HAG-System: Vollautomatisches Aufschluss-System

Die Automatisierung für präzise Borat-Aufschlüsse

Das HAG-System bereitet oxidische Probenmaterialien durch Borat-Aufschluss für die spektroskopische Analyse vor. Es verwendet ein Hochfrequenz-Schmelzverfahren, das Glasperlen von außergewöhnlicher Qualität für hochpräzise Analysen erzeugt.

Alle folgenden Schritte sind im HAG-System vollständig automatisiert: Probendosierung, Einwaage von Flussmittel, Schmelzen und Transport der Glasperlen zum XRF, Reinigung von Tiegel und Gießschale. Alle Prozesse werden von PrepMaster gesteuert. Die Software bietet ein vollständiges Probenmanagementsystem, überwacht alle kritischen Parameter und gewährleistet einen störungsfreien Betrieb.

Eingabemagazin

Für das Probenzuführungsmagazin stehen mehrere Optionen zur Verfügung, darunter ein Probenmagazin mit 62 Positionen und ein Traymagazin mit 200, 300 oder 400 Positionen für Vials. Das Magazin kann an eine vorangehende Vorbereitungsautomation angeschlossen oder manuell beladen werden. In der Wägeeinheit befindet sich außerdem ein manuelles Probenmagazin mit 10 Positionen, in dem die Proben registriert werden können.

Das Tray-Magazin verfügt über einen x-/y-/z-Greifer, der die Vials innerhalb der Einheit und zu einer Barcode-Lese- Position transportiert, in der die Proben-ID ermittelt wird. Das Vial wird nachfolgend mit Hilfe eines Linearsystems zum Fusionsgerät transportiert. Die Prioritäten können während des laufenden Betriebs eingestellt und geändert werden. Das PrepMaster-Kontrollsystem zeigt den Status jedes Fläschchens visuell an, z. B. "zu analysieren", "bereits analysiert", "in der Fusionsmaschine", "hohe Priorität" usw. Falls eine Glasperle im System verworfen wird, wird die Probe erneut aus dem Magazin entnommen und automatisch ein weiterer Aufschluss gestartet.

Dosiermodul

Das HAG-System ermöglicht eine äußerst genaue und präzise Dosierung von Proben und Zusatzstoffen. Die Dosiereinheit besteht aus bis zu drei Dosierstationen, einer Probenmischstation, einer Pufferposition für Platin-Tiegel und einer Dosierstation für Release Agent. Alle Stationen werden von einem kleinen Mehrachs- Roboter bedient.

Die Proben in den Vials werden in eine der drei Dosiereinheiten gegeben. Für den Aufschluss werden Flussmittel und Probe abwechselnd in den Tiegel eingewogen, um eine optimale Verdünnung der beiden Substanzen zu erreichen. Anschließend wird der Tiegel in die Mischstation überführt, wo Flussmittel und Probe homogenisiert werden. Optional kann ein Release Agent zugegeben werden. Zum Schluss wird der Tiegel in einem Drehtellermagazin positioniert und ist bereit für den Aufschluss.

Aufschluss- Modul

Je nach Probenaufkommen besteht das Aufschluss- Modul aus 4, 6 oder 8 Aufschluss- Einheiten. Jede Einheit verfügt über zwei Positionen für Tiegel und Gießschale. Ein Linearsystem transportiert die Probe vom Drehtellermagazin zur Aufschluss- Einheit, die Glasperle zum Transportband des RFA- Geräts und die verschmutzten Tiegel und Gießschalen zum Reinigungsmodul.

Der Tiegel wird durch Induktion erhitzt. Während dieses Vorgangs kann die Probe zur besseren Durchmischung geschwenkt werden. Parallel dazu wird die Gießschale auf eine vordefinierte Temperatur erhitzt. Wenn der Heizzyklus abgeschlossen ist, wird die Probe automatisch in die Gießschale gegossen. Die Perle kann in der Gießschale abkühlen. Je nach Art der Probe können verschiedene Abkühlungsmethoden angewandt werden, z. B. eine schnelle Abkühlung mit Druckluft.

Die Aufschluss- Einheit wird von einem Pyrometer gesteuert. Daher ist es möglich, für jeden Probentyp individuelle Heizprofile einzustellen, wie z. B. 500° C für 2 min, 1000° C für 3 min und 1100° C für 1 min.

Vor dem Transport zum XRF überprüft ein spezieller Detektor, dass die Glasperle nicht auseinandergebrochen oder sichelförmig ist.

Hochgenaue Temperaturkontrolle

Das induktive Aufschlussverfahren bietet nicht nur die Möglichkeit, die Temperatur der Schmelze schnell und punktgenau auf den gewünschten Zielwert einzustellen. Die Technologie gewährleistet zudem eine präzise Temperaturkontrolle. Mit der Temperatur- Kalibrationseinheit (Option) lässt sich bei jedem Tiegel der individuelle Emissionsgrad bestimmen und über die Lebenszeit des Tiegels überwachen. Dies ermöglicht eine noch genauere Temperaturbestimmung während des Aufschlussprozesses. Mit Hilfe des automatischen SparkPoint- Visionsystems lässt sich zudem eine automatische Tiegelidentifizierung vornehmen. Zudem kann der Tiegel vor jedem Aufschluss so ausgerichtet werden, dass die pyrometrische Temperaturmessung immer auf der gleichen Tiegelposition erfolgt.

Reinigungsmodul

Das automatische Reinigungsmodul für verschmutzte Tiegel und Gießschalen (Option) besteht aus einem oder zwei Ultraschallbädern, einer Spüleinheit und einer Trocknungseinheit. Im Ultraschall-Reinigungsmodul können 14 Tiegel und Gießschalen gleichzeitig gereinigt werden. Tiegel und Gießschalen werden im Ultraschallbad bei erhöhter Temperatur in Zitronensäure eingelegt. Anschließend werden sie zur Spüleinheit transportiert, wo sie mit normalem Leitungswasser und entmineralisiertem Wasser gespült werden. Bevor sie in das Dosiermodul zurückgeführt werden, werden sie mit Heißluftgebläsen getrocknet. Alle Reinigungsparameter können mit dem PrepMaster-System eingestellt werden.