Industrielle SWIR-Kameras
Was ist SWIR?
Das sichtbare Spektrum der Wellenlängen reicht von 400 nm bis 780 nm. Das Spektrum der Wellenlängen von 780 nm bis 1000 µm ist als Infrarotlicht bekannt. SWIR-Licht ist auch als Kurzwelliges Infrarotlicht bekannt, dies bezieht sich auf das Infrarotwellenlängenspektrum, das nahe am sichtbaren Licht liegt und von etwa 900 nm bis 2500 nm reicht. Im Gegensatz zu sichtbarem Licht und thermischem Infrarotlicht nimmt SWIR eine einzigartige Zwischenstellung ein. Sensoren, die in der SWIR imaging verwendet werden, decken normalerweise den Bereich von 900 nm bis 1700 nm ab. Dieser spektrale Bereich zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, bestimmte Materialien und atmosphärische Bedingungen zu durchdringen. SWIR imaging bietet deutliche Vorteile in imaging Applikationen für hochauflösende Bilder, wie z.B. bei der Inspektion von Siliziumwafern.
SWIR-Kameras in Machine Vision verwenden?
Die SWIR-Kameras bieten eine großartige Lösung in Machine Vision, da sie die Fähigkeit besitzen, Informationen zu erfassen, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Sie können Details bei schwachem Licht offenbaren und Sichtbarkeit durch bestimmte Materialien bieten, die im sichtbaren Spektrum opak sein können. Im Vergleich zu anderen Machine Vision-Kameras bieten Visible-SWIR-Kameras eine kostengünstige Imaging-Lösung. Visible-SWIR-Kameras ersetzen die Notwendigkeit mehrerer Kameras, die in verschiedenen Spektren arbeiten. Diese Vereinheitlichung führt zu Kosteneinsparungen und vereinfachter Wartung.
Ein weiterer Vorteil von SWIR-Kameras ist die verbesserte Bilddarstellung in herausfordernden Umgebungen.SWIR-Kameras sind weniger empfindlich gegenüber Umweltbedingungen wie Nebel, Rauch und Dunst, wodurch sie besonders in Außenbereichen und herausfordernden Innenumgebungen von großem Nutzen sind. Diese Widerstandsfähigkeit gegenüber Umweltbedingungen gewährleistet eine zuverlässige Leistung in verschiedenen Machine Vision Applikationen. Darüber hinaus können SWIR-Kameras Temperaturvariationen erkennen, indem sie Wärme in Lichtinformationen umwandeln. Wir bieten SWIR-Kameras an, die für die Beobachtung von Wärme über 250ᵒC geeignet sind. Substanzen bei dieser Temperatur oder höher emittieren Licht im SWIR-Bereich. Dieses Merkmal ist in Branchen wie der Stahlindustrie nützlich.
Ein letzter Vorteil von SWIR-Kameras ist, dass sie eine gute Lösung für die Analyse verschiedener Materialtypen bieten. SWIR-Kameras können Materialien basierend auf ihrer Zusammensetzung unterscheiden. Die Infrarotreflexion und -absorption variiert bei unterschiedlichen Wellenlängen von einem Material zum anderen; die Fähigkeit, zwischen Materialien zu differenzieren, ist in vielen Branchen nützlich. Dies gilt insbesondere für Aufgaben wie die Qualitätskontrolle, bei denen die Analyse der Zusammensetzung bestimmter Materialien entscheidend ist. Besonders für Applikationen, bei denen ähnliche Materialien unterschieden werden müssen, haben SWIR-Kameras die Fähigkeit, diese herauszufiltern. Das untenstehende Bild zeigt ein Beispiel für die Erkennung von Plastik- und Metallstücken in schwarzen Bohnen sowie die Erkennung von Gummischläuchen in trockener Pasta.
