Filtros de lentes industriales: resolución de puntos débiles de imágenes en escenarios de inspección de visión central
En los sistemas de inspección por visión industrial, las imágenes claras y estables son la piedra angular de la medición, el posicionamiento, el reconocimiento y el análisis de defectos precisos. Como componente clave de control óptico, los filtros industriales regulan con precisión la luz que ingresa a la lente, resolviendo desafíos comunes de imágenes y aumentando la solidez del sistema. A continuación, desglosamos sus funciones principales, clasificaciones y aplicaciones prácticas a través de casos industriales típicos.
I. Funciones principales y clasificación de filtros industriales
Los filtros industriales se clasifican principalmente según cómo regulan las propiedades físicas de la luz, con dos tipos principales:
1. Filtros espectrales selectivos
Principio: Al depositar películas ópticas de precisión sobre sustratos ópticos, estos filtros aprovechan la interferencia de la luz para transmitir de manera eficiente bandas de longitud de onda específicas mientras reflejan o absorben otras.
Tipos principales: filtros de paso de banda, filtros de paso corto/paso largo, filtros de densidad neutra (ND).
2. Filtros selectivos de polarización
Principio: Su estructura interna sólo deja pasar la luz con una dirección de vibración del vector eléctrico alineada con su eje de polarización. Esto elimina la luz polarizada (por ejemplo, el resplandor) en direcciones no deseadas.
Tipos principales: polarizadores lineales, polarizadores circulares.
II. Profundice en los escenarios de aplicaciones industriales
Los filtros abordan puntos débiles de imágenes específicos en todas las industrias; así es como funcionan en entornos del mundo real:
Aplicación 1: Lectura de códigos de barras de línea de montaje de alta velocidad
Desafío principal: la luz ambiental (especialmente las lámparas fluorescentes parpadeantes) provoca fluctuaciones de brillo y rayas, lo que reduce las tasas de lectura de códigos de barras.
Solución: filtro de paso de banda de banda estrecha
Detalles técnicos:
- Empareje un LED infrarrojo de longitud de onda central de 850 nm (fuente de luz activa) con un filtro de paso de banda de banda estrecha (longitud de onda central de 850 nm, ancho de banda de 10 nm/20 nm).
- Esto forma un "bloqueo óptico": solo la luz infrarroja emitida por LED ingresa a la cámara, bloqueando la mayor parte de la luz ambiental visible.
Resultado: Ofrece imágenes de alto contraste y sin parpadeos en cualquier condición de iluminación, estabilizando la velocidad de lectura.
Aplicación 2: Detección de defectos y microarañazos en superficies metálicas
Desafío principal: La fuerte reflexión especular sobre superficies metálicas lisas crea puntos brillantes, enmascarando rayones, hoyos y otros defectos.
Solución: filtro polarizador lineal
Detalles técnicos:
- Instale polarizadores lineales delante de la fuente de luz y de la lente, formando un camino óptico de "polarizador cruzado".
- Gire el polarizador del lado de la lente para que su dirección de polarización sea perpendicular al polarizador del lado de la fuente.
- La reflexión especular se bloquea (debido a una polarización no coincidente), mientras que la reflexión difusa de los rayones la atraviesa parcialmente.
Parámetro clave: Relación de extinción del polarizador ≥ 1000:1 para garantizar un bloqueo de luz eficaz.
Resultado: Los defectos se destacan claramente sobre un fondo oscuro.
Aplicación 3: Inspección de envases transparentes (impurezas de líquidos y defectos de botellas)
Desafío principal: La reflexión/refracción compleja de las botellas de vidrio interfiere con la observación de objetos extraños internos, burbujas o rayones en la superficie.
Soluciones:
- Escena A (Rasguños/Etiquetas en la superficie): El filtro polarizador elimina los reflejos dispersos en la superficie de la botella (mismo principio que la Aplicación 2).
- Escena B (Impurezas líquidas internas): filtro de paso largo (por ejemplo, longitud de onda de corte de 1050 nm) emparejado con una fuente de luz infrarroja y una cámara de infrarrojos. Muchos líquidos/vasos son transparentes a la luz visible, pero dispersan longitudes de onda IR específicas: las impurezas aparecen como puntos brillantes sobre un fondo oscuro.
Aplicación 4: Clasificación de materiales plásticos en el reciclaje
Desafío principal: Los plásticos de apariencia similar (por ejemplo, PET versus PVC) no se pueden distinguir solo por el color o la forma.
Solución: filtro de paso de banda de infrarrojos
Detalles técnicos:
- Utilice una cámara de infrarrojo cercano (NIR) con una fuente de luz IR.
- Filtros de paso de banda infrarrojos alternativos con diferentes longitudes de onda centrales (por ejemplo, 1200 nm, 1300 nm, 1450 nm) para obtener imágenes.
- Los diferentes plásticos tienen una reflectancia única en estas bandas características: construya un modelo de clasificación preciso calculando las proporciones de valores de gris en imágenes de múltiples bandas.
Los filtros industriales convierten imágenes "inutilizables" en datos confiables, lo que afecta directamente la precisión de la inspección y la eficiencia de la producción. Ya sea para resolver interferencias de luz ambiental, eliminar reflejos o distinguir materiales, es fundamental contar con el filtro adecuado adaptado a su situación.
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