ES2812706T3 - Método y dispositivo para aumentar la sensibilidad de la medición en línea de la limpieza de superficie de las bandas de acero - Google Patents

Abstract

Método de medición en línea, automatizado, de la limpieza de superficie diferenciada de carbono de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo, que presenta un nivel de contaminación de superficie por carbono inferior a 100 mg/m2, preferentemente inferior a 50 mg/m2, caracterizado por las etapas siguientes: - se genera un haz de radiación mediante una fuente (1); - se focaliza el haz de radiación mediante un dispositivo de focalización (2) de manera que la densidad de energía depositada sobre la banda o chapa metálica (3) sea suficiente para crear un plasma y para generar unos radicales CN en el plasma si este contiene carbono y nitrógeno; - se crea alrededor del plasma una atmósfera de nitrógeno gracias a un sistema de barrido (4) con un caudal apto para evitar cualquier presencia de oxígeno del aire en el plasma; - se analiza, mediante un dispositivo óptico de recogida (5), la luz emitida por el plasma y se redirige esta luz emitida hacia un espectrómetro o cualquier otro medio de separación de las longitudes de onda de la luz emitida (7); - se mide la intensidad de una línea de vibración intensa del radical CN y se relaciona esta intensidad con la de una línea de vibración del nitrógeno, a fin de compensar las fluctuaciones relacionadas con el láser de radiación y con las interacciones irradiación-materia, siendo la línea de vibración intensa del radical CN la línea de vibración a 388,25 nm y siendo la línea de vibración del nitrógeno la línea de vibración a 500,51 nm, y - se utiliza la relación obtenida para caracterizar la limpieza de la superficie de la banda o chapa metálica (3), en términos de contaminación con carbono.

Description

DESCRIPCIÓN

Método y dispositivo para aumentar la sensibilidad de la medición en línea de la limpieza de superficie de las bandas de acero

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un método para aumentar la sensibilidad de la medición en línea de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica en desplazamiento continuo, basada en el método LIBS (por laser-induced breakdown spectroscopy o espectroscopia sobre plasma inducido por láser).

La invención se refiere también a un dispositivo para la realización del procedimiento.

Técnica anterior y estado de la técnica

Durante la fabricación de chapas de acero, el proceso de laminado en frío genera esencialmente dos tipos de impurezas en la superficie de las chapas: por un lado carbono de superficie, que procede de la degradación de los aceites de laminado y, por otro lado, unos finos de hierro cuyo origen se encuentra en las interacciones con los cilindros utilizados para la laminar.

Esta contaminación de la superficie es molesta ya que necesita una limpieza más frecuente de los cilindros y los baños de decapado se contaminan más rápidamente. Esto ocasiona evidentemente unos costes suplementarios. Las chapas sucias se deben recocer asimismo durante más tiempo, lo cual es también más costoso. Además, en las etapas ulteriores de galvanización o de aplicación de pintura, estos depósitos se traducen en defectos de adherencia que tienen consecuencias sobre la resistencia a la corrosión de los productos acabados. Finalmente, en los hornos de recocido, especialmente antes de la galvanización, las contaminaciones por carbono generan a la larga hollines que se depositan sobre las paredes del horno, lo que necesita una limpieza más frecuente. Asimismo, los finos de hierro pueden acumularse con el tiempo sobre los rodillos del horno, lo que puede provocar defectos sobre la chapa.

La medición de esta contaminación en línea ha sido objeto de varios desarrollos estos últimos años. Los tres métodos principales en la actualidad son los siguientes:

- un método relativamente reciente se basa en una absorción de la radiación infrarroja. Está esencialmente influenciada por el carbono de superficie y relativamente poco por los finos de hierro. La sensibilidad es limitada y no hay todavía mucha retrospectiva industrial (véase Krauth P.J., "Contróle de la propreté des surfaces d'acier", La Revue de Métallurgie - CIT, junio de 2002);