Machine Vision Applikationen mit SWIR-Kameras
SWIR-Kameras können in einer Vielzahl von Machine Vision-Anwendungen eingesetzt werden:
SWIR-Kameras werden in der Industrie zur Inspektion und Fehlererkennung eingesetzt, um die Qualität des Endprodukts sicherzustellen. Licht in diesem Wellenlängenbereich hat die Eigenschaft, Materialien wie Silizium und Glas zu durchdringen, beides häufig verwendete Materialien in der Glasindustrie. Es wird auch häufig in der Lebensmittelindustrie zum Sortieren von Obst und Gemüse sowie zur Feuchtigkeitsdetektion verwendet. In Bildern, die mit einer SWIR Kamera bei einer Wellenlänge von 1450 nm aufgenommen wurden, absorbiert das Wasser das Licht und erscheint schwarz. Diese Eigenschaft erleichtert die Identifizierung des Feuchtigkeitsgehalts im Sortierprozess.
In medizinischen Anwendungen unterstützen SWIR-Kameras bei der Diagnose, der Bildgebung durch biologische Gewebe und der Untersuchung der molekularen Zusammensetzung.
Im Gegensatz zu Farbkameras helfen SWIR-Kameras bei der Überwachung der Pflanzengesundheit, der Beurteilung der Bodenzusammensetzung und der Erkennung des Feuchtigkeitsgehalts. Ein Beispiel ist im Bild unten dargestellt, wo Feuchtigkeit in den Dellen einer Apfelschale festgestellt wurde. Mit diesen Informationen kann eine genauere Analyse durchgeführt werden. Dies ist für die Präzisionslandwirtschaft und die Optimierung landwirtschaftlicher Techniken von entscheidender Bedeutung.
Die SWIR-Technologie entwickelt sich weiterhin, und die Verwendung von SWIR-Kameras im Bereich der Machine Vision wird voraussichtlich zunehmen. Die Kombination von SWIR-Kameras mit künstlicher Intelligenz und Algorithmen des maschinellen Lernens kann die Applikationen in der Machine Vision verbessern und eine präzisere Prozessautomatisierung ermöglichen.
Vorteile einer sichtbaren-SWIR Kamera
Im Gegensatz zur traditionellen SWIR Kamera hat die sichtbare-SWIR Kamera die Fähigkeit, Bilder sowohl im sichtbaren als auch im kurzwelligen Infrarotbereich aufzunehmen. Diese doppelte Fähigkeit bietet eine umfassendere Sicht und kombiniert die Vorteile eines einzelnen Geräts mit sichtbarer und SWIR imaging.
Einer der Vorteile der sichtbaren-SWIR Kamera ist ihre Fähigkeit, das sichtbare Spektrum in das Bild zu integrieren. Auf diese Weise kann der Benutzer ein besseres Verständnis entwickeln und das Bild interpretieren. Der sichtbare Bereich ist vertrauter und leichter zu erkennen. Durch die Bereitstellung beider Bilder können Erkennung und Analyse durchgeführt werden, anstatt sich ausschließlich auf die SWIR-Informationen zu verlassen. Dies ist in beiden unten gezeigten Bildern zu sehen, wo SWIR imaging es ermöglicht, Speiseöl von Wasser und den unterschiedlichen Inhalten der Behälter zu unterscheiden.
Ein praktischer Vorteil der sichtbaren-SWIR Kamera ist ihre Fähigkeit, unter verschiedenen Lichtbedingungen zu arbeiten. Ob bei hellem Tageslicht oder schwachem Licht in der Nacht, die Kamera kann sich an die unterschiedlichen Lichtverhältnisse anpassen und ein scharfes Bild liefern. Diese Fähigkeit ist in einer Vielzahl von Bereichen wie wissenschaftlicher Forschung und industriellen Inspektionen sehr nützlich. Es handelt sich um ein sehr flexibles Gerät, das das traditionelle Dual-Erkennungsschema aus sichtbarer Lichtkamera und SWIR-Kamera ersetzen kann. Der Einsatz von SWIR-Kameras senkt die Kosten, erweitert den Erkennungsbereich und verbessert die Verarbeitungsgeschwindigkeit.
