กล้องไฮเปอร์สเปกตรัมแบบสแกนเส้น: การบันทึกสเปกตรัมที่มีความแม่นยำสูงสำหรับอุตสาหกรรมและการวิจัย

การถ่ายรูปแบบยี่ห้อแบบสแกนเส้น (push-broom) เป็นเส้นทางเทคโนโลยีที่วัยรุ่นที่สุดในสาขาการถ่ายภาพยี่ห้อแบบยี่ห้อมันพึ่งพากับเครือข่ายเพื่อได้รับข้อมูลสเป็คตรัลต่อเนื่องของแต่ละแถวของพิกเซลของเป้าหมายขอบคุณอัตราการต่อรองสัญญาณกับความรําคาญ ที่ดีเยี่ยม ความละเอียดของสายสี และความมั่นคงของภาพมันเป็นทางออกหลักสําหรับการวิเคราะห์ห้องปฏิบัติการที่แม่นยํา และการตรวจสอบออนไลน์ในสายการผลิตอุตสาหกรรมขณะที่อุปกรณ์ถ่ายภาพสั้นแบบพกพาได้ขยายการตรวจจับในสถานที่อย่างรวดเร็ว เนื่องจากขนาดเล็กโซลูชั่นฉับพลันยังมีข้อจํากัดในแง่ของความแม่นยําของข้อมูลสําหรับการตรวจสอบตัวอย่างในสนามมองขนาดใหญ่, การคัดแยกวัสดุอย่างต่อเนื่องความเร็วสูง และการสกัดฉากที่แม่นยําในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย making it suitable for detailed analysis of static samples in the lab as well as integration into automated production lines or airborne platforms for continuous spectral data collection of moving targets.

I. เครื่องตรวจจับความยืดหยุ่นแบบสแกนเส้น: เส้นทางการเทคโนโลยีหลัก

หลักการหลักของการถ่ายรูปแบบไฮเปอร์สเปคตรัลแบบสแกนเส้น (push-broom) คือการจับสเปคตรัมต่อเนื่องทั้งหมดของแถวพื้นที่หนึ่งของเป้าหมายในเวลาเดียวกัน โดยใช้ระบบช่องและเครือแล้วสแกนแถวต่อแถว ผ่านการเคลื่อนไหวสัมพันธ์ระหว่างกล้องและเป้าหมาย เพื่อผลิตคิวบข้อมูลแบบไฮเปอร์สเปคตรัล ด้วยข้อมูลพื้นที่ 2 มิติ + ข้อมูลสเปคตรัล 1 มิติ. ซีรี่ย์สี FS-1X ทั้งหมดใช้สถาปัตยกรรมเครือข่ายส่งสัญญาณ แสงที่เข้าถึงถูกสับสนผ่านช่องแสลง แล้วกระจายไปโดยเครือข่ายส่งสัญญาณและในที่สุดโฉมลงบนเครื่องตรวจจับสายสําหรับการแปลงไฟฟ้าแสง.

เส้นทางทางออปติกของเครือข่ายส่งสัญญาณมีการยับยั้งแสงส่องที่แข็งแรง (แสงส่องสามารถต่ํากว่า 0.5%) การบิดเบือนสายสีที่น้อยที่สุด และการผ่านแสงที่สูงทําให้มันเป็นทางเลือกที่เหมาะสมสําหรับการตรวจสอบออนไลน์ในอุตสาหกรรมและกรณีวิจัยวิทยาศาสตร์ตามช่วงการตรวจจับที่แตกต่างกัน, เครื่องตรวจจับแบ่งออกเป็น CMOS และ InGaAs ประเภท: เห็นได้ถึงช่วงใกล้อินฟราเรด (400 ‰ 1000nm) ใช้เครื่องตรวจจับ CMOS; ช่วงอินฟราเรดคลื่นสั้น (900 ‰ 1700nm,1400~2500nm) ใช้เครื่องตรวจจับอินฟราเรด InGaAs เพื่อให้สอดคล้องกับลักษณะการตอบสนองโฟตันของช่วงเสียงที่แตกต่างกัน.