- otro método se basa en el análisis de la intensidad luminosa de un plasma generado en la superficie de la chapa por un haz láser focalizado. Al principio, el dispositivo mediría el ruido generado por el plasma ("A real time method for surface cleanliness measurement", G. M. Bilmes et al., Appl. Phys. B 82, 643-648, 2006). Sin embargo, el sistema actual mide, en cambio, la intensidad luminosa global del plasma. ("Practical Experiences with Novel Non-Contact, Online, Surface Cleanliness Measurement System", E. Almquist, U. Crossa, Proceedings Galvatech 2015). Este sistema es esencialmente sensible a los finos de hierro y relativamente poco a la contaminación por carbono;

- finalmente, en conocimiento de los inventores, el único dispositivo que permite actualmente medir en línea simultánea e independientemente los finos de hierro y el carbono de superficie se basa en el método de LIBS y se ha desarrollado por la solicitante en el ámbito de un proyecto de investigación europeo (Lowwear Project, RFCS Contract No RFSR-CT-2006-00010 - 1 de julio de 2006 hasta 31 de diciembre de 2009). Este método, aplicado a la salida de la línea de laminado en frío, mide el nivel de finos de hierro comparando la intensidad de dos líneas de hierro de energías diferentes. En efecto, cuantas más partículas finas haya para alimentar el plasma, más fácil será la vaporización y más energía permanecerá en el pulso láser para excitar los átomos del plasma a un nivel energético elevado. Para la medición del carbono de superficie, se utiliza una línea intensa del carbono, típicamente la línea a 193 nm. El inconveniente de esta medición es que la longitud de onda de esta línea se sitúa en el UV distante y, por lo tanto, es absorbida por el oxígeno del aire, lo que reduce la intensidad útil durante una medición a distancia. Otra línea sensible existe a 247,8 nm que se absorbe poco pero que se superpone a una línea de hierro, lo que dificulta su utilización.

Por otro lado, en la producción moderna de aceros de calidad, es importante garantizar una limpieza de superficie muy alta, especialmente antes de la galvanización. Para asegurarse de ello, es habitual limpiar la superficie en baños de desengrasado en los que una solución química retira las suciedades, esencialmente de naturaleza orgánica, mientras que uno o varios cepillados permiten eliminar la lámina de contaminación sólida, tales como los finos de hierro. Por lo tanto, sería interesante un método de análisis en línea que diferenciaría claramente el carbono de los finos de hierro, ya que permitiría no sólo evaluar la eficacia del desengrasado, sino también determinar si una falta de limpieza está más bien relacionada con un cepillado defectuoso o con la composición de la solución de limpieza.

El método propuesto por la solicitante (véase arriba) se muestra eficaz después del laminado en frío, en donde el nivel de contaminación por carbono es del orden de varios centenares de miligramos de carbono por metro cuadrado. Por el contrario, después del desengrasado, este nivel desciende a menos de algunas decenas de miligramos por metro cuadrado y la utilización de una línea de carbono parcialmente absorbida por el oxígeno del aire es insuficiente para garantizar una medición precisa a estos niveles de limpieza.

Por otro lado, se conoce por la bibliografía que el carbono presente en compuestos orgánicos puede medirse ventajosamente mediante la reacción de estos últimos en un plasma con el nitrógeno atómico procedente del aire o de una atmósfera de nitrógeno gaseoso que rodea el plasma.

Esta técnica se ha utilizado especialmente para el análisis de depósitos finos de nitruros de carbono ('CN emission spectroscopy study of carbon plasma in nitrogen environment", S. Abdelli-Messaci et al., Spectrochimica Acta Part B 60 (2005) 955 - 959) y para la diferenciación de explosivos ("New challenges and insights in the detection and spectral identification of organic explosives by laser induced breakdown spectroscopy", P. Lucena et al., Spectrochimica Acta Part B 66 (2011) 12-20).

Además, algunos estudios sobre materiales orgánicos han permitido explicar los mecanismos de formación del radical CN en el plasma y determinar las densidades de energía necesarias para la creación de este tipo de radical ("Vibrational emission analysis of the CN molecules in laser-induced breakdown spectroscopy of organic compounds", Ángel Fernández-Bravo et al., Spectrochimica Acta Part B 89 (2013) 77-83).

