การประยุกต์ใช้แสงอัลตราไวโอเลตและแสงอินฟราเรดในระบบให้แสงสำหรับภาพจักรกล

ระบบการมองเห็นของเครื่องจักรมีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การตรวจสอบคุณภาพ และงานวิจัย โดยการให้แสงสว่างเป็นองค์ประกอบหลัก แม้ว่าแสงที่มองเห็นได้มักถูกใช้บ่อย แต่ แสงอัลตราไวโอเลต (UV) และ แสงอินฟราเรด (IR) มีข้อได้เปรียบที่ไม่เหมือนใครในกรณีที่แสงที่มองเห็นได้ไม่สามารถทำได้ บทความนี้จะกล่าวถึงคุณลักษณะ แอปพลิเคชันหลัก และแนวโน้มในอนาคตของการใช้งานแสง UV และ IR ในการมองเห็นของเครื่องจักร

1. ภาพรวมของแสง UV และ IR ในการมองเห็นของเครื่องจักร

ช่วงแสงที่มองเห็นได้ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า (400–760 นาโนเมตร) สามารถตรวจจับได้ด้วยตาเปล่าของมนุษย์ แต่แสง UV (10–400 นาโนเมตร) และแสง IR (760 นาโนเมตร–1 มิลลิเมตร) ช่วยขยายขีดความสามารถของการมองเห็นของเครื่องจักร ในทางปฏิบัติ แสงอัลตราไวโอเลตใกล้ชิด (UV-A, 315–400 นาโนเมตร) มักถูกเลือกใช้เนื่องจากความปลอดภัยและความเข้ากันได้กับเซนเซอร์ ขณะที่ แสงอินฟราเรดใกล้ชิด (NIR, 760–1400 นาโนเมตร) และ แสงอินฟราเรดคลื่นความยาวสั้น (SWIR, 1400–3000 นาโนเมตร) เป็นเรื่องทั่วไปสำหรับงาน IR — ทำงานร่วมกับเซนเซอร์มาตรฐานที่ได้รับการดัดแปลง และสามารถเจาะลึกเข้าสู่วัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ

UV กระตุ้นให้เกิดฟลูออเรสเซนซ์ในสารเฉพาะ ในขณะที่ IR มีปฏิสัมพันธ์กับวัสดุตามองค์ประกอบทางเคมี (การดูดซับ/การถ่ายโอน) การมีปฏิสัมพันธ์ที่เป็นเอกลักษณ์เหล่านี้เป็นแรงผลักดันในการใช้งานด้านแมชชีนวิชัน

2. การประยุกต์ใช้แหล่งกำเนิดแสง UV

การใช้แสง UV อาศัย ฟลูออเรสเซนซ์ และ การใช้วัสดุที่มีความแตกต่างกัน เพื่อตรวจจับข้อบกพร่อง สิ่งปนเปื้อน หรือลักษณะต่าง ๆ ที่มองไม่เห็น

2.1 การตรวจสอบคุณภาพในอุตสาหกรรม

UV ถูกใช้อย่างแพร่หลายในการควบคุมคุณภาพเพื่อตรวจสอบข้อบกพร่องบนผิวและคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์ สำหรับพอลิเมอร์ (เช่น ชิ้นส่วนพลาสติกยานยนต์) และชั้นเคลือบ (เช่น สีเครื่องใช้ไฟฟ้า) UV จะทำให้สารเติมแต่งที่เรืองแสงสว่างขึ้น — ข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกหรือรูเล็ก ๆ จะปรากฏเป็นจุดมืดที่ไม่เรืองแสง ซึ่งระบบจะแจ้งเตือน ในอุตสาหกรรมอาหาร/ยา แสง UV ใช้ระบุสิ่งปนเปื้อนอินทรีย์ (เชื้อรา แบคทีเรีย) และตรวจสอบความสม่ำเสมอของชั้นเคลือบเม็ดยา เนื่องจากสารอินทรีย์จะเรืองแสงเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่ไม่เรืองแสง

2.2 การยืนยันตัวตนและการป้องกันการปลอมแปลง

รังสีอัลตราไวโอเลต (UV) เปิดเผยคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่ซ่อนอยู่ในเอกสาร (เช่น หนังสือเดินทาง) และสกุลเงิน (เส้นด้ายเรืองแสงในยูโร/ดอลลาร์สหรัฐ) สินค้าระดับพรีเมียม (สินค้าหรู ผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์) ใช้ฉลากที่มีเครื่องหมาย UV; ระบบการมองเห็นด้วยเครื่องจักรจะสแกนฉลากเหล่านี้ภายใต้แสง UV เพื่อยืนยันความแท้ ซึ่งช่วยในการป้องกันการปลอมแปลงในห่วงโซ่อุปทาน

3. การประยุกต์ใช้แหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรด

อินฟราเรดเหมาะอย่างยิ่งสำหรับ การซึมผ่านของวัสดุ , การเพิ่มความคมชัดของความแตกต่างด้านความร้อน , และ การลดแสงจ้า เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์ที่มีสิ่งกีดขวางหรือแสงน้อย

3.1 การตรวจจับวัสดุที่สามารถทะลุผ่านได้และคุณลักษณะที่ซ่อนอยู่

NIR/SWIR สามารถเจาะลึกผ่านวัสดุที่ทึบแสง ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ สามารถตรวจสอบการเชื่อมต่อภายในของไอซี/พีซีบี (ข้อต่อการบัดกรี ข้อบกพร่อง) ที่แสงมองเห็นไม่สามารถเข้าถึงได้ ในภาคการเกษตร NIR ใช้ตรวจสอบข้อบกพร่องภายในของผลไม้ (รอยช้ำ) และวัดความชื้นในธัญพืชผ่านการดูดซับแสง ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการคัดแยกและการจัดเก็บ

3.2 การสร้างภาพความร้อนและการวัดอุณหภูมิ

รังสีอินฟราเรดจับภาพการแผ่รังสีความร้อนเพื่อการตรวจสอบอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส ในกระบวนการผลิต (เช่น การหล่อโลหะ การเชื่อม) แผนที่ความร้อนช่วยตรวจจับจุดที่ร้อนเกินไปหรือเย็นเกินไป เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพ ส่วนในด้านการแพทย์ อินฟราเรดใช้วัดอุณหภูมิของผิวหนัง (การตรวจจับไข้) และติดตามการหายของแผลจากการเปลี่ยนแปลงของการไหลเวียนเลือด นอกจากนี้ยังใช้ในทางสัตวแพทย์เพื่อตรวจจับอาการบาดเจ็บแบบไม่รุกราน

3.3 การลดแสงจ้าและการถ่ายภาพในสภาพแสงน้อย

อินฟราเรดหลีกเลี่ยงปัญหาแสงจ้าจากพื้นผิวสะท้อน (เช่น โลหะ กระจก) และสามารถทำงานได้ในที่มืด สำหรับการเฝ้าระวังภายนอกอาคาร (เช่น การจราจร ลานขนส่งสินค้า) หรือการตรวจสอบวัสดุที่สะท้อนแสง (เช่น เครื่องใช้ไฟฟ้าสเตนเลส) อินฟราเรดช่วยกำจัดแสงจ้าและจับภาพที่ชัดเจน ทำให้เห็นรอยขีดข่วนหรือรอยบุบที่อาจมองไม่เห็นด้วยแสงธรรมชาติ

4. ความแตกต่างสำคัญระหว่างแหล่งกำเนิดแสงยูวีและอินฟราเรด

ยูวีอาศัยการเรืองแสง/ความต่างกันของสีในการตรวจจับลักษณะหรือสิ่งปนเปื้อนที่มองไม่เห็น ซึ่งต้องใช้กล้องที่ไวต่อรังสียูวี; ยูวี-เอ มีความปลอดภัยในระดับต่ำ แต่ยูวี-บี/ซี เป็นอันตรายต่อผิวหนัง/ดวงตา ส่วนอินฟราเรดใช้การเจาะทะลุผ่านวัสดุและการแผ่รังสีความร้อน เพื่อตรวจสอบวัสดุที่ทึบแสง หรือตรวจสอบอุณหภูมิ โดย NIR ส่วนใหญ่สามารถทำงานร่วมกับเซ็นเซอร์ทั่วไปได้ (ขณะที่ SWIR ต้องใช้เซ็นเซอร์พิเศษ) และ NIR โดยทั่วไปถือว่าปลอดภัย (อย่างไรก็ตาม อินฟราเรดกำลังสูงอาจทำให้เกิดความร้อนเกินได้) การเลือกใช้ขึ้นอยู่กับงาน เช่น ใช้ยูวีตรวจสิ่งปนเปื้อนในอาหาร หรือใช้อินฟราเรดตรวจสอบชิ้นส่วนภายในของแผงวงจรพีซีบี

5. แนวโน้มและพัฒนาการในอนาคต

เทคโนโลยียูวี/อินฟราเรดกำลังพัฒนาไปสู่การลดขนาด (ใช้หลอดแอลอีดีขนาดเล็กสำหรับระบบแบบพกพา) การถ่ายภาพหลายช่วงคลื่น (รวมยูวี/แสงที่มองเห็นได้/อินฟราเรด เพื่อการวิเคราะห์อย่างครอบคลุม เช่น การประเมินคุณภาพอาหาร) และการผสานรวมกับปัญญาประดิษฐ์ (อัลกอริธึมช่วยเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับข้อบกพร่อง และการตัดสินใจแบบเรียลไทม์)

6. สรุป

รังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดเปลี่ยนแปลงการประมวลผลภาพของเครื่องจักร โดยทำให้สามารถดำเนินงานที่เป็นไปไม่ได้ภายใต้แสงมองเห็นได้ รังสี UV เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องหรือสิ่งปนเปื้อนที่มองไม่เห็นและการตรวจสอบความแท้ ส่วนรังสี IR ให้ความสามารถในการเจาะทะลุ การถ่ายภาพความร้อน และลดการสะท้อน glare เมื่ออุตสาหกรรมต่างๆ ต้องการความแม่นยำสูงขึ้น บทบาทของเทคโนโลยีเหล่านี้จะเพิ่มมากขึ้น การเข้าใจคุณสมบัติของรังสีทั้งสองชนิดจะช่วยให้ธุรกิจสามารถยกระดับคุณภาพ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพได้

HIFLY มีประสบการณ์การผลิตมากกว่า 15 ปีในด้านการให้แสงสำหรับระบบการประมวลผลภาพของเครื่องจักร และมีทีมวิจัยและพัฒนาที่เชี่ยวชาญ หากคุณมีความต้องการเฉพาะทางด้านแสงอินฟราเรดหรือแสงอัลตราไวโอเลต กรุณาติดต่อเราได้ทุกเมื่อ!