Ультракызыл Камералардын Кыскача Таныштырылышы жана Колдонуу Сценарийлери

Көптөр "ынфра кызыл камералар" тууралуу угуп чыккан, бирок алардын коллегасы – "ультракызыл (УК) камералар" кандай функцияларга ээ?

Күндөлүк турмушта биз «карап турганда көзгө түшпөйтүн» көйгөйлөр менен кездешебиз – тамак-аш орамындагы жасалма каршы белгилерди текшерүүнү кааласак, бирок ачык белгилер табылбайт; адаттан тыс камералар жалпы гана бетин гана көрсө да, электрондук платадагы жашыруун трещинкаларды аныктоо зарыл болот; цветсиз газдар изсиз болгондо трубалардын сызып чыгуусун издөө керек болот.

Муундай учурда УК камералар колдонулууда. Алар адам көзүнүн көрбөй турган ультракызыл нурду (200нм-400нм) кармоо үчүн колдонулуп, "көрүнбөй турган сигналдарды" ачык сүрөттөргө айландырат, текшерүү, жалганга каршы жана коопсуздук маселелеринде "боз болуп чыгыш" функциясын аткарат.

Бүгүн биз УК камералардын негизги принциптерин жөнөкөй түшүнүктөр менен түшүндүрөбүз, үч практикалык колдонуу мисалын бөлүшөбүз жана кездешүүчү катаалардан сактануу боюнча негизги чечимдерди камтып, алардын маанисин жана колдонушун тез түшүнүүгө жардам беремиз.

I. Неге УК камералар "көрүнбөй турган нурду" көрө алышат?

Көптөр "УК камерасы - бул фильтри кошулган жөнөкөй камера" деп ойлойт. Чындыгында, анын негизги артыкчылыгы "ультракызыл нурдун өзгөчө сигналдарын кармоодо" жатат.

Көздөрүбүз менен көрүүчү байгечилигибиз "көрүнүүчү нур" (400нм-760нм) деп аталат, ал эми ультракызыл (УК) нур - толкун узундугу кыскараак болгон "көрүнбөй турган нур". Табиятта көптөгөн заттар УК нур астында "флуоресценциялык реакция" түзөт (мисалы, акча белгилеринде жасалма белгилер, органикалык загрязнениелер), башкалары УК нурду жутуп алат же чагылдырат (мисалы, кыйылбаган фоторезист, газ сымдарынын сызып чыгышы).

Адаттык камераларга тек гана көрүнүүчү нур тийет, ал эми бул УК сигналдарга "кор". Бирок УК камералары өзгөчө УК датчиктерин (мисалы, арттан жарыктоо sCMOS) жана көрүнүүчү нурду тоскоолдук кылуучу сүзгүчтөрдү колдонуп, 200нм-400нм диапазонундагы УК нурду так кармап алып, андан кийин бул сигналдарды адам көзү түшүнө турган серый же түстүү сүрөттөргө которот, ошентип "көрүнбөй турган деталдарды" ачып берет.

Түшүнүктүү түрдө: Адаттык камералар "тек гана биз көрө алганды гана кармап алат", ал эми УК камералары "киши көзү көрө албаган УК сигналдарын кармап алат". Демек, алардын негизги мүмкүнчүлүгү ошол.

II. УК Камералардын Колдонуунун 3 Негизги Жөндөмдүү Сценарийи

УФ камералардын мүмкүндүктөрү — «флуоресценцияны таануу», «жашырын кемчиликти аныктоо» жана «түссүз сигналды кармоо» — ар кандай саладагы практикалык маселелерди чече алат. Төмөндөгү үч сценарий эң жөнөкөй жана практикалык болуп саналат:

1. Сценарий 1: Жасалма каршы, изилдөө жана сапатты текшерүү – «Көздөн жашырылган белгилерди» тез аныктоо

Негизги зарылчылык: тамак-аш, дары-дармек, тютүн, ичимдик өнүмдөрү сыяктуу товарларга жасалма каршы чара катары алардын орамына «УФ жасалма каршы белгилер» (мисалы, түссүз флуоресценттик орундар же сандар) басылып чыгат. Бул белгилер көздөн жашырын болот. УЗ жарык берүүчү курал менен ар бир өнүмдү жеке жарыктоо керек болгондуктан, кол менен текшерүү убакытты көп талап кылат жана көп учурда белгилерди кароого болот.

УК камера чечими: жакын УК (UVA диапазону, 320нм-400нм) камерасын УК жарык булагы менен (мисалы, 365нм толкун узундугу) жуптап колдонуңуз. Жалган маркалы белгилерди тууройлап көрүү үчүн жай гана аны жабдуунун үстүнө багыттаңыз. Бул компьютерге кошулуп, автоматтык таануу үчүн колдонулушу мүмкүн, кол менен текшерүүнүн зарылдыгын жок кылат.