En Aguilera J. A. et al., "Determination of carbon content in steel using laser-induced breakdown spectroscopy", Applied Spectroscopy, vol. 46, n° 9 (1992), páginas 1382-1387, se demuestra que el método LIBS se puede utilizar para determinar el contenido de carbono en un acero, con una precisión y un límite de detección comparable a los obtenidos por espectroscopía de emisión atómica. Este documento muestra además que se necesita trabajar bajo atmósfera de nitrógeno o de argón para evitar que la medición del C esté influenciada por la descomposición del CO2 atmosférico. Las curvas de calibración se han obtenido utilizando la relación de la línea del C a 193 nm y la línea del Fe a 201 nm (esta línea del Fe no interfiere con otras líneas). No se puede utilizar la línea del C a 248 nm ya que interfiere con la línea del Fe a esta misma longitud de onda.

Finalmente, el documento WO 2009/138262 A1 proporciona un método de medición de la limpieza de una banda de acero en línea y automatizada, que consiste en analizar por tratamiento de imágenes una corona oxidada creada en la superficie de la banda por un haz láser o de electrones.

Objetivos de la invención

La presente invención tiene como objetivo proporcionar un método de medición de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica en desplazamiento continuo obtenida por laminado en frío a la salida de las líneas de desengrasado. Se trata de permitir una medición separada de la contaminación por carbono de superficie y de finos de hierro que no es posible en el estado actual de la técnica más que en la salida de la línea de laminado en frío, en la que los niveles de contaminación son claramente más elevados.

Esta invención tiene también como objetivo proporcionar un dispositivo que permita alcanzar la precisión deseada en la medición de la limpieza de superficie de las chapas de acero a la salida de las líneas de desengrasado.

Principales elementos característicos de la invención

Un primer aspecto de la presente invención se refiere a un método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie diferenciada de carbono de una banda o chapa metálica en desplazamiento continuo, que presenta un nivel de contaminación de superficie inferior a 100 mg/m2, preferentemente inferior a 50 mg/m2, caracterizado por las etapas siguientes:

- se genera un haz de radiación mediante una fuente;

- se focaliza el haz de radiación mediante un dispositivo de focalización, de manera que la densidad de energía depositada sobre la banda o chapa metálica sea suficiente para crear un plasma y para generar unos radicales CN en el plasma si este contiene carbono y nitrógeno;

- se crea alrededor del plasma una atmósfera de nitrógeno gracias a un sistema de barrido con un caudal apto para evitar cualquier presencia de oxígeno del aire en el plasma;

- se analiza, mediante un dispositivo óptico de recogida, la luz emitida por el plasma y se redirige esta luz emitida hacia un espectrómetro o cualquier otro medio de separación de las longitudes de onda de la luz emitida;

- se mide la intensidad de una línea de vibración intensa del radical CN y se relaciona esta intensidad con la de una línea de vibración del nitrógeno, a fin de compensar las fluctuaciones relacionadas con el haz de radiación y con las interacciones irradiación-materia, siendo la línea de vibración intensa del radical CN la línea de vibración a 388,25 nm y siendo la línea de vibración del nitrógeno la línea de vibración a 500,51 nm, y

- se utiliza la relación obtenida para caracterizar la limpieza de la superficie de la banda o chapa metálica en términos de contaminación con carbono.

Unos modos de realización preferidos del método de la invención recogen además, en combinación, una o varias de las características siguientes:

- dicho haz de radiación es un haz láser o un haz de electrones;

- la densidad de energía deseada sobre la superficie de banda o chapa se obtiene gracias a un haz láser de potencia y de diámetro focal adecuados, focalizándose el haz sobre dicha superficie directamente, o bien por una focalización mejorada por un dispositivo óptico de expansión previa del haz;

- el láser es un láser pulsado, seleccionándose dicho láser y dispositivo de focalización para crear una densidad de energía en la superficie de la banda o chapa metálica comprendida entre 10 y 100 GW/cm2 y preferentemente comprendida entre 30 y 60 GW/cm2;

