Aplikace ultrafialového a infračerveného světla v osvětlení pro strojové vidění

Systémy strojového vidění jsou nezbytné v moderní průmyslové automatizaci, kvalitní kontrole a výzkumu, přičemž osvětlení je jejich klíčovou součástí. Zatímco viditelné světlo je běžné, ultrafialové (UV) světlo a infračervené (IR) světlo nabízejí jedinečné výhody tam, kde viditelné světlo nestačí. Tento článek pojednává o jejich vlastnostech, hlavních aplikacích a budoucích trendech ve strojovém vidění.

1. Přehled UV a IR světla ve strojovém vidění

Viditelné spektrum elektromagnetického záření (400–760 nm) je detekovatelné lidským okem, ale UV (10–400 nm) a IR (760 nm–1 mm) rozšiřují možnosti strojového vidění. V praxi se blízké ultrafialové záření (UV-A, 315–400 nm) uplatňuje z důvodů bezpečnosti a kompatibility se senzory, zatímco blízké infračervené záření (NIR, 760–1400 nm) a krátkovlnné infračervené záření (SWIR, 1400–3000 nm) jsou běžné pro úlohy v oblasti IR – pracují s modifikovanými standardními senzory a efektivně pronikají materiály.

UV vybuzuje fluorescenci v určitých látkách, zatímco IR interaguje s materiály na základě chemického složení (absorpce/přenos). Tyto jedinečné interakce určují jejich použití ve strojovém vidění.

2. Aplikace zdrojů UV světla

UV osvětlení využívá fluorescence a kontrast materiálů k detekci neviditelných vad, kontaminantů nebo znaků.

2.1 Průmyslová kontrola kvality

UV se široce používá při kontrole kvality povrchových vad a celistvosti výrobků. U polymerů (např. plastové díly pro automobily) a povlaků (např. nátěry spotřebičů) UV odhaluje fluorescenční přísady – vady jako praskliny nebo pórky vytvářejí tmavé, nefluoreskující skvrny, které systémy označí. V potravinářství a farmacii UV identifikuje organické kontaminanty (plíseň, bakterie) a ověřuje rovnoměrnost povlaku tabletek, protože organické látky fluoreskují na pozadí nefluoreskujících materiálů.

2.2 Ověřování pravosti a ochrana proti padělkům

UV odhaluje skryté bezpečnostní prvky v dokumentech (cestovních pasích) a měnách (fluorescenční vlákna Euro/US dolar). Vysoce kvalitní produkty (luxusní zboží, elektronika) používají štítky označené UV; systémy strojového vidění tyto znaky skenují pod UV světlem za účelem ověření pravosti, čímž podporují boj proti padělkům v dodavatelském řetězci.

3. Aplikace zdrojů infračerveného záření

IR exceluje v pronikání do materiálu , zvyšování tepelného kontrastu , a snížení oslňování , ideální pro situace s překážkami nebo slabým osvětlením.

3.1 Průnik materiálem a detekce skrytých prvků

NIR/SWIR proniká nepropustnými materiály. V polovodičích umožňuje kontrolu interních spojů IC/PCB (pájené spoje, vady), které není možné vidět pomocí viditelného světla. V zemědělství NIR odhaluje vnitřní vady ovoce (modřiny) a měří obsah vlhkosti obilovin na základě absorpce, čímž optimalizuje třídění a skladování.

3.2 Termografie a měření teploty

IR zachycuje tepelné záření pro bezkontaktní měření teploty. V průmyslu (lití kovů, svařování) termální mapy detekují přehřáté nebo chladné místa, aby zajistily kvalitu. Ve zdravotnictví IR měří teplotu kůže (detekce horečky) a sleduje hojení ran prostřednictvím změn toku krve; používá se také ve veterinární medicíně pro neinvazivní detekci zranění.

3.3 Potlačení oslnění a snímání za šera

IR se vyhýbá oslnění od odrazivých povrchů (kov, sklo) a pracuje i ve tmě. U venkovního dohledu (doprava, logistické nádvoří) nebo při kontrole odrazivých materiálů (nerezové spotřebiče) IR eliminuje oslnění a zachytí ostré obrazy, které odhalí vady nebo vrypy skryté viditelným světlem.

4. Klíčové rozdíly mezi UV a IR zdroji světla

UV využívá fluorescence/kontrastu k detekci skrytých znaků/nečistot a vyžaduje UV citlivé kamery; UV-A je bezpečné při nízkých dávkách, ale UV-B/C poškozuje kůži/oči. IR používá průnikové vlastnosti/tepelné emise pro kontrolu neprůhledných materiálů nebo tepelné monitorování; většina NIR funguje se standardními senzory (SWIR vyžaduje specializované senzory) a NIR je obecně bezpečné (silné IR může způsobit přehřátí). Volba závisí na úkolu – např. UV pro detekci nečistot v potravinách, IR pro interní kontroly desek plošných spojů.

5. Budoucí trendy a vývoj

Technologie UV/IR se posouvá směrem k miniaturizaci (kompaktní LED pro přenosné systémy), multispektrálnímu snímání (kombinace UV/viditelného světla/IR pro komplexní analýzu, např. profilování kvality potravin) a integraci umělé inteligence (algoritmy zvyšují přesnost detekce vad a umožňují rozhodování v reálném čase).

6. Závěr

UV a IR transformují průmyslové vidění tím, že umožňují úkoly nemožné pro viditelné světlo. UV vyniká při detekci skrytých vad/nečistot a autentizaci; IR nabízí pronikání, termální zobrazení a redukci odlesků. Jak budou firmy vyžadovat vyšší přesnost, bude jejich role růst – pochopení jejich vlastností pomáhá podnikům zvyšovat kvalitu, bezpečnost a efektivitu.

HIFLY má více než 15 let zkušeností v oblasti výroby osvětlení pro průmyslové vidění. Máme profesionální vývojový tým. Pokud máte jakékoli individuální požadavky na infračervené nebo ultrafialové osvětlení, neváhejte se s námi kdykoli spojit!