Мисал – Тамак-аш фабрикасынын жабдуу текшерүүсү:

Кыйналыш нүктөсү: УК фонари менен кол менен текшерүү саатына 500 жабдуудан ашып текшере албады. Көз чачырангысы 15% дубалдануу деңгээлин жана көп учурда туура эмес баалоолорго алып келди.

Жыйынтык: 2МП УК камераны (365нм диапазон) автоматтуу тасма системасы менен колдонуу аркылуу текшерүү ылдамдыгы саатына 2000 жабдууга жетти. Жалган маркалы белгилерди таануу тактыгы 99,8% болуп, дубалдануу деңгээли 0,2% ге түштү. Система ылайыксыз өнүмдөрдүн ордун да автоматтык түрдө каттоо үчүн колдонулуп, даимий кол менен көзөмөлдөөнүн зарылдыгын жок кылды.

Мейкиндик мүчөлөр: тамак-аш/фармацевтикалык орау үчүн УК каршы-жасалма аныкталышы, тютүн/ийинчилик/косметика үчүн жасалма каршылык жана издөө, документтердеги флуоресцент белгилерин текшерүү (паспорттор/ID карталар).

2. Мүчө: Өнөр жайда кемчиликти аныктоо – «Көзгө көрүнбөй турган жашырын коркунучторду» табуу

Негизги зарылдык: Өнөр жай өндүрүштө көптөгөн кемчиликтер адатка эмес камералар үчүн көзгө көрүнбөйт: маселен, жартылай өткөргүч пластинкалардын бетинде органикалык булгануулар (0,01 мкм деңгээлинде), электр схемаларындагы микрокедрлер, металл бөлүкчөлөрдүн бетинде коррозия. Бул кемчиликтен уратуу өнүмдөрдүн иштен чыгышына алып келет, маселен, чиптин кыскача току же бөлүкчөнүн сынышы.

УК камера чечими: жогорку сезгичтүүлүктөгү терең УК (UVC диапазону, 200 нм-280 нм) камерасын терең УК жарык истендиги (мисалы, 254 нм толкун узундугу) менен жупташтырып колдонуңуз. Бул булгаңданган заттардын флуоресценция реакциясын же кемчиликтеги УК чагылтуусунун айырмачылыгын колдонуп, көйгөйлөрдү так аныктайт.

Мисал – Жартылай өткөргүч пластиналардын булгаңдануусун текшерүү:

Кыйынчылык: 0,1 мкмдан төмөнкү органикалык булганууларды адаттык камералар көрө албайт. Кийинки технологиялык этаптарда гана көйгөйлөр аныкталып, күнүгө 10дан ашык пластинкалар булгануу аркасында колдонууга нопол болуп, 50000 юандан ашык чыгымга шалдыкты. Бир пластиналарды микроскоп менен текшерүү 8 мүнөт кабыл алат, анткени жумуш өтө-отуз ынталдуу болду.

Жыйынтык: Тарамчы жарык истоктуу 5МП терең УК камераны (254 нмди диапазон) колдонуу 0,01 мкмден жогорку булганууларды 99,7% аныктоого мүмкүндүк берди. Бир пластиналарды текшерүү убактысы 40 секундга чейин кыскартылды. Күнүгө колдонууга нопол болгон пластиналар 9го азайды, жылына 1,6 миллион юандан ашык чыгым тезиздеди.

Тийиштүү сценарийлер: Жартылай өткөргүч плёнкаларынын бетинде булганууларды аныктоо, печатный платалардагы микрокатууларды аныктоо, металл бөлүкчөлөрдүн бетинде коррозия/май булгануусун текшерүү, фотосопротивление калдыктарын аныктоо.

3. Сценарий 3: Сөзсүз карындаштарды белгилөө жана коопсуздук мониторингине карата чечекти жеңилдетүү

Негизги керектиктин болушу: Газдын чечүлүштөрү (мисалы, бузуучу газдар, жануучу газдар) жана өндүрүштөгү трубанын сымалары көбүнчө түссүз жана ийсинчиликсиз болуп, көздүн көрүшүнө карата көрүнбөйт. Булардын жыйналышы күйүп кетүүгө же улантууга алып келет. Жогорку кернеүдүк куралдардан (мисалы, электр линиялары, трансформаторлор) чыккан "коронадагы разряд" да адаттан тыс камералар үчүн көрүнбөй турган УК сигналдарын чыгарат; узакка созулган разряд куралдардын эскиришине алып келет.

УК Камерасынын Чечими: Орто УК (UVB диапазону, 280нм-320нм) камерасын колдонуңуз. Ал газ чечүлүшүнөн же коронадагы жаркыраган жерлерден чыккан УК сигналдарын куралга тийип туруусуз алыс аракашынан тартса болот.  