- el dispositivo óptico de recogida es una pluralidad de lentes o de espejos o también una combinación de los dos que visualizan el plasma sobre el extremo de una fibra óptica, que a su vez redirige el haz luminoso hacia el espectrómetro u otro medio de separación de las longitudes de onda de la luz emitida;

- la banda o chapa metálica es una banda de acero;

- la velocidad de desplazamiento de la banda o de la chapa metálica (3) es superior a 0,5 m/s;

- el método se utiliza en el caso de una línea de laminado en frío y después del paso por un baño de desengrasado. Otro aspecto de la invención se refiere a un dispositivo de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica en desplazamiento continuo, caracterizado por que comprende:

- un láser pulsado, que genera un haz de diámetro comprendido entre 0,5 y 10 mm, en forma de pulsos de duración comprendida entre 0,5 y 15 ns, con una energía comprendida entre 1 y 300 mJ por pulso, para la generación de un plasma en la superficie de la banda o chapa metálica;

- un dispositivo de focalización que permite una expansión del haz en un factor comprendido entre 2 y 10 y que permite focalizar el haz sobre la banda o chapa metálica a una distancia comprendida entre 10 y 200 cm;

- un sistema de barrido de nitrógeno cerca del plasma sobre la banda o chapa metálica con un caudal apto para evitar cualquier presencia de oxígeno del aire en el plasma;

- un dispositivo óptico de recogida que comprende una pluralidad de lentes, de espejos o una combinación de los dos, para visualizar la luz emitida por el plasma sobre una fibra óptica;

- una fibra óptica;

- un espectrómetro unido a la fibra óptica;

- un analizador de espectro que permite calcular la relación de la intensidad de la línea de vibración del carbono a 388,25 nm y de la línea de vibración del nitrógeno a 500,51 nm.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra un esquema básico del dispositivo utilizado según la presente invención, que recoge los elementos principales tales como la fuente de radiación, la óptica de focalización, la banda o chapa en desplazamiento, el sistema de suministro del nitrógeno alrededor o en las proximidades del plasma, el dispositivo de recogida de la luz y el espectrómetro de análisis.

La figura 2 muestra un ejemplo de espectro que contiene las líneas específicas CN y N utilizadas para la determinación de la contaminación por carbono de superficie.

La figura 3 muestra, en un ejemplo, una comparación entre las mediciones efectuadas según el método y con el dispositivo de la invención y las mediciones realizadas en laboratorio mediante un método de referencia (método por combustión).

Descripción de una forma de realización preferida de la invención

El método y el dispositivo propuestos según la presente invención mejoran el método y el dispositivo descritos en el estado de la técnica para el análisis por LIBS de la limpieza de superficie de carbono de las bandas y chapas metálicas en desplazamiento, por ejemplo de acero. El método descrito se basa en la medición de las líneas de radicales CN, que se conoce por la bibliografía pero, en conocimiento de los inventores, no se ha utilizado nunca para mejorar la medición de la limpieza de superficie de bandas o chapas metálicas.

El principio de la mejora se describe a continuación, con un ejemplo de implementación.

Como se muestra en la figura 1, el haz de un láser 1, preferentemente pulsado, se focaliza con la ayuda de un dispositivo óptico apropiado 2, sobre la superficie de la chapa o banda metálica en desplazamiento 3. La potencia del láser y el diámetro focal se seleccionan ventajosamente de manera que la densidad de potencia obtenida sobre la chapa sea suficiente para crear un plasma en la superficie de la chapa. Además, y en complemente de la práctica habitual, la energía de los pulsos láser y el dispositivo de focalización se seleccionan a fin de crear una densidad de energía comprendida entre 10 y 100 GW/cm2, idealmente entre 30 y 60 GW/cm2 para generar unos radicales CN en presencia de nitrógeno y de carbono.

A título de ejemplo, tal densidad de energía se puede obtener con la ayuda de un láser, que generar un haz de 3 mm de diámetro, en forma de pulsos de 8 ns y de una energía de 50 mJ por pulso, asociado a un dispositivo óptico que provoca una expansión del haz en un factor 8 y después se focaliza dicho haz a una distancia de 30 centímetros. En estas condiciones, se obtiene un punto focal de 150 mm de diámetro y una densidad de potencia de aproximadamente 35 GW/cm2.

