennungen oder Aggregationen rasch verändern, profitieren von der hohen Auflösung und der Möglichkeit zur zeitversetzten KI-Auswertung. Die Kombination aus optischer Präzision und lernfähiger Analyse ermöglicht auch die Auswertung unregelmäßiger, schwer klassifizierbarer Strukturen – etwa in der Abgasreinigung oder der Tropfenmitrissanalyse.

Explosionsschutz: Sensoren für Ex-Zonen durch Inertgas-Schutzsystem

In vielen industriellen Umgebungen sind explosionsfähige Atmosphären nicht auszuschließen – sei es innerhalb von Reaktoren oder in Zonen mit entzündlichen Gasen und Stäuben. IPS begegnet dieser Herausforderung mit durchdachten Schutzkonzepten. Die Sensoren sind so konstruiert, dass sie auf Wunsch eine ATEX-Zertifizierung durchlaufen können. Dafür sind spezielle Zugänge vorgesehen, über die ein Inertgas – beispielsweise Stickstoff – eingespült wird. Dieses schützt das Sensorinnere zuverlässig vor Zündung.

Das betrifft nicht nur die Sensorik selbst, sondern auch begleitende Komponenten wie Kameras, Beleuchtungseinheiten und die zugehörige Verkabelung. Bei Bedarf können sogar PCs, die zur Auswertung genutzt werden, in ex-geschützten Ausführungen bereitgestellt werden. Ohne diese Schutzmaßnahmen würde eine Vielzahl potenzieller Anwendungen entfallen – gerade in der Chemie, wo explosionsfähige Gemische oft zum Betriebsalltag gehören.

Standardisierte Schnittstellen für Stromversorgung, Licht und Datenübertragung

Damit die Sensorik in unterschiedlichste Prozesse integriert werden kann, bietet IPS standardisierte Anschlüsse für Stromversorgung, Beleuchtung und Bildauswertung. Die Kameraeinheiten können flexibel mit externen Lichtquellen gekoppelt werden. Zudem sind die Systeme so ausgelegt, dass sie in unterschiedlichen Umgebungsbedingungen – inklusive mechanischer Beanspruchung und Temperaturwechseln – stabil arbeiten. Das ist Voraussetzung für den Einsatz unter realen Produktionsbedingungen, wo Störungen oder Messausfälle nicht toleriert werden können.

Erweiterter Service: Bildauswertung auch für Fremddaten möglich

Neben eigenen Sensorlösungen bietet IPS auch die Auswertung von Bilddaten, die mit bestehenden optischen Systemen aufgenommen wurden. Gerade Labore mit bildgebender Messtechnik, die bei der Analyse komplexer Partikelformen an Grenzen stoßen, können von der Expertise und Software des Unternehmens profitieren. Die KI von IPS erkennt auch bei sehr unregelmäßigen oder vielschichtigen Proben verlässliche Muster und Kennwerte – unabhängig davon, ob die Daten aus einem Inline-Sensor oder einem stationären Laborgerät stammen.

Fazit: Inline-Sensorik als neuer Standard für die Prozessanalyse

IPS positioniert sich mit seinen Lösungen an der Schnittstelle zwischen Messtechnik, Bildverarbeitung und Prozesskontrolle. Die Sensoren liefern präzise, verlässliche und live auswertbare Daten – und ermöglichen so eine neue Qualität der Produktionsüberwachung. Ob bei Kristallisation, Tropfenabscheidung oder der Analyse gasförmiger Medien: Die Technologie von IPS schafft Sichtbarkeit, wo bislang nur Näherungswerte verfügbar waren. Die hohe Resonanz auf der SENSOR+TEST zeigt, wie groß das Interesse an praxisnaher, robuster und zugleich intelligenter Sensorik ist. Neue Anwendungsfälle entstehen dabei nicht nur durch die Technologie – sondern oft im direkten Gespräch mit Anwendern aus der Industrie.