Мисал – Химиялык Заводдун Труба Сызыгында Чечүлүштү Байкоо:

Кыйналуу Чекити: Мурунку убакта чечүлүш детектору менен кол менен нукталык текшерүүгө таянылган, ар бир труба үчүн 2 саат кеткен, ал эми чечүлүштүн 20% дараятта көзөмөлдөн чыгып кеткен. Мурунку бузуучу газдын чечүлүшү цехтын ишин токтотушуна жана 200 миң юаньдан ашык зыярга алып келген.  

Натыйжада: 2МРттун ортоңку УК камерасын (300нм тилкеси) жана телеобъективди колдонуп, оператор 10 метр аралыктан бүт буйру боюнча 5 мүнөттөн ашык эмес сканерле алды. Сүйгүзүп чыккан жерлерди аныктоо тактыгы 99,5% чейин жетти. Система сүйгүзүп чыккан жерлердин видеосун да тарта алды. Бир жыл бою сүйгүзүп чыгууларга байланыштуу кыскартылуу болгон эмес.

Тийешелүү сценарийлер: Өнөр жай газынын (салкындаткыч, жануучу газ) сүйгүзүп чыгуусун аныктоо, жогорку кернеүдөгү жабдуулардын коронадагы разрядын көзөмөлдөө, өрт болгон учурда (мисалы, караңгы тамчыган жыгач) жашырын от басталгандын аныктоо.

III. УК камераны тандоо жана иштетүүнүн 3 негизги моменти

1. Туура "толкун узундугунун тилкесин" тандаңыз; "Бүт спектрди" карата албаңыз:

Фальсификацияга каршы же бетиндеги майы аныктоо үчүн жакынкы УК (UVA, 320нм-400нм) диапазонун тандаңыз. Бул арзан жана өзгөчө жарык берүүчү булактарды талап кылбайт.  

Пластиналардын булануусу же фоторезистти аныктоо үчүн терең УК (UVC, 200нм-280нм) диапазонун тандаңыз. Бул жогорку сезгичтикке ээ, бирок жарык берүүчү булактардын ылайыктуулугуна көңүл буруңуз.

Газдын чуркасын же коронаны аныктоо үчүн орто-УК (UVB, 280нм-320нм) тандоңуз. Ал күчтүү бозгоого каршы мүмкүнчүлүктөргө ээ жана сырткы/индустриялык учурларга жарамдуу.

*(Баардык спектрди камтыган камералар баардык диапазондорду камтыйт, бирок алардын баасы атайын моделдердин баасынан үч эсе кымбат жана көпчүлүк колдонулуштар үчүн зарыл эмес. Акчаны кереги жок жерге кетириңиз.)

2. Жарык Булагы дал келши керек, болбосо сүрөттөр ачык болбой калат:

УК камераларына атайы УК жарык булагы (мисалы, 365нм, 254нм) керек. Жарык булагынын толкун узундугу камеранын дилдресине дал келиши керек. Мисалы, UVC камерасын UVA жарык булагы менен колдонуу лашындағы флуоресценциялык сигналдарды чыгарбай, караңгы сүрөткө алып келет. Ошондой эле, жогорку чагылдыруучу объектилер үчүн (мисалы, металл), чагылыштын тоскоолчу таасирин болгондо кемитүү үчүн таралган жарык булагын тандаңыз.

3. Чөйрөгө жарыктын таасирин эсепке алыңыз; көрүнүүчү жарык "саҳнени купия албысын":

УК сигналдары көрүнүүчү жарыктан көпкө чейин басаңырак. Эгер айлананын жарыгы абдан нурлуу болсо (мисалы, туруктуу күндүз, жарык үстүлдүн лампасы), УК сигналына тоскоол болуп, натыйжада булганыктуу сүрөттөр алынат. Ошондуктан ички тексерүү үчүн караңгы шторлорду колдонуңуз. Тышка чыгып колдонуу үчүн булуттуу күндөрү же түндө, же камерага көрүнүүчү жарыкты блоктоочу фильтрлерди кошуңуз.

IV. Жыйынтык

УК камералардын негизги мааниси бизге «көздөн жана адаттык камералардан көрүнбөй турган сигналдарды көрүүгө» жардам берүү — фальсификацияга каршы чара алардан баштап өнөр жай текшерүү жана коопсуздук мониторингине чейин. Алар көптөгөн «көрүнбөй турган» көйгөйлөрдү чечип, убакытты жана зарарды азайтат.

Тандоодо эсте тотуу керек: Биринчи, өз максатыңызды аныктаңыз (фальсификацияга каршы/текшерүү/сөзгүчтү аныктоо). Андан кийин туура толкун узундугун жана жарык булагын тандаңыз. «Бүт спектрдүү» жана «кереги жок жогорку мегапикселдүү» камтамчылыктардан качыңыз, андан кийин чын жашоодогу маселелерди чечүү үчүн колдоно аласыз.