La zona en las proximidades de la chapa en la que se crea el plasma se somete a un barrido con nitrógeno 4 a fin de obtener unos radicales CN en presencia de una contaminación por carbono de superficie, evitando al mismo tiempo que una parte de este carbono reaccione con el oxígeno del aire.

La luz emitida por el plasma se recoge después por un conjunto de lentes 5 que visualizan el plasma sobre el extremo de una fibra óptica 6 que, a su vez, redirige la luz hacia un dispositivo de análisis, tal como un espectrómetro 7.

El método según la invención utiliza entonces la línea de vibración (0-0), o cualquier otra línea adecuada, de los radicales CN, creados de manera óptima por la elección del dispositivo descrito anteriormente. La intensidad de esta línea se relaciona ventajosamente con una línea de nitrógeno (en el sentido en que se efectúa la relación de sus intensidades respectivas), preferentemente la línea a 500,51 nm, que es suficientemente intensa y que presenta pocas interferencias con otros elementos. Esta relación permite eliminar las fluctuaciones en la intensidad luminosa global del plasma relacionadas, por ejemplo, con las variaciones de la intensidad del haz láser o de la pareja radiaciónmateria. Normalmente, sobre acero, se utiliza una línea de hierro como referencia. Sin embargo, en el caso de mediciones de limpieza de superficie, la presencia de finos de hierro provoca variaciones relativas en la intensidad de las líneas de hierro, en función de la energía necesaria para crearlas. La utilización de una línea de hierro es, por lo tanto, menos fiable que la del nitrógeno, que será más estable debido a la saturación en nitrógeno alrededor del plasma tras la utilización del dispositivo de barrido con nitrógeno 4.

La figura 2 da un ejemplo de espectro, seleccionado sobre una chapa antes del desengrasado para poner demostrar claramente las líneas utilizadas para aplicar el método de la invención.

La figura 3 da un ejemplo de comparación entre las mediciones efectuadas por el método y el dispositivo de la invención, por un lado, y los resultados de los análisis por un método de referencia de laboratorio (método por combustión). Los diferentes casos corresponden a tres aceros diferentes analizados en las condiciones siguientes (es decir, tres grupos de tres puntos que van de la derecha a la izquierda en la figura 3):

- en la salida del laminador;

- después de un desengrasado parcial sobre una línea piloto de desengrasado en continuo de la solicitante;

- después de un desengrasado más intensivo, que varía según el acero probado, obtenido por dos pasos sucesivos sobre la misma línea piloto de desengrasado.

Se puede así constatar que el método de la invención permite discriminar los niveles de contaminación de superficie que varían desde el estado en la salida del laminado en frío hasta unos niveles de contaminación muy bajos.

Ventajas del método

Este método tiene la ventaja de determinar la contaminación por carbono de superficie con la ayuda de una línea CN cuyas condiciones de medición (energía láser acoplada con el dispositivo de focalización, barrido con nitrógeno) optimizan la intensidad.

La utilización de la línea CN situada en el UV cercano permite librarse de la absorción por el oxígeno del aire, a diferencia de la línea intensa de carbono a 193 nm.

La atmósfera de nitrógeno creada alrededor del plasma impide la formación de una capa de óxido alrededor de la zona de impacto del láser después de la extinción del plasma. La formación de este óxido podría, de manera desventajosa, modificar localmente la emisividad térmica de la chapa y cambiar muy localmente la absorción de energía térmica durante el paso por los hornos, antes de la galvanización, por ejemplo.

El conjunto de estas ventajas, que son importantes en sí mismas, se traducen en una sensibilidad incrementada para el análisis de las contaminaciones por carbono de superficie de bandas y chapas metálicas. Esto permite, por lo tanto, realizar unas mediciones significativas, no solamente a la salida del laminado en frío, sino también a la salida de baño de desengrasado.

