Промышленные фильтры для линз: решение проблем, связанных с визуализацией, в основных сценариях визуального контроля
В системах промышленного визуального контроля четкое и стабильное изображение является краеугольным камнем точного измерения, позиционирования, распознавания и анализа дефектов. Являясь ключевым компонентом оптического управления, промышленные фильтры точно регулируют свет, попадающий в объектив, решая типичные проблемы с изображением и повышая надежность системы. Ниже мы разберем их основные функции, классификации и практическое применение на типичных промышленных примерах.
I. Основные функции и классификация промышленных фильтров
Промышленные фильтры в первую очередь классифицируются по тому, как они регулируют физические свойства света, и делятся на два основных типа:
1. Спектрально-селективные фильтры.
Принцип: нанося прецизионные оптические пленки на оптические подложки, эти фильтры используют интерференцию света для эффективной передачи определенных диапазонов длин волн, одновременно отражая или поглощая другие.
Основные типы: полосовые фильтры, короткопропускные/длиннополосные фильтры, фильтры нейтральной плотности (ND).
2. Поляризационно-селективные фильтры.
Принцип: их внутренняя структура пропускает свет только с направлением электрических векторных колебаний, совмещенным с осью поляризации. Это устраняет поляризованный свет (например, блики) в нежелательных направлениях.
Основные типы: Линейные поляризаторы, круговые поляризаторы.
II. Глубокое погружение в сценарии промышленного применения
Фильтры решают целевые проблемы обработки изображений в различных отраслях. Вот как они работают в реальных условиях:
Применение 1: Высокоскоростное считывание штрих-кодов на сборочной линии
Основная проблема: окружающий свет (особенно мерцающие люминесцентные лампы) вызывает колебания яркости и появление полос, что снижает скорость считывания штрих-кодов.
Решение: узкополосный полосовой фильтр.
Технические детали:
- Соедините инфракрасный светодиод с центральной длиной волны 850 нм (активный источник света) с узкополосным полосовым фильтром (центральная длина волны 850 нм, полоса пропускания 10/20 нм).
- Это образует «оптический замок»: в камеру попадает только инфракрасный свет, излучаемый светодиодами, блокируя большую часть окружающего видимого света.
Результат: Обеспечивает высококонтрастное изображение без мерцания при любых условиях освещения, стабилизируя скорость чтения.
Применение 2: обнаружение микроцарапин и дефектов металлической поверхности
Основная задача: сильное зеркальное отражение на гладких металлических поверхностях создает яркие пятна, маскирующие царапины, вмятины и другие дефекты.
Решение: линейный поляризационный фильтр.
Технические детали:
- Установите линейные поляризаторы перед источником света и линзой, образуя оптический путь «скрещенного поляризатора».
- Поверните поляризатор со стороны линзы так, чтобы направление его поляризации было перпендикулярно поляризатору со стороны источника.
- Зеркальное отражение блокируется (из-за несогласованной поляризации), а диффузное отражение от царапин частично проходит.
Ключевой параметр: коэффициент ослабления поляризатора ≥ 1000:1 для обеспечения эффективного блокирования света.
Результат: Дефекты четко выделяются на темном фоне.
Применение 3: Проверка прозрачной упаковки (жидкие примеси и дефекты бутылок)
Основная проблема: сложное отражение/преломление от стеклянных бутылок мешает наблюдению внутренних посторонних предметов, пузырьков или царапин на поверхности.
Решения:
- Сцена A (Царапины на поверхности/Этикетки): Поляризационный фильтр устраняет рассеянные отражения на поверхности бутылки (тот же принцип, что и в Приложении 2).
- Сцена B (внутренние жидкие примеси): длиннопропускной фильтр (например, длина волны отсечки 1050 нм) в сочетании с источником инфракрасного света и ИК-камерой. Многие жидкости/стекла прозрачны в видимом свете, но рассеивают определенные длины волн ИК-излучения — примеси выглядят как яркие пятна на темном фоне.
Приложение 4: Сортировка пластиковых материалов при переработке
Основная проблема: пластмассы, похожие по внешнему виду (например, ПЭТ и ПВХ), невозможно отличить только по цвету или форме.
Решение: инфракрасный полосовой фильтр.
Технические детали:
- Используйте камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIR) с источником ИК-света.
- Альтернативные инфракрасные полосовые фильтры с разными центральными длинами волн (например, 1200 нм, 1300 нм, 1450 нм) для визуализации.
- Различные пластики обладают уникальной отражательной способностью в этих характеристических полосах — постройте точную модель классификации, рассчитав коэффициенты серого для многоканальных изображений.
Промышленные фильтры превращают «непригодные» изображения в надежные данные, что напрямую влияет на точность контроля и эффективность производства. Независимо от того, устраняете ли вы помехи окружающего света, устраняете блики или различаете материалы, правильный фильтр, адаптированный к вашему сценарию, имеет решающее значение.
Чтобы получить индивидуальные решения по фильтрам, соответствующие потребностям вашей промышленной системы технического зрения — от спектрального выбора до контроля поляризации — свяжитесь с нашей технической командой для бесплатной консультации сегодня!
