Sıvı Seviye Tespiti için Makine Görüşü

Endüstriyel otomasyonda, ürün kalitesini, süreç verimliliğini ve operasyon güvenliğini sağlamak için doğru sıvı seviyesi tespiti çok önemlidir. Temassız, yüksek hassasiyetli bir teknoloji olarak makine görüşü, sıvı seviyesi incelemesi için güçlü bir çözüm olarak öne çıkmıştır. Bu makale, sıvı seviyesi tespiti için makine görüşü sistemlerinin temel bileşenlerini ve sektörlerdeki uygulamalarını incelemektedir.

Sıvı Seviye Tespiti İçin Makine Görüşü Sistemlerinin Temel Bileşenleri

Kameralar: Hassas Görüntüleri Yakalamak

Kamera, sıvı yüzeyinin görüntüsünü çeken sistemin "gözü"dür. Sıvı seviyesi tespiti için çözünürlük (İnce farklılıklar için 5MP ila 20MP) ve kare Hızı (Yüksek hız hatları için 60+ fps) temeldir. CCD sensörler düşük ışıkta üstün performans gösterirken, CMOS sensörler yüksek verimlilik için hız sağlar. Global obtüratörler hareketli kaplarda bozulmayı önler.

Lensler: Doğruluğa Odaklanma

Lensler, sıvı seviyesine net bir odaklama sağlar ve seçim lens türüne bağlıdır çalışma mesafesi , görüş açısını (FOV) , ve büyütme . Dar görüş açısı ve yüksek büyütme oranı, ampuller gibi küçük kaplar için uygundur. Telemerkezi lensler, perspektif bozulmayı en aza indirgeyerek sıvı seviyesi ölçümlerinin kap konumundaki hafif değişikliklere rağmen tutarlı kalmasını sağladığından idealdir.

Aydınlatma: Sıvı-Gaz Arayüzünü Aydınlatma

Aydınlatma, sıvı, kap ve hava arasında kontrast oluşturur. Arka aydınlatma şeffaf kaplar için geçerlidir; sıvı seviyesinin siluetini çıkarmak için arka aydınlatma kullanılır. Mat kaplara veya düzensiz şekilli kaplara sahip olanlarda koaksiyel aydınlatma yüzey yansıtmalarını azaltır. Renkli LED'ler renkli/yansıtıcı sıvılarla kontrastı artırır ve difüzyon parlamayı önler.

Görüntü İşleme Yazılımı: Verileri Analiz Edebilme

Uzman yazılım, sıvı seviyesini belirlemek için görüntüler işler. Algoritmalar kenarları tespit eder, referans noktaları (örneğin, kabın üstü ve sıvı yüzeyi) arasındaki mesafeyi ölçer ve eşik değerleriyle karşılaştırır. Gelişmiş sistemler, filtreler, örüntü tanıma veya adaptasyon için makine öğrenimi ile eğimli menisküsler ya da baloncuklar gibi zorlukları çözebilir.

Makine Görüşü Sıvı Seviyesi Tespiti'nin Pratik Uygulamaları

1. İçecek ve Gıda Sektörü

İçecek doldurma tesislerinde, makine görüş sistemleri su, soda veya meyve suyu şişelerinin doluluk seviyesini dakikada 1.000 şişeye kadar hızlarda kontrol eder. Konveyör bantların üstünde veya yanında monte edilmiş kameralar, eksik doldurmayı (müşteri memnuniyetsizliğine neden olabilir) ve taşan doldurmayı (sızdırmaya ve israf yapmaya neden olur) kontrol eder. Örneğin, önde gelen bir gazlı içecek üreticisi, 12MP kameralar ve arka aydınlatma kullanarak plastik şişelerdeki doluluk seviyesinin ±0,5 mm tolerans dahilinde sabit kalmasını sağlayan bir görüntüleme sistemi uygulamış ve ürün israfını yıllık %3 oranında azaltmıştır.

2. Eczacılık ve Tıbbi Cihazlar

İlaç üretimi, doz doğruluğunu sağlamak için vialar, enjektörler ve IV torbalarında dolgu seviyelerine sıkı sıkıya uygunluğu gerektirir. Burada kullanılan makine görüş sistemlerinin küçük kapları ve şeffaf sıvıları işlemesi ve aynı zamanda mevzuata uygunluğu (örneğin FDA kuralları) sağlaması gerekir. İnsülin kalem üretimi yapan bir ilaç şirketi, 1mL'lik enjektörlerde dolgu seviyesini tespit etmek için telecentrik lensler ve koaksial aydınlatma kullanarak ±0,02mm hassasiyet elde etmiştir. Bu sistem, manuel muayenelerin kaldırılmasını, insan hatasının azaltılmasını ve parti onay sürecinin hızlandırılmasını sağlamıştır.

3. Kimya ve Petrol Sektörü

Kimyasal işlemlerde, doğru sıvı seviyesi izleme, tehlikeli maddelerin taşmasını önler ve uygun karışım oranlarının sağlanmasını sağlar. Toz, nem ve aşındırıcı buharlara dayanıklı kameralarla donatılmış makine görüş sistemleri, asitler, çözücüler veya yakıtlar içeren büyük tank veya varilleri inceler. Örneğin, bir rafineri, geleneksel sensörlerin aşırı ısı nedeniyle çalışmadığı yüksek sıcaklıklı depolama tanklarında sıvı seviyelerini tespit etmek için termal görüntüleme kameralarını görünür ışık sistemleriyle birlikte kullanır.

4. Otomotiv ve Havacılık

Otomotiv üretiminde, makine görüşü sistemleri, motor yağı, fren hidroliği ve soğutma sıvısı gibi sıvıların araç parçalarındaki doluluk seviyelerini kontrol eder. Örneğin, radyatör montajı sırasında kameralar, sızdırmazlığı önlemek ve motor performansını garanti altına almak için soğutucu seviyesinin standartlara uygun olduğundan emin olur. Havacılıkta ise bu teknoloji, uçaklardaki hidrolik sıvı depolarını inceler ve güvenlik açısından kritik olan bu hassasiyeti sağlar.

Geleneksel Yöntemler Üzerinde Avantajlar

Görsel inspeksiyon, sıvı seviyesi tespiti için birkaç önemli avantaj sunar:

Temassız ölçüm : Kirlenme riskini ortadan kaldırır ve steril ortamlar için uygun hale gelir (örneğin, ilaç sektörü).

Yüksek hız ve hassasiyet : Hızlı hareket eden hatları yönetir ve milimetre altı düzeyde hassasiyet sağlar.

Çok Yönlülük : Yeniden yapılandırma minimal olacak şekilde çeşitli kap şekillerine, boyutlara ve sıvı türlerine uyum sağlar.

Veri Entegrasyonu : Süreç optimizasyonu ve kalite kontrol raporlaması için gerçek zamanlı veri sağlar.

Sonuç

Görsel inspeksiyon, yüksek hassasiyet, hız ve esnekliği bir araya getirerek sıvı seviyesi tespitinde bir devrim yaratmıştır. Doğru kamera, lens ve aydınlatma sistemlerini seçerek endüstriler, geleneksel yöntemlerin sınırlamalarını aşabilir ve sürekli ürün kalitesini sağlayabilir. İçecek dolumundan havacılık üretimine kadar bu teknoloji, kritik süreçlerde verimliliği ve güvenilirliği sürdürmekte ve modern otomasyonda vazgeçilmez bir araç olmaktadır.