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Método de medición en línea, automatizado, de la limpieza de superficie diferenciada de carbono de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo, que presenta un nivel de contaminación de superficie por carbono inferior a 100 mg/m2, preferentemente inferior a 50 mg/m2, caracterizado por las etapas siguientes:

- se genera un haz de radiación mediante una fuente (1);

- se focaliza el haz de radiación mediante un dispositivo de focalización (2) de manera que la densidad de energía depositada sobre la banda o chapa metálica (3) sea suficiente para crear un plasma y para generar unos radicales CN en el plasma si este contiene carbono y nitrógeno;

- se crea alrededor del plasma una atmósfera de nitrógeno gracias a un sistema de barrido (4) con un caudal apto para evitar cualquier presencia de oxígeno del aire en el plasma;

- se analiza, mediante un dispositivo óptico de recogida (5), la luz emitida por el plasma y se redirige esta luz emitida hacia un espectrómetro o cualquier otro medio de separación de las longitudes de onda de la luz emitida (7);

- se mide la intensidad de una línea de vibración intensa del radical CN y se relaciona esta intensidad con la de una línea de vibración del nitrógeno, a fin de compensar las fluctuaciones relacionadas con el láser de radiación y con las interacciones irradiación-materia, siendo la línea de vibración intensa del radical CN la línea de vibración a 388,25 nm y siendo la línea de vibración del nitrógeno la línea de vibración a 500,51 nm, y

- se utiliza la relación obtenida para caracterizar la limpieza de la superficie de la banda o chapa metálica (3), en términos de contaminación con carbono.

2. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho haz de radiación es un haz láser o un haz de electrones.

3. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la densidad de energía deseada sobre la superficie de banda o chapa se obtiene gracias a un haz láser (1) de potencia y de diámetro focal adecuados, focalizándose el haz sobre dicha superficie directamente, o bien mediante una focalización mejorada por un dispositivo óptico de expansión previa del haz (2).

4. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 3, caracterizado por que el láser (1) es un láser de pulsos, seleccionándose dicho láser (1) y el dispositivo de focalización (2) para crear una densidad de energía en la superficie de la banda o chapa metálica (3) comprendida entre 10 y 100 GW/cm2 y preferentemente comprendida entre 30 y 60 GW/cm2.

5. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1, caracterizado por que el dispositivo óptico de recogida (5) es una pluralidad de lentes o de espejos o también una combinación de los dos que visualizan el plasma en el extremo de una fibra óptica (6), que a su vez redirige el haz luminoso hacia el espectrómetro u otro medio de separación, las longitudes de onda de la luz emitida (7).

6. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1, caracterizado por que la banda o chapa metálica (3) es una banda de acero.

7. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1, caracterizado por que la velocidad de desplazamiento de la banda o chapa metálica (3) es superior a 0,5 m/s.

8. Método de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo según la reivindicación 1, en el caso de una línea de laminado en frío y después del paso por un baño de desengrasado.

9. Dispositivo de medición en línea, automatizada, de la limpieza de superficie de una banda o chapa metálica (3) en desplazamiento continuo, caracterizado por que comprende:

- un láser pulsado (1), que genera un haz de diámetro comprendido entre 0,5 y 10 mm, en forma de pulsos de duración comprendida entre 0,5 y 15 ns, con una energía comprendida entre 1 y 300 mJ por pulso, para la generación de un plasma en la superficie de la banda o chapa metálica (3);

- un dispositivo de focalización (2) que permite una expansión de haz en un factor comprendido entre 2 y 10 y que permite focalizar el haz sobre la banda o chapa metálica (3) a una distancia comprendida entre 10 y 200 cm;

- un sistema de barrido de nitrógeno (4) en las proximidades del plasma sobre la banda o chapa metálica (3) con un caudal apto para evitar cualquier presencia de oxígeno del aire en el plasma;

- un dispositivo óptico de recogida (5) que comprende una pluralidad de lentes, de espejos o una combinación de los dos, para visualizar la luz emitida por el plasma sobre una fibra óptica;

- una fibra óptica (6);

- un espectrómetro (7) unido a la fibra óptica (6);

- un analizador de espectro que permite calcular la relación de la intensidad de la línea de vibración del carbono a 388,25 nm y de la línea de vibración del nitrógeno a 500,51 nm.