Kwalitatieve industriële dikte- of gewichtsmeting: niet langer

Kwalitatieve industriële dikte- of gewichtsmeting: niet langer op
basis van nucleaire of radioactieve technologie
Veel van onze dagelijkse verbruiksgoederen (zoals papier, textiel, keukenfolie, en ook het
dashboard van uw 'groene' auto) worden geproduceerd op basis van nucleaire- en
radioactieve technologie, ondanks de nadelen die eraan verbonden zijn.
De reden hiervoor is dat een nucleaire sensor tot nu toe de enige betrouwbare dikte- of
gewichtsmeting van vlakke materialen kon registreren.
Voortaan is er dankzij de ontwikkeling van de nieuwe millimetergolf technologie een veilig
alternatief.
De geschiedenis van nucleaire en radioactieve sensoren in de industrie
Bij de productie van vlakke materialen is een constante en nauwkeurige dikte of
gewichtsmeting zeer belangrijk. Deze meting bepaalt de kwaliteit van het eindproduct. Heeft
het eindproduct een ongelijke dichtheid, dan wordt het eindproduct inferieur of
onverkoopbaar. Anderzijds zorgt een goede diktemeting ook voor een accurate (en
belangrijke) controle van de productiekost.
Meetprincipe:
Een bron en een detector worden aan beide zijden van het te meten element
geplaatst. De straling die door de bron wordt afgegeven, wordt gedeeltelijk
geabsorbeerd door het materiaal waardoorheen de straling gaat, volgens de formule:
Ix = I0.e-µx
waarbij I0 = initiële stralingsintensiteit
Ix = stralingsintensiteit na absorptie door het materiaal
µ = absorptiecoëfficiënt van het materiaal
x = de dikte van het materiaal
Als we I0 en Ix kennen, evenals de coëfficiënt µ , kunnen we de dikte van het materiaal
afleiden (diktemeter).
Als we I0, Ix en x kennen, kunnen we de waarde van µ afleiden, en bijgevolg de
eigenschappen van het materiaal (densiteit).
De densiteit van het materiaal zal de keuze van het te gebruiken radio-element
bepalen. Hoe denser het materiaal, hoe sterker het radio-element zal moeten zijn voor
de meting.
Retec Instruments
Whitepaper Dikte- en gewichtsmeting
1
In de industrie zijn twee courante soorten radio-elementen te onderscheiden: de sensoren op
basis van bèta-emissie en op basis van x-rays.
Bij bèta-emissie is er een nucleaire bron, een radioactief isotoop, en het gebruik ervan
vereist specifieke vergunningen en taksen. Uiteraard zijn er heel wat regels verbonden aan
het gebruik van zo’n bron – waarbij de veiligheid van de gebruikers en de omgeving centraal
staan.
De X-ray sensoren zijn schoner, en hebben een soort “aan-uit” principe. Als het toestel niet
werkt, is er geen straling, waardoor dit een schoner en veiliger alternatief is – hoewel minder
precies. Ook aan deze X-ray technologie is heel wat reglementering verbonden.
Controle en wetgeving
Vanuit de overheid -lokaal, federaal en Europees- wordt streng toegezien op het gebruik van
nucleaire sensoren, en is een gepaste vergunning (Klasse I, II of III) vereist.
In België neemt het FANC de rol waar van expertise- en controle-organisme. Het
Agentschap onderzoekt en beoordeelt alle nieuwe aanvragen, en controleert bestaande
installaties.
www.fanc.fgov.be
Er zijn 3 belangrijke principes waarmee rekening gehouden wordt, vooraleer een nucleaire of
radioactieve toepassing bij een bedrijf kan geïnstalleerd worden.
1. Rechtvaardiging: is deze technologie de juiste voor deze applicatie? Bestaat er een
waardig (=kwalitatief en economisch) alternatief?
2. ALARA: de hoeveelheid gebruikte radioactieve of nucleaire stof moet ALARA zijn
(=As Low As Reasonably Acceptable)
3. Minimale dosisbeleid: er wordt een plan uitgewerkt voor de operatoren die werken bij
een radioactieve of nucleaire sensor – zodat hun veiligheid, en blootstelling aan de
bron zo beperkt mogelijk is en verantwoord gebeurt.
Retec Instruments
Whitepaper Dikte- en gewichtsmeting
2
Nadelen?
Dat de nucleaire technologie vooral betrouwbare dikte- en gewichtsmeting oplevert is de
troef van de technologie.
Er zijn echter ook nadelen aan verbonden, die niet onderschat mogen worden.
•
•
•
•
Zo is er het risico voor mens en omgeving. De gevaren van een overdosis nucleaire
straling, een lek, e.d. zijn moeilijk te overzien.
De strenge reglementering en wetgeving moet als bedrijf gekend en strikt opgevolgd
worden
Vakbonden stellen hoge eisen in productieomgevingen waar met nucleaire bronnen
gewerkt wordt.
En de technologie heeft ook een stevige cost of ownership. Belangrijke factoren die
het kostenplaatje mee bepalen zijn onder andere:
o zowel de aankoop als de vervanging van de nucleaire bron
o de verwerking van het nucleair afval
o veiligheidstrainingen voor operatoren
o taksen en bijdragen aan de overheid
Alternatieven?
Er wordt hard gewerkt aan alternatieve metingen die niet langer op basis van X-ray of
nucleaire bronnen gebeuren.
Ook dit wordt door de overheid geëvalueerd. Pas indien het alternatief zowel technisch als
kwalitatief én economisch een goede keuze blijkt te zijn, wordt overgegaan naar een
verplichte uitfasering. Hierbij worden oude bronnen in diverse fases vervangen door het
veilige (niet radioactieve of niet-nucleaire) alternatief.
Toekomst
Wat diktemeting op vlakke materialen (woven & non woven) betreft, is er intussen de
millimetertechnologie. Het is een digitale meettechniek op basis van millimeterwave, die
nauwkeurig is tot op micron-niveau. De meting gebeurt snel en contactloos.
Het meetprincipe kan ingezet worden in de breedst mogelijke toepassingen, en op een ruime
waaier van materialen met opaak, heldere of gekleurde oppervlaktes binnen volgende
industrieën:
o
o
o
o
o
o
o
o
Papierindustrie: snijden, sorteren, coaten/printen en inpakken van alle papier
Plastic folie, film en profielen: meten van folie/profiel dikte bij extrusie, gieten of
persen (PE, PP, PMMA, PC)
Synthetisch schuim: diktemeting en basisgewichtmeting bij extrusie van foam
Composieten van glasvezel: diktemeting en bewaking van diëlektrische parameters
Glasproductie: diktemeting van glas en profielen
Technisch textiel: diktemeting en controle basisgewicht bij coating en lamineren
Glasvezel en glaswol: kwaliteitscontrole op isolatiemateriaal
Houtverwerkingsindustrie: diktemeting en kwaliteitscontrole op laminaten
Retec Instruments
Whitepaper Dikte- en gewichtsmeting
3
Meer informatie over deze technologie vindt u bij de ontwikkelaars ervan HAMMER IMS, of
hun Belgische verdeler Retec Instruments.
Contacteer Retec op +32.9.366.57.29 of via [email protected]
Retec Instruments
Whitepaper Dikte- en gewichtsmeting
4