Schadstoffdetektion im SWIR

Die Wellenlängenbereiche des nahen und des kurzwelligen Infrarots (NIR und SWIR) werden in einer Vielzahl von Anwendungen zur Erkennung von Verunreinigungen und Aussortierung von Materialien eingesetzt. Objekte können im sichtbaren Bereich dieselbe Farbe haben, aber außerhalb des sichtbaren Wellenlängenbereichs können ihre Reflexionseigenschaften sehr unterschiedlich sein. So können SWIR-Kameras Verunreinigungen aufspüren und Systeme diese aus der Fertigungslinie entfernen. Auf dem Bild des sichtbaren Bereichs rechts zeigen sich Kaffeebohnen, Steine und Zweige in brauner oder dunkler Farbe auf schwarzem Hintergrund. Unter 1400 nm Licht reflektieren die Kaffeebohnen stark, während die anderen Objekte nicht reflektieren, was es dem System ermöglicht, die Verunreinigungen problemlos zu entfernen. Ein weiteres Beispiel: Frischeprodukte haben in der Regel einen hohen Feuchtegehalt und sind unter 1400 nm Licht dunkel, während der reife Stängel ausgetrocknet ist, was zu einer weißen Reflexion für die SWIR-Kamera führt. So können in der Präzisionslandwirtschaft erntereife Paprikaschoten identifiziert oder die Stängel erkannt werden, die zugeschnitten werden müssen, bevor eine Weiterverarbeitung zu Konsumgütern erfolgt. Die Bildgebung in Bereichen, die Fette oder Proteine selektieren, oder in Bereichen, die zwischen verschiedenen Arten von Kunststoffen unterscheiden, sind weitere Beispiele, bei denen die NIR-SWIR-Bildgebung einen hohen Return On Investment (ROI) liefert.
Die 2D-Kompaktkamera MVCam von Princeton Infrared Technologies (PIRT) ist eine hochleistungsfähige, temperaturstabilisierte Megapixel-Kamera, die Benutzern ein großes Sichtfeld (FoV) und eine Pixelauflösung von 12 um bietet. Sie nimmt bis zu 100 Vollbilder pro Sekunde (fps) mit einer Linearität von 14 Bit und ohne Bildverzögerung auf, während Fenster mit 512x512 Bildraten von 385 fps liefern. Dank der großen und gleichmäßigen Quanteneffizienz (QE) sind die Kameras von PIRT vielfältig einsetzbar, etwa für Anwendungen zur Überwachung sichtbarer, NIR- und SWIR-Absorptionsbanden von Chlorophyll oder zur Unterscheidung zwischen grünen und braunen Kaffeebohnen. Wenn kürzere Wellenlängen Bilder aufgrund der Streuung trüben, kann zur Konzentration auf die SWIR-Bilder einfach ein Langpassfilter verwendet werden.
Die 1-D-Kamera LineCam12 von PIRT eignet sich hervorragend für kontinuierliche Prozesse oder für synchronisiertes Scannen mit hoher Auflösung. Mit einer Zeilenrate von bis zu 37.000 pro Sekunde über CameraLink® können bei Abbildung der Breite eines 1-Meter-Förderbandes Objekte, die sich mit 80 Meilen pro Stunde bewegen, mit einer Pixelauflösung von einem Millimeter erfasst werden. Die Kamera liefert 20.000 Zeilen/s über USB3® und kann Bandgeschwindigkeiten von 40 mph problemlos bewältigen. Bei geringeren Band- oder Scangeschwindigkeiten sorgen die Empfindlichkeit und Geschwindigkeitsregelung der LineCam12 für klare Bilder.