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高光谱成像仪正在征服这些行业

发布时间:2023-05-05
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借助高光谱成像仪,可以对物体进行光谱分析,以确定有机或无机杂质——不仅在表面,而且部分在被检材料内部。

借助高光谱成像仪,可以对物体进行光谱分析,以确定有机或无机杂质——不仅在表面,而且部分在被检材料内部。

高光谱成像正在征服这些行业

近年来,传统的图像处理系统已经在工业应用中实现自动化。可以“看”的机器比没有图像处理的系统能做的更多,这种知识现在已经在开发人员和设计人员中建立起来。传统的2D和3D视觉系统通过识别表面上的某些错误特征来检查物体的质量,而高光谱成像 (HSI) 则更进一步。

高光谱成像仪通常使用100种或更多不同的波长和光谱仪,该光谱仪将从物体反射的光分成光谱,并在相机传感器上再现。HSI系统将生成的图像组合成一个三维高光谱数据立方体,该数据立方体可以包含非常大量的数据。结果是所考虑物体的化学指纹,这使得分析的材料特性能够被精确地确定。在特殊评估软件的帮助下,每个已识别的化学成分可以在拍摄的图像中用自己的颜色标记,以便以简单的方式为用户可视化现有物质。这项技术称为化学彩色成像 (CCI)。

高光谱成像仪的多种应用

“高光谱成像可用于各种工业应用领域,在某些情况下可为传统图像处理系统无法完成的任务提供解决方案。另一方面,HSI系统能够分析化学性质,因此可以非常可靠地识别材料。通过这项技术,可以在很大程度上实时记录成分的浓度和分布。”

高光谱成像系统的一个特殊特性使其对某些应用特别有吸引力:一些物质对可见光不透明,但可以被红外光穿透。这使得即使通过适当设计的包装也能检查包装内容物的化学成分。这种特性发挥作用的应用主要存在于制药和食品行业,但也存在于许多其他工业领域。

制药行业的故障检测

与许多其他领域一样,全球制药行业的生产速度正在迅速提高。为了降低产品召回的风险并保护消费者免受受污染药物的侵害,该行业实施了特别严格的安全法规。因此,一段时间以来,图像处理系统一直是医药产品制造过程中的最先进技术,以便根据形状、大小或重量等标准实时评估产品。然而,使用高光谱成像和CCI系统可以进一步优化药物生产过程的监测:可以100% 检查药物的分子特性。

HSI系统在制药行业的典型应用是检查缓释片的正确包衣。这种形式的药物在长时间给药后释放活性成分或释放到体内的特定目标。片剂的缓释包衣对于这种活性成分的控制释放具有决定性作用:如果它被损坏或完全缺失,药物进入体内的速度会比预期的更快,并且无法发挥其长期作用。

通过结合HSI和CCI技术,可以可靠地控制延迟药物的质量。这种质量检查甚至可以通过泡罩包装进行,只要泡罩材料不是由铝制成,铝会反射近红外辐射。

测试缓凝剂涂层只是 HSI 技术在制药行业的众多可能用例之一。它还可用于可靠地检查泡罩中包装的药片数量是否正确,它们是否完好无损且没有任何污染,药物胶囊中的成分是否正确或是否完全密封。“高光谱成像在制药领域提供了许多应用选择,从而提高了患者和制造商的安全性。”

粮食生产更加安全

与制药行业类似的准则也适用于食品生产:为了排除对消费者的健康风险,产品中必须检测到任何污染。食品还必须准确包含制造商想要的成分以及产品说明中为消费者定义的成分。

HSI 和 CCI 还为该行业提供众多应用选项。这些技术使得在分选土豆、胡萝卜或其他蔬菜时更容易发现食物中的任何污染物并识别不需要的物体,例如石头或泥土,以及坚果生产过程中的壳部分或其他物质,即使是在高速生产线上也是如此. 如果食物存放时间过长,蛆虫也会滋生,或者新鲜水果会开始腐烂,在食品生产中,任务通常不仅意味着检测任何污染,而且还要识别腐烂的、未成熟的或受害虫或霉菌感染的商品。使用高光谱成像系统可以安全地排除这些和许多其他质量缺陷。

香肠和奶酪等工业生产的食品通常以收缩包装形式出售。与制药行业类似,HSI 系统在许多情况下也允许通过包装进行质量检查。这里的一项特殊任务是检查热封接头,以保证食品绝对紧密包装。即使这些密封接头受到最小的污染或损坏,也可能导致包装泄漏和货物在计算出的最佳食用日期之前变质。滞销产品或昂贵的产品召回可能会给该领域的制造商带来后果,在许多情况下可以通过使用高光谱成像来避免。

用于塑料分选的HSI系统

即使在其使用寿命结束时,塑料仍然非常有价值,不能简单地将它们扔掉。如果以环保的方式充分利用目前沉积的塑料废物的全部潜力,采用最好的回收和能源回收方法和技术,则可以回收数百万吨塑料。这也可以产生大量的热量和电力。

回收塑料可在许多日常用品中重复使用,例如服装、汽车零件、包装产品和许多其他用途。

本文标签: 行业高光谱成像仪

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