SWIR (Short Wave Infrared) reicht (je nach Definition) von ca. 700 bis 1700 bzw. 2500nm. Die Bildgebung im SWIR-Bereich unter Verwendung von InGaAs-Sensoren eignet sich besonders gut für die zerstörungsfreie Identifizierung von Materialien und Substanzen. Dabei können Standard-Glasoptiken verwendet werden, die jedoch für die Verwendung im SWIR-Bereich optimiert sein sollten. Wasser absorbiert Wellenlängen um 1450nm besonders stark. Auch Zucker und Alkohol haben besonderen spektrale Eigenschaften im Infrarot-Bereich. Anwender können dadurch beispielsweise Qualität, Feuchtigkeitsgehalt oder Frische von Lebensmitteln besonders gut prüfen. In vielen Fällen ist SWIR in der Lage, verschiedene Materialien wie Saatgut, Kunststoffe oder Chemikalien zu unterscheiden oder durch Verpackungsfolien, Beschichtungen oder bedruckte Elemente hindurchzusehen. Dies ermöglicht Anwendungen wie die Visualisierung darunter liegender Merkmale wie Füllstände, Kratzer oder Bruchstellen sowie die Prüfung von Sicherheitsmerkmalen, die Detektion verborgener Feuchtigkeit oder die sortenreine Trennung von Kunststoffgranulaten. Da Silizium bei Wellenlängen über ca. 1100nm transparent wird, kann SWIR ebenfalls in der Halbleiterinspektion bei Siliziumwafern verwendet werden. Während mit sichtbarem Licht Defekte und Strukturen auf der Oberfläche eines Wafers erkannt werden können, lassen sich mit SWIR auch Strukturen oder Fehler auf der Rückseite oder im Inneren eines Wafers erkennen.
Es steht eine Vielzahl von Bildgebungstechniken zur Verfügung, mit denen der Anwender die SWIR-Bildgebung an seine jeweilige Messanforderungen anpassen kann, unabhängig davon, ob sie stationär sind oder sich auf einem Förderband bewegen. Zeilenkameras können verwendet werden, um die Objekte in hoher Geschwindigkeit direkt mit Objektiven, Filtern oder Spektrografen zu betrachten und Daten zur chemischen Zusammensetzung, dem Feuchtigkeitsgehalt oder der Durchmischung und Verteilung verschiedener Inhaltsstoffe zu erfassen. Diese Bildgebungssysteme vervielfachen die Leistung von Echtzeit-Prozesskontrollsystemen zur gleichzeitigen Kontrolle von Qualitätsmerkmalen bei mehreren Produkten und gewährleisten somit die Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit.
Leistungsfähige Ausleuchtung
Der Einsatz von hochwertigen Zeilenkameras bietet sich besonders dann an, wenn Objekte in hoher Geschwindigkeit zuverlässig in hoher Auflösung inspiziert werden sollen. Die Kombination mit leistungsstarker und gleichmäßiger Ausleuchtung gewährleistet dem Anwender ein besonders verlässliches Inspektionsbild. Bei Materialien, die sich im Arbeitsbereich einer SWIR-Kamera unterscheiden, bieten LED-Beleuchtungen eine schmalbandige Strahlungsverteilung, die sich deutlich besser fokussieren und auf die spektralen Eigenschaften der zu untersuchenden Materialien abstimmen lässt als breitbandige Halogenlichtquellen. LED-Beleuchtung erzeugt zudem weniger Abwärme, bietet die Möglichkeit des Blitz-Betriebs und lässt sich unkompliziert modular erweitern und ausbauen. Durch eine höhere Strahlungsleistung wird das Bildrauschen reduziert und das Ergebnis ist ein genaueres Prüfergebnis in der Erkennungssoftware. Der größte Vorteil findet sich bei der Wartung und dem Energieverbrauch. Geringere Ausfallzeiten sind für die Anwender essenziell. Energie-, Wartungs- und Servicekosten werden durch LED-Beleuchtungen signifikant reduziert. Außerdem können hitzeempfindliche Materialien wesentlich schonender untersucht werden.
Abgestimmte SWIR-Kamera und SWIR-Beleuchtung
Chromasens ist ein führender Hersteller von Zeilenkamera- und Zeilenbeleuchtungskomponenten. Eine modulare Plattform bietet die Möglichkeit, sämtliche Komponenten aufeinander abzustimmen und dabei individuell angepasste Lösungen zu entwickeln, die sich an bestehende Systeme und Umgebungen anpassen. Mit der allPixa SWIR-Kamera und der Corona II SWIR LED-Beleuchtung wurde eine ideal aufeinander abgestimmte Inspektionslösung entwickelt. Die Kamera arbeitet im Bereich von 950 bis 1700nm und bietet einen ungekühlten Sensor mit 1k Auflösung und 12,5µm Pixelgröße für hohe Auflösung, hohe Empfindlichkeit und einer Zeilenrate von 40kHz.
GenICam-konforme GigE Vision- und CameraLink-Schnittstellen ermöglichen eine einfache Integration in bestehende Bildverarbeitungssysteme. Die Beleuchtung bietet Wellenlängen von 1100, 1300, 1450 und 1550nm in verschiedenen Modulgrößen. Auch die Kombination mit anderen Kamerasystemen und Wellenlängenbereichen (z.B. RGB, monochrom VIS-NIR und 3D) ist nach Bedarf möglich.