มีความแตกต่างพื้นฐานระหว่างการถ่ายภาพแบบสแกนเส้น และการถ่ายภาพพื้นที่ฉับพลัน: กล้องถ่ายฉับพลันสามารถจับข้อมูล 3 มิติทั้งหมดได้ในครั้งเดียวขณะที่การถ่ายรูปแบบสแกนเส้นต้องการการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์ เพื่อให้การถ่ายภาพเต็มความแม่นยําของการปรับสynchronization การเคลื่อนไหวโดยตรงส่งผลต่อการบิดเบือนจุทศาสตร์ภาพและคุณภาพการจดทะเบียนสายสีโดยมีรุ่นอินฟราเรดคลื่นสั้นบางรุ่นที่มีน้ําหนักเพียง 625 กรัม, การรักษาข้อดีความแม่นยําสูงของเครือข่ายการส่งสัญญาณในขณะที่ตอบสนองข้อจํากัดการติดตั้งสําหรับการบูรณาการสายการผลิตหรือการจัดตั้งแพลตฟอร์ม

การปรับปรุงวงจรหลักของรุ่น FS-1X

• FS-10: 400-700nm (แสงที่มองเห็นได้)
• FS-12/FS-13: 400 ‰ 1000nm (มองเห็นได้ในอินฟราเรดใกล้)
• FS-14: 4001700nm (มองเห็น + อินฟราเรดคลื่นสั้น)
• FS-15/FS-17: 900 ราคา 1700nm (คลื่นสั้นอินฟราเรด)
• FS-1A: 1400~2500nm (คลื่นยาวคลื่นสั้นอินฟราเรด)

II. การสอดคล้องการทํางานของ Line-Scan Architecture: เมทริกส์หลักที่จะพิจารณาสําหรับการเลือก

ปริมาตรการทํางานของระบบไฮเปอร์สเปคตรัลแบบสแกนเส้นทาง จะสมดุลกันและกัน และไม่มีโมเดลใดที่โดดเด่นในทุกปริมาตรการ การคัดเลือกจําเป็นต้องพึ่งพาการทํางานจริงฐานจากลักษณะของเครื่องมือ FS-1X, เมตรการประเมินหลักคือ:

ระยะสเป็คตรัล:

• 400×700 nm (แสงที่มองเห็นได้) เหมาะสําหรับการตรวจสอบสีและลักษณะเนื้อเยื่อของวัสดุพิมพ์และผ้า
• 400×1000 nm (มองเห็นได้ในอินฟราเรดใกล้) ใช้ทั่วไปในการระบุแร่ การจําแนกของเหลว การคัดแยกผลไม้และผัก
• 900~1700 nm (คลื่นสั้นอินฟราเรด) สามารถระบุสมุนไพรยา, วัสดุพอลิมเลอร์, และส่วนประกอบแร่;
• 1400~2500 nm (อินฟราเรดคลื่นยาว) ใช้ในการวิเคราะห์แร่ธาตุพิเศษและวัสดุพอลิมเมอร์
• ยิ่งช่วงความถี่ขยายมากขึ้น ยิ่งความยากลําบากในการออกแบบแสงและค่าใช้จ่ายของระบบรวมจะสูงขึ้น

ความละเอียดของสายสี (FWHM): นี่ชี้ให้เห็นถึงความสามารถในการแยกแยกลักษณะการดูดซึมสายสีที่อยู่ใกล้กัน

• FS-10/12/13 ที่มองเห็นได้จากโมเดลอินฟราเรดใกล้ สามารถบรรลุความละเอียดสายสี 2.5 nm;
• ตัวแบบอินฟราเรดคลื่นสั้น FS-17 มีความละเอียด 6 nm
• FS-14 cross-band โมเดล 13 nm
• FS-1A แบบคลื่นยาว 12nm
  
• การระบุวัสดุละเอียดและการวิเคราะห์องค์ประกอบปริมาณต้องการความละเอียดของสายสีที่สูงขึ้น แต่การเพิ่มความละเอียดจะทําให้ช่องแคบลง ซึ่งส่งผลต่ออัตราการสัมพันธ์สัญญาณกับเสียงเสีย

