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Aplicaciones de la luz ultravioleta e infrarroja en la iluminación para visión artificial
Los sistemas de visión artificial son vitales en la automatización industrial moderna, la inspección de calidad y la investigación, siendo la iluminación un componente fundamental. Aunque la luz visible es común, luz ultravioleta (UV) y luz infrarroja (IR) ofrecen ventajas únicas donde la luz visible no es suficiente. Este artículo explora sus características, aplicaciones clave y tendencias futuras en la visión artificial.
1. Visión general de la luz UV e IR en la visión artificial
El rango visible del espectro electromagnético (400–760 nm) es detectable por el ojo humano, pero los rangos ultravioleta (UV, 10–400 nm) e infrarrojo (IR, 760 nm–1 mm) amplían las capacidades de la visión artificial. En la práctica, ultravioleta cercano (UV-A, 315–400 nm) se prefiere por razones de seguridad y compatibilidad con sensores, mientras que infrarrojo cercano (NIR, 760–1400 nm) y infrarrojo de onda corta (SWIR, 1400–3000 nm) son comunes en tareas de IR—funcionan con sensores estándar modificados y penetran los materiales de forma eficaz.
El UV excita la fluorescencia en sustancias específicas, mientras que el IR interactúa con los materiales según su composición química (absorción/transmisión). Estas interacciones únicas impulsan sus aplicaciones en visión artificial.
2. Aplicaciones de las fuentes de luz UV
La iluminación UV aprovecha fluorescencia y contraste de materiales para detectar defectos, contaminantes o características invisibles.
2.1 Inspección industrial de calidad
El UV se utiliza ampliamente en el control de calidad para detectar defectos superficiales e integridad del producto. En polímeros (por ejemplo, piezas plásticas automotrices) y recubrimientos (por ejemplo, pintura de electrodomésticos), el UV ilumina aditivos fluorescentes: defectos como grietas o poros generan manchas oscuras no fluorescentes, que los sistemas identifican. En alimentos/fármacos, el UV permite identificar contaminantes orgánicos (moho, bacterias) y verifica la uniformidad del recubrimiento de comprimidos, ya que las sustancias orgánicas fluorescen frente a materiales no fluorescentes.
2.2 Autenticación y anti-falsificación
La luz UV revela características de seguridad ocultas en documentos (pasaportes) y moneda (hilos fluorescentes del euro/dólar estadounidense). Los productos de alta gama (artículos de lujo, electrónicos) utilizan etiquetas marcadas con UV; la visión artificial escanea estos elementos bajo luz UV para confirmar su autenticidad, apoyando así la lucha contra la falsificación en la cadena de suministro.
3. Aplicaciones de las fuentes de luz IR
El IR destaca en penetración del Material , mejora del contraste térmico , y reducción del deslumbramiento , ideal para escenarios con obstáculos o poca luz.
3.1 Penetración de materiales y detección de características ocultas
El NIR/SWIR penetra materiales opacos. En semiconductores, permite inspeccionar conexiones internas de CI/PCB (soldaduras, defectos) inaccesibles a la luz visible. En agricultura, el NIR revela defectos internos en frutas (magulladuras) y mide la humedad de los granos mediante absorción, optimizando la clasificación y el almacenamiento.
3.2 Imagen térmica y medición de temperatura
La IR captura la radiación térmica para el monitoreo de temperatura sin contacto. En la fabricación (fundición de metales, soldadura), los mapas térmicos detectan puntos calientes/fríos para garantizar la calidad. En el sector sanitario, la IR mide la temperatura de la piel (detección de fiebre) y sigue la cicatrización de heridas mediante cambios en el flujo sanguíneo; también se utiliza en medicina veterinaria para la detección no invasiva de lesiones.
3.3 Reducción de Deslumbramiento e Imagen en Baja Iluminación
La IR evita el deslumbramiento causado por superficies reflectantes (metal, vidrio) y funciona en la oscuridad. Para vigilancia exterior (tráfico, patios logísticos) o inspección de materiales reflectantes (electrodomésticos de acero inoxidable), la IR elimina el deslumbramiento y captura imágenes nítidas, revelando arañazos o abolladuras ocultos por la luz visible.
4. Diferencias Clave entre Fuentes de Luz UV e IR
El UV se basa en la fluorescencia/contraste para detectar características ocultas/contaminantes, lo que requiere cámaras sensibles al UV; el UV-A es seguro en bajas dosis, pero el UV-B/C daña la piel/ojos. El IR utiliza la penetración/emisión térmica para la inspección de materiales opacos o el monitoreo térmico; la mayoría del NIR funciona con sensores estándar (el SWIR necesita sensores especializados), y el NIR es generalmente seguro (el IR de alta potencia provoca sobrecalentamiento). La elección depende de la tarea, por ejemplo, UV para contaminantes en alimentos, IR para verificaciones internas de PCB.
5. Tendencias y Desarrollos Futuros
La tecnología UV/IR avanza hacia la miniaturización (LEDs compactos para sistemas portátiles), la imagen multiespectral (combinando UV/visible/IR para análisis completos, por ejemplo, perfiles de calidad alimentaria) y la integración de IA (los algoritmos mejoran la precisión en la detección de defectos y la toma de decisiones en tiempo real).
6. Conclusión
La visión ultravioleta e infrarroja transforma la visión artificial al permitir tareas imposibles con luz visible. El UV destaca en la detección de defectos/contaminantes ocultos y en autenticación; el IR ofrece penetración, imágenes térmicas y reducción de reflejos. A medida que las industrias exigen mayor precisión, su papel crecerá: comprender sus propiedades ayuda a las empresas a mejorar la calidad, seguridad y eficiencia.
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