SWIR cameras

Wat is SWIR?

Het zichtbare spectrum van golflengten loopt van 400nm tot 780nm. Het golflengtespectrum van 780nm tot 1000 µm staat bekend als infrarood licht. SWIR-licht staat ook bekend als infrarood licht met korte golflengte, dit verwijst naar het infrarode golflengtespectrum dicht bij zichtbaar licht dat zich uitstrekt van ongeveer 900nm tot 2500nm. In tegenstelling tot zichtbaar licht en thermisch infrarood licht, neemt SWIR een unieke middenpositie in. Sensoren die worden gebruikt in SWIR beeldvorming bestrijken meestal het bereik van 900nm tot 1700nm. Dit spectrale bereik wordt gekenmerkt door het vermogen om door bepaalde materialen en atmosferische omstandigheden heen te dringen. SWIR beeldvorming biedt duidelijke voordelen in beeldvormingstoepassingen voor beelden met hoge resolutie, zoals de inspectie van silicium wafers. 


 

SWIR camera’s gebruiken in machine vision?

De SWIR camera’s bieden een geweldige oplossing voor machine vision, omdat ze informatie kunnen vastleggen die niet zichtbaar is voor het menselijk oog. Ze kunnen details onthullen in omstandigheden met weinig licht en bieden zichtbaarheid door bepaalde materialen die ondoorzichtig kunnen zijn in het zichtbare spectrum. Vergeleken met andere machine vision camera’s bieden Visible SWIR camera’s een kosteneffectieve beeldoplossing. Visible SWIR camera’s vervangen de noodzaak voor meerdere camera’s die in verschillende spectrums werken. Deze uniformering leidt tot kostenbesparingen en vereenvoudigd onderhoud. 

Een ander voordeel van SWIR-camera's is de verbeterde beeldvorming in veeleisende omgevingen. SWIR-camera's hebben over het algemeen minder last van algemene omgevingsfactoren zoals mist, rook en nevel, waardoor ze zeer waardevol zijn in buitenomgevingen en uitdagende binnenomgevingen. Deze bestendigheid tegen omgevingsfactoren zorgt voor betrouwbare prestaties in diverse machine vision-toepassingen. Bovendien kunnen SWIR camera's temperatuurvariaties detecteren door warmte om te zetten in lichtsterkte informatie. We bieden SWIR camera's die geschikt zijn voor de waarneming van warmte boven 250ᵒC.  Stoffen bij deze temperatuur of hoger zenden licht uit in de SWIR-band. Deze eigenschap is nuttig in industrieën zoals de staalindustrie.

Een laatste voordeel van SWIR camera’s is dat ze een goede oplossing bieden voor de analyse van verschillende soorten materialen. SWIR camera’s kunnen onderscheid maken tussen materialen op basis van hun samenstelling. De infraroodreflectie en absorptie varieert bij verschillende golflengten van het ene materiaal tot het andere, de mogelijkheid om onderscheid te maken tussen materialen is nuttig in veel industrieën. Dit geldt vooral voor taken zoals kwaliteitscontrole, waarbij de analyse van de samenstelling van sommige materialen kritisch is. Vooral voor toepassingen waarbij gelijksoortige materialen onderscheiden moeten worden, kunnen SWIR camera’s deze onderscheiden. De afbeelding hieronder toont een voorbeeld van het detecteren van plastic en metalen stukjes in een stapel zwarte bonen en het decteren van rubberen buisjes in een stapel droge pasta. 

 

Machine vision applicaties met SWIR Cameras

SWIR cameras kunnen worden gebruikt in verschillende machine vision toepassingen:

• Industriële inspectie: SWIR camera’s worden in de industrie gebruikt voor inspectie en detectie van defecten, om de kwaliteit van het eindproduct te garanderen. Licht in deze gofllengte heeft de eigenschap om door materialen als silicium en glas te dringen, beide veelgebruikte materialen in de glasindustrie. Het wordt ook veel gebruikt in de voedingsindustrie voor het sorteren van fruit en groenten en vochtdetectie. In beelden die met een SWIR camera op een golflengte van 1450 nm worden gemaakt, absorbeert het water het licht en wordt het zwart. Deze eigenschap maakt het gemakkelijk om het vochtgehalte in het sorteerproces te identificeren. 
• Medische beeldvorming: In medische toepassingen helpen SWIR camera’s bij diagnostiek, beeldvorming door biologische weefsels en het bestuderen van moleculaire samenstelling.
• Agrarische monitoring: In tegenstelling tot kleurencamera’s helpen SWIR camera’s bij het bewaken van gezondheid van gewassen, het beoordelen van de bodemsamenstelling en het detecteren van het vochtgehalte. Een voorbeeld wordt gegeven in de afbeelding hieronder, waar vocht in de deuken van een appelschil wordt gedetecteerd. Met deze informatie kan een nauwkeurigere analyse worden gemaakt. Dit is van vitaal belang voor precisielandbouw en het optimaliseren van landbouwtechnieken. 

 

De SWIR technologie ontwikkelt zich nog steeds en het gebruik van SWIR camera’s op het gebied van machine vision zal naar verwachting toenemen. De combinatie van SWIR camera’s met kunstmatige intelligentie en algoritmen voor machinaal leren kan de toepassingen op het gebied van machine vision verbeteren en preciezere procesautomatisering mogelijk maken. 

Voordelen van een Visible SWIR camera

In tegenstelling tot de traditionele SWIR camera heeft de Visible SWIR camera de mogelijkheid om beelden vast te leggen in zowel zichtbaar als kortgolvig infrarood. Deze dubbele mogelijkheid biedt een uitgebreider beeld en combineert de voordelen van een enkel apparaat met zichtbare en SWIR beeldvorming. 
Een van de voordelen van een Visible SWIR camera is de mogelijkheid om het zichtbare spectrum in het beeld op te nemen. Op deze manier kan de gebruiker het beeld beter begrijpen en interpreteren. Het zichtbare spectrum is vertrouwder en gemakkelijker te onderscheiden. Door beide beelden te hebben, kan de herkenning en analyse worden gedaan in plaats van alleen te vertrouwen op de SWIR informatie. Dit is te zien in beide beelden hieronder, waar SWIR beeldvorming het mogelijk maakt om olie van water en de verschillende inhoud van de container te onderscheiden. 
 



 
Een praktisch voordeel van Visible SWIR camera’s is dat ze onder verschillende lichtomstandigheden kunnen werken. Of het nu helder daglicht is of ’s nachts weinig licht, de camera kan zich aanpassen aan de verschillende lichtomstandigheden en een scherp beeld leveren. Dit vermogen is zeer nuttig op allerlei gebieden, zoals de beeldvorming van wetenschappelijk onderzoek en industriële inspecties. Het is een zeer flexibel apparaat en kan het traditioneel licht camera + SWIR camera dubbele detectieschema vervangen. Het gebruik van SWIR camera’s verlaagt de kosten, vergroot het detectiebereik en verbetert de verwerkingssnelheid.