อัตราการต่อต้านเสียง (SNR)ตัวแบบ FS1X ส่วนใหญ่สามารถบรรลุ SNR สูงสุด 600:1ขณะที่ระยะยาว FS-1A คือ 300:1SNR มีอิทธิพลจากความกว้างของช่อง, ความสว่างของแหล่งแสง, และความถี่ของสาย (เวลาการเผยแพร่); เมื่อสายการผลิตทํางานด้วยความเร็วสูง, ความถี่ของสายเพิ่มขึ้นและเวลาการเผยแพร่ต่อสายสั้นลงทําให้ SNR ลดลงในฉากอุตสาหกรรม ความสมดุลระหว่างความเร็วในการรับข้อมูลและคุณภาพของข้อมูล

ความถี่เส้น / อัตราการถ่ายภาพและ ROI การเลือกหลายภูมิภาค:ความถี่ของสายการถ่ายภาพเกี่ยวข้องโดยตรงกับความเร็วของรถขนส่งวัสดุที่อนุญาตโดยสายการผลิต

ซีรีย์ FS-1X รองรับการเปิดประตูวงจร ROI และ FS-13, FS-17, FS-14 รองรับการเลือกวงจรหลายภูมิภาค โดยส่งออกเพียงช่วงวงจรที่ต้องการเท่านั้นเช่น, ความถี่เต็มของ FS-13 คือ 128 Hz แต่หลังจากการเลือก ROI มันสามารถถึง 3300 Hz เพื่อตอบสนองความต้องการของสายการผลิตความเร็วสูง

การเก็บตัวอย่างพื้นที่, อินเตอร์เฟซ, และการติดตั้งเครื่องกล

จํานวนพิกเซลในพื้นที่กําหนดสนามมองด้านข้างสําหรับการสแกน ทุกรุ่นใช้อินเตอร์เฟซเลนส์ C-Mount มาตรฐาน ทําให้สามารถเลือกเลนส์ความยาวแกร่งที่แตกต่างกันได้อย่างยืดหยุ่นอินเตอร์เฟซการออกรวม USB3.0/3.1 และ Gigabit Ethernet ซึ่งเข้ากันได้กับความต้องการในการส่งข้อมูลของคอมพิวเตอร์โฮสต์ที่แตกต่างกัน ความหนักระบบรวมจะอยู่ระหว่าง 625 กรัม ถึง 4.4 กิโลกรัมดังนั้นความจุของอุปกรณ์และพื้นที่ของอุปกรณ์ต้องพิจารณา.

การควบคุมการเคลื่อนไหวแบบสynchronous

การถ่ายภาพแบบสแกนสายขึ้นอยู่กับการกระตุ้นร่วมกัน เส้นการผลิตอุตสาหกรรมต้องเชื่อมต่อกับเครื่อง Encoder เพื่อกระตุ้นตามความเร็วของคอนเวียร์ระยะไฟฟ้าห้องปฏิบัติการและแพลตฟอร์มในอากาศยังต้องการการปรับสัญลักษณ์ตําแหน่งและท่าทาง. การจับสมองผิดพลาด อาจทําให้ภาพยาวและความผิดพลาดการจดทะเบียนสายสี

III. สถานการณ์การใช้งานหลักของเซ็นเซอร์ไฮเปอร์สเปคตรัลแบบสแกนเส้น

3.1 การจัดลําดับสายประกอบอุตสาหกรรมและการมองเห็นด้วยเครื่องจักร

เครื่องตรวจจับสายสแกนไฮเปอร์สเปคตรัล เหมาะสําหรับการตรวจจับวัสดุที่เคลื่อนไหวต่อเนื่องการตรวจพบความบกพร่องของจอการจัดสรรผลไม้และผักออนไลน์ และการจัดสรรวัสดุพลาสติกในขยะเหนียวพวกเขาสามารถตรวจจับความแตกต่างของส่วนประกอบ ที่กล้อง RGB ปกติไม่สามารถเห็น, สามารถกําจัดวัตถุต่างชาติและการจัดระดับคุณภาพ. การผลิตผลการวัดสีแบบหนึ่งพิกเซลคือ dE * ab < 0.1, ตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของการตรวจสอบสีอุตสาหกรรม

