Jste zde

Přesné snímače barev - Sensor Instruments SPECTRO

Antonín Vojáček, 6. Červen 2016 - 22:31

Snímače barev Sensor Instruments SPECTRO umožňují rozlišit až 31 barev na vzdálenost až 1 m. Různé provedení nasvícení umožňují detekovat i strukturované nebo lesklé povrchy. Součástí článku je i rozsáhlý soupis příkladů použití snímání barvy v průmyslu.

Sensor Instruments GmbH je německá firma založená v roce 1992, která se specializuje na vývoj a výrobu kvalitních snímačů pro náročné průmyslové aplikace v oblasti detekce barev, měření délek a průměrů, kontroly povrchu a hran materiálů a v oblasti počítání speciálních značek hlavně v tiskařském průmyslu.

Snímače pro kontrolu a měření barev

Snímače Sensor Instruments jsou určeny reálnou „true color“ detekci barev pomocí 3-barevného RGB filtru, což znamená, že snímače mají rozlišení jako lidské oko. Pro tento účel jsou vybaveny integrovaným nebo externím zdrojem jasného bílého světla, u kterého lze volit z několika typu osvitu a tím minimalizovat vliv okolního světla. Snímače tak mohou kontrolovat až 31 barev a jas u svítících objektu jako LED, zadních světel automobilu, halogenová světla nebo zářivky. K dispozici jsou i v provedení s vysoce výkonným UV světlem, pomocí něhož lze bez problému detekovat rozlišení a jas u fluorescentních barev. Velikost světelného bodu, tedy velikosti měření oblasti může být 0,5 až 100 mm, čímž lze kontrolovat předměty již od velikosti 1 mm ze vzdálenosti 0 až 1 000 mm. Uvedená horní hranice je pak v oblasti detekce a měření barev již neobvykle vysoká hodnota. Do výbušného prostředí jsou nabízeny i provedení s optickými vlákny.

Pro nastavení snímače slouží PC software pro OS Windows. Ten umožňuje nastavování, zálohování a ukládání dat, výběr různých světelných módů (detekce barvy v 8 stupních), nastavení intenzity světelného zdroje, výběr různých metod vyhodnocování barev a barevných módů. Naměřená data lze snadno zobrazit číselně a graficky.

Snímače SPECTRO

Konkrétně lze například zmínit základní "ekonomickou" řadu barevných snímačů s označením SPECTRO-3, které se vyrábějí buď v kompaktním provedení válcového hliníkového pouzdra modré barvy o průměru 34 mm (závit M34) nebo černého kvádrového pouzdra o hraně 46 mm. Dle konkrétního provedení poskytující malý průměr snímacího světelného bodu od 0,2 mm a velký snímací dosah 0,2 - 500 mm v závislosti na použité fokusační optice. Pro nasvícení předmětu slouží bílé nebo UV LED diody.

Porovnání válcového provedení M34x130 mm a kvádrového provedení 65x65x26 mm snímačů SPECTRO-3.

Pro přesné rozlišení barvy lesklých povrchů se využívá provedení integrovaným polarizačním filtrem, který zamezuje odlesky (např. typ SPECTRO-3-POL-JR). Naopak pro spolehlivou detekci barvy u strukturovaných a nehomogenních povrchů, kde rychlé kolísání lesku způsobuje obtíže snímání barvy, se využívá provedení s difuzním osvětlením (např. typ SPECTRO-3-DIL-JR). Nejmenší typ SPECTRO-3-COF pak rychle detekuje barvy malých předmětů využitím promítnutí bílého světelného bodu o průměru od 1 do 8 mm nebo o rozměrech 4 x 0,7 mm na objekt, jehož barva má být zjištěna, ze vzdálenosti 20-150 mm. Snímač SPECTRO-3-FIO s optickým kabelem je vhodný pro detekci malých objektů, popřípadě objektů v nepřístupných místech a v Ex prostředí. Základní detekce se vyhodnocuje sepnutím některé kombinace 5 tranzistorových spínaných výstupů se spínací frekvencí až 60 kHz. Snímací frekvence je až 85 kHz. V maximálním režimu lze snímače provozovat v režimu s rozlišením až 31 barev. Učení se provádí pomocí Teach-in funkce ze software z PC nebo aktivací externího vstupu.

Popis kvádrového a válcového provedení snímačů SPECTRO-3.

Naopak nejvyšší řada se jmenuje SPECTRO-1 a proti výše uvedené základní řadě se vyznačuje výrazně vyšší snímací frekvencí až 200 kHz. Průměr snímacího světelného bodu od 0,2 mm a velký snímací dosah až 1 000 mm. Navíc jsou však k dispozici různé zdroje světla (UV, VIS, IR) a pro napojení na PLC jsou přítomné analogové výstupy 0–10 V a 4–20 mA.

Příklady možné aplikace snímačů barev:

Rozlišení odlišných barev solárních článků.
Detekce práškového nátěru na plastových fóliích vyztužených uhlíkovými vlákny.
Rozlišování mezi přední a zadní strany potravinových uzávěrů a víček.
Detekce odchylky barvy mléčné emulze.
Detekce přítomnosti oleje v odpadních vodách.
Detekce kvality odpadních vod.
Detekce fluorescenčních značek na uzávěrech farmaceutických lahviček (rozlišení mezi originálními a nepravými farmaceutickými lahvičkami).
Rozlišení barevných krytů na injekčních stříkaček při výrobě.
Detekce odstínu krve v lékařských zkumavkách.
Kontrola správného natočení vzoru na koženkových ústřižcích.
Rozlišení mezi jednobarevnými a dvoubarevnými kabely.
Kontrola barvy a jasu u LED světel.
Kontrola kvality perforace na cigaretovém papíru.
Kontrola uzavření láhví korkovou zátkou.
Rozlišení barev a odstínů skleněných lahví.
Detekce různých barev a odstínu nití/švu kůže a textilií.
Rozlišení mezi kůží a koženkou.
Rozlišení barevné lesklé dlažby.
Detekce slepeného spoje nekonečného pásu (např. při výrobě DPS desek).
Kontrola přítomnosti, orientace a umístění suchých zipů na dětských plenkách.
V automobilovém průmyslu:
- Kontrola barvy lesklého laku (přesné rozlišení barvy u komponent jako nárazníky, kryty zadních zrcátek, klik, dveří apod.)
- Kontrola přítomnosti a rozlišení dvou typu plstěné textilie na komponentech palubní desky
- Kontrola povrchu textilie pro výrobu airbagu.
- Kontrola barvy víček ultrazvukových senzorů v náraznících.
- Kontrola přítomnosti fóliové mezivrstvy v textilií pro airbagy.
- Detekce černé barvy na černé (detekce černého filcu na černém plastu).
Kontrola barvy v nábytkářském průmyslu:
- Detekce lehce spálené nebo natržené dýhy.
- Rozlišení mezi lesklou a matnou dýhou.
- Detekce barevných bodů označujících suky na dřevěných deskách
V kovozpracujícím průmyslu:
- Detekce spojovacího sváru u kovových tyčí během jejich otáčení.
- Kontrola inkoustových značek na kovových trubkách.
- Detekce přítomnosti ozubení na hřídeli.
- Rozlišení pochromovaných a nepochromovaných trubek.
Atd.