CNS Lab: Standardautomation für die Verbrennungsanalyse

Das CNSLab

Das HERZOG CNS Lab ist die vollautomatische Lösung für die Elementaranalyse aus Feststoffen mittels Verbrennung. Das CNS Lab wurde speziell für die Analyse von Stahl- und Eisenproben in Form von Stanzstücken oder Spänen entwickelt, kann aber auch für andere Arten anorganischen Materials eingesetzt werden.

Das CNS Lab übernimmt den kompletten Ablauf der Probenvorbereitung vom automatischen Probenempfang bis zur Übergabe des vorgeglühten Tiegels mit gewogener Probe und Zusätzen an das Analysegerät. Außerdem unterstützt das CNS Lab alle Schritte, die für die Kalibration der Analysegeräte notwendig sind einschließlich Verwaltung der Referenzproben und Festlegen des Kalibrationsplanes.

Je nach Probenaufkommen umfasst das CNS Lab einen Roboter mit bis zu zwei Analysegeräten oder zwei Roboter mit bis zu vier Analysegeräten. Im letzteren Fall stellt das CNS Lab die Systembereitschaft sicher, falls sich ein Roboter im Servicemodus befinden sollte. In jedem Fall sind die Analysegeräte drehbar gelagert und können so ausgerichtet werden, dass sie von außen manuell bedient werden können. Aus Sicherheitsgründen wird dann der Roboterzugang zu den Analysegeräten automatisch verschlossen.

Das CNS Lab eröffnet zahlreiche Möglichkeiten. Es führt zu einer deutlichen Verminderung von Routinetätigkeiten des Laborpersonals, Erhöhung des Probendurchsatzes und Verbesserung der Qualität von Probenvorbereitung und Analyse.

Automatischer Probenempfang

Produktionsproben können automatisch von einem vorgelagerten Vorbereitungskreis entgegengenommen werden. In diesem Fall werden die Proben mittels eines pneumatischen Rohrpostsystems von der Probenvorbereitungsmaschine zum CNS Lab transportiert. Feststücke werden in der Regel aus Laschen- oder Scheibenproben mit Hilfe der automatischen Stanzmaschine HUST gestanzt. Von hier werden vier Stanzstücke separat zu der Empfangseinheit innerhalb des CNS Lab gesendet. Außerdem können auch Frässpäne für die Analyse genutzt werden, nachdem sie in der Fräsmaschine automatisch aufgenommen und zum CNS Lab transferiert worden sind. Die PrepMaster-Steuerungssoftware übernimmt die Verwaltung von Proben, Weiterleitung der Ident-Nummern und die Kommunikation mit dem Analysegerät.

Alternativ können Proben manuell durch den Bediener eingegeben werden. In diesem Fall meldet der Bediener die Probe über die Tastatur oder das integrierte Touch Panel (Option) an und führt das Material über eine spezielle Eingabeschublade zu.

Maßgeschneiderte Lösungen für alle analytischen Anforderungen

Das CNS Lab führt alle Probenvorbereitungsschritte aus, die für eine erfolgreiche und zuverlässige Verbrennungsanalyse notwendig sind. Ein Mehrachsroboter übernimmt die Handhabung von Proben und Tiegeln und gewährleistet maximale Flexibilität und Bearbeitungsgeschwindigkeit. Aufgrund des modularen Softwaredesigns des PrepMasters können Worksheets und Probenrouting einfach an die Bedürfnisse jedes Kunden angepasst werden.

Chargen neuer Tiegel (Standard- Keramik- oder Graphittiegel) können einfach in Tabletts über Eingabeschubladen dem System zugeführt werden. Keramiktiegel werden automatisch in einem speziellen Durchlaufofen vorgeglüht. PrepMaster stellt sicher, dass jeder Tiegel eine festgelegte Zeitspanne auf der notwendigen Temperaturstufe verbringt. Wenn ein Tiegel an der Ausgabeposition des Ofens die zulässige Abkühlzeit überschreitet, wird er automatisch auf die Eingabeposition transferiert, um den Aufheizprozess erneut zu durchlaufen.

Nach Ankunft des Stanzstücks in der Empfangseinheit hängt der Ablauf der weiteren Prozessschritte von der vorgesehenen Analyse ab. Für eine CS-Analyse nimmt der Roboter einen Keramiktiegel aus dem Vorglühofen und übergibt ihn an eine Hochpräzisionswaage zur Messung des Leergewichts. Dann überführt der Roboter die Probe in den Tiegel zur Bestimmung des Probengewichts, welches von dem Analysegerät weiterverwendet wird. Nachfolgend kann der Tiegel in einer Induktionseinheit noch auf 800°C hochgeglüht werden (Option). Dadurch werden unerwünschte Kohlenstoffanhaftungen entfernt, welche möglicherweise zu einer Kontamination der Probenoberfläche führen können. Danach bringt der Roboter den Tiegel zu einer Dosiereinheit für Probenzusätze und eine vordefinierte Menge an Beschleuniger wird auf die Proben abgefüllt. Schließlich wird der Tiegel auf dem Probenständer des Ofens abgesetzt und die Analyse gestartet.

Für eine ONH-Analyse setzt der Roboter zunächst einen Graphittiegel aus dem Eingabetablett auf die untere Elektrode des Analysegeräts. Dann wird der Aluminiumbecher aus der Empfangseinheit zusammen mit der Probe gewogen und die Probe in die Schleuse des Analysegeräts eingegeben. Schließlich wird der leere Aluminiumbecher erneut gewogen, um das exakte Probengewicht zu berechnen, welches an das Analysegerät weitergegeben wird.

Instrumentenkalibration mit zahlreichen Optionen

Referenz- und Kalibrations-/Drift-Proben werden in einem speziellen Regalmagazin mit bis zu 70 Positionen gespeichert. Das Magazin ist nach Öffnen der Sicherheitstür gut zugänglich und kann durch den Bediener einfach aufgefüllt werden. Der PrepMaster macht die Anmeldung neuer Referenzproben sehr leicht und bietet einen schnellen Überblick über alle Referenzmaterialien im System.

Für die Durchführung von Kalibrationsanalysen stehen unterschiedliche Optionen zur Verfügung. Der PrepMaster kann den Bediener regelmäßig benachrichtigen. Dieser wählt dann die entsprechenden Referenzproben aus und startet die Kalibration manuell. Alternativ definiert der Bediener einen Kalibrationsplan und PrepMaster startet den Kalibrationsprozess automatisch.

Das PrepMaster- Kontrollsystem für einen reibungslosen Ablauf

Das PrepMaster-Kontrollsystem gewährleistet einen störungsfreien Betrieb des CNS Lab. Es bietet dem Bediener einen schnellen Überblick über alle relevanten Daten inklusive sämtlicher Produktions- und Referenzproben innerhalb des Systems, Status der vorgeglühten Tiegel, Auslastung der Analysatoren etc. Intelligente Anmeldeprozeduren machen die Eingabe von Tiegeln und Proben sehr einfach – unabhängig davon, ob Tastatur oder Touch Panel als Eingabemedium verwendet werden. Außerdem sorgt der PrepMaster für eine nahtlose Integration des CNS Lab mit den anderen Automationsabschnitten und Analysegeräten.