3.2 การประกอบตัวอย่างห้องปฏิบัติการและการระบุวัสดุ

ด้วยการสแกนระดับการเคลื่อนที่ไฟฟ้า พวกเขาสามารถแบ่งแยกแร่, วิเคราะห์ส่วนประกอบของยา และระบุตัวอย่างของผงและของเหลวFS-13 สามารถจับสเป็คตราตัวอย่างแร่ และระบุองค์ประกอบของเหลวได้, การแยกระหว่างน้ําและแอลกอฮอล์ FS-15 สามารถแบ่งกลุ่มและระบุแร่และแยกสายสีของ Gastrodia elata powder ในปริมาณปริมาณที่แตกต่างกันการบรรลุการระบุคุณภาพที่ไม่ทําลายล้าง โดยใช้ร่องรอยนิ้วมือสายสีเฉพาะ.

3.3 เกษตรและการตรวจสอบคุณภาพสินค้าเกษตร

ใช้ในการตรวจสอบคุณภาพภายในของผลไม้และผัก การยืนยันความเป็นจริงของวัสดุยาและปริมาณปริมาณของวัสดุยา และการตรวจพบฟองในผลิตภัณฑ์สามารถตั้งเป็นแพลตฟอร์มการตรวจสอบบนเบนจ์สําหรับการทดลองตัวอย่างขนาดเล็ก หรือบูรณาการในอุปกรณ์การคัดเลือกสําหรับการคัดกรองออนไลน์ขนาดใหญ่.

3.4 การวิเคราะห์ทางธาตุและวัสดุ

รูปแบบอินฟราเรดคลื่นสั้น FS-15, FS-17 และ FS-1A ได้ถูกออกแบบมาสําหรับตัวอย่างแร่และหินการระบุลักษณะสายสีของแร่แร่ต่าง ๆ และใช้ในการแยกแร่แร่และการกรององค์ประกอบแร่อย่างรวดเร็ว.

IV แนวโน้มของตลาดและจุดสําคัญในการหลีกเลี่ยงอุปสรรค

แนวโน้มในอุตสาหกรรม

1ตัวอย่างการสแกนเส้นเบาๆยังคงพัฒนาอยู่ ตัวอย่างเช่น ตัวแบบอินฟราเรดคลื่นสั้น FS-17 น้ําหนักเพียง 625 กรัม ลดภาระการติดตั้งลงอย่างมากอุปกรณ์สแกนเส้นกําลังเคลื่อนไหวไปข้างนอกบทบาทของอุปกรณ์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิม และถูกบูรณาการอย่างกว้างขวางในอุปกรณ์อัตโนมัติ.

2การคัดเลือกแบนด์ ROI หลายภูมิภาคได้กลายเป็นกระแสหลัก โดยผลิตเพียงแบนด์ที่เกี่ยวข้องกับธุรกิจเท่านั้นนี่ทําให้อัตราการถ่ายภาพดีขึ้น โดยไม่เสียสละข้อมูลสายสีหลัก และเหมาะกับสายการผลิตความเร็วสูง.

3อินเตอร์เฟซ C-Mount ที่มีมาตรฐานและ SDKs ที่เปิดให้เลือกเลนส์และแหล่งแสงที่ยืดหยุ่น ลดภาระการทํางานในการพัฒนาตามสั่ง

ข้อ สําคัญ ที่ จะ หลีก เลี่ยง ความ ตก ล้ํา ใน การ เลือก

• อย่าตามหาความละเอียดของสายสีอย่างตาบอดความละเอียดที่สูงขึ้นสามารถลดประสิทธิภาพของแสงได้ หากแสงในสถานที่จํากัด มันจะลดอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงโดยตรง และข้อมูลในโลกจริงอาจแย่ลง
  
• กิจกรรม

  ข่าว

  กรณี

  ติดต่อ
  ติดต่อ: Mrs. CHNSpec

  โทรศัพท์: 86--13732210605

  แฟ็กซ์: 86--13732210605

  

  ติดต่อตอนนี้
  โทรหาเรา
  ส่ง