Hyperspectral Imaging als Problemlöser für viele Branchen
Bildverarbeitung auf Hyperspektralbasis etabliert sich in immer neuen industriellen Anwendungsfeldern. Der Beitrag stellt einige Applikationen in verschiedenen Branchen vor.
(Bild: Perception Park GmbH)
Vom 28.bis 29. Oktober 2020 haben Besucher der vierten Confernce on Hyperspectral Imaging in Industry (Chii) in Graz die Möglichkeit, sich über die neuesten Trends in der Hyperspektralen Bildverarbeitung zu informieren. Im Mittelpunkt des internationalen Branchentreffens stehen Anwendung und Einsatzmöglichkeiten von HSI-Systemen, die in zahlreichen Kurzvorträgen und im Rahmen einer Ausstellung präsentiert werden. Zudem sind Matchmaking Meetings zur Beantwortung individueller Fragen möglich. Details zu Programm und Anmeldung finden Sie unter …
www.chii2020.com
Mit Hilfe der hyperspektralen Bildverarbeitung (HSI: Hyperspectral Imaging) kann eine spektroskopische Analyse von Objekten erfolgen, um organische oder anorganische Verunreinigungen festzustellen – und zwar nicht nur an der Oberfläche, sondern teilweise auch im Inneren der inspizierten Materialien. HSI-Systeme nutzen meist 100 oder mehr verschiedene Wellenlängen. Die dabei erzeugten Bilder setzt ein HSI-System zu einem hyperspektralen 3D-Datenwürfel zusammen, der sehr große Datenmengen enthalten kann. Das Ergebnis ist ein chemischer Fingerabdruck des Objekts, der eine genaue Bestimmung der vorliegenden Materialeigenschaften ermöglicht. Mit Hilfe einer Auswertesoftware kann in den Bildern im Anschluss jeder erkannte chemische Bestandteil mit einer eigenen Farbe gekennzeichnet werden (Chemical Colour Imaging, CCI). Auch die Konzentration und Verteilung von Inhaltsstoffen lässt sich in Echtzeit mittels HSI weitgehend erfassen. Eine weitere Besonderheit ist, dass einige Stoffe für sichtbares Licht nicht transparent sind, aber von Infratrot-Licht durchdrungen werden. Dadurch ist es möglich, die chemische Zusammensetzung von verpackten Inhalten selbst durch eine entsprechend ausgelegte Verpackung hindurch zu prüfen.
Die korrekte Füllung von Blistern und Fehler z.B. an der Retard-Beschichtung von Medikamenten können mit HSI- und CCI-Technologie auch bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten in Echtzeit überprüft werden. (Bild: Perception Park GmbH)
Fehlererkennung in der Pharmaindustrie
Durch den Einsatz von HSI- und CCI-Systemen kann die Überwachung von Pharmaproduktionsprozessen optimiert werden. So lassen sich Pharmazeutika damit zu 100 Prozent auf ihre molekularen Eigenschaften hin untersuchen. Ein typischer Anwendungsfall ist die Überprüfung von Retard-Tabletten auf korrekte Beschichtung. Diese Medikamentenform gibt den Wirkstoff nach seiner Verabreichung über einen längeren Zeitraum oder an ein bestimmtes Ziel im Körper ab. Entscheidend für die kontrollierte Abgabe des Wirkstoffs ist die Retard-Beschichtung der Tablette: Ist sie beschädigt oder fehlt komplett, so gelangt die Arznei schneller als gewünscht in den Körper und verfehlt ihre Langzeitwirkung. Mit einer Kombination aus HSI- und CCI-Technologie lässt sich die Qualität von Retard-Medikamenten sicher kontrollieren, erläutert Markus Burgstaller, Geschäftsführer von Perception Park: „Mit einer im NIR-Bereich arbeitenden Hyperspektralkamera und der CCI-Technologie mit unserer Software-Suite Perception Studio konnten wir eindeutig nachweisen, dass zuvor künstlich erzeugte Beschichtungsfehler mit 100% Sicherheit auch in der Hochgeschwindigkeitsproduktion in Echtzeit erkennbar sind.“ Selbst durch Blisterverpackungen hindurch ist eine Qualitätsprüfung möglich (sofern das Blistermaterial nicht aus Aluminium besteht, das die NIR-Strahlung reflektieren würde). Mittels HSI lässt sich außerdem sicher kontrollieren, ob Tabletten in korrekter Zahl, unbeschädigt und ohne Fremdkörper in Blister verpackt sind, ob die richtigen Inhaltsstoffe in Arzneimittelkapseln enthalten sind oder ob diese vollständig verschlossen sind.
