Che cos’è l’imaging a onde corte (SWIR)?

Lo spettro delle onde corte SWIR copre un intervallo luminoso compreso tra circa 950-2500 nanometri (nm).
L’imaging a infrarossi è generalmente molto efficace per ottenere dettagli visivi al disotto della superficie di un oggetto. Questa tecnologia si è rivelata incredibilmente utile nella visione artificiale poichè permette di acquisire informazioni altrimenti inaccessibili tramite la luce visibile.

 

Spettro della luce visibile e dell'infrarosso

L’imaging SWIR viene comunemente applicato per eseguire compiti quali l’identificazione di ammaccature in prodotti freschi come frutta e verdura, l’identificazione di difetti in articoli in silicone e l’individuazione di diversi tipi di plastica nelle industrie dei rifiuti e del riciclaggio.

In questo contesto emerge la domanda: come lo SWIR riesce a rivelare con precisione questi dettagli e a ottimizzare le operazioni nell’ambito dell’imaging industriale?

 

Imaging SWIR nelle applicazioni di visione artificiale

Industria alimentare

 

Rilevamento dell’umidità

La luce SWIR manifesta risposte peculiari in presenza di acqua a specifiche lunghezze d’onda, semplificando notevolmente la individuazione di concentrazioni di umidità. L’acqua assorbe la luce infrarossa a onde corte in tre regioni chiave: 1.400 nm, 1.900 nm e 2.400 nm. L’immagine diventa più scura a queste lunghezze d’onda all’aumentare della presenza d’acqua, sia all’interno di materiali che di oggetti.

La rivelazione dei differenti livelli di umidità sulla superficie della frutta non solo suggerisce la presenza di ammaccature, ma sottolinea anche come l’adozione dell’imaging SWIR rappresenti una svolta significativa nelle operazioni di raccolta e selezione di frutta e verdura.

 

 

Rilevamento umidità frutta SWIR

Rilevamento ammaccature della frutta

 

L’immagine qui sopra, tratta da Photonfocus, mette in evidenza l’efficace utilizzo dell’Imaging a onde corte (SWIR) nell’individuazione di ammaccature sulla superficie della frutta. Le lunghezze d’onda SWIR, consentendo la penetrazione al di sotto della superficie, illustrano in modo tangibile come questa tecnologia sia in grado di identificare irregolarità che potrebbero sfuggire all’osservazione mediante lunghezze d’onda normali. Un esempio concreto che evidenzia il ruolo cruciale del SWIR nel migliorare la selezione di prodotti freschi nell’industria alimentare.

 

Oggetti estranei

Oggetti diversi di colore e forma simili possono essere difficili da distinguere l’uno dall’altro quando si esegue l’imaging con la luce visibile.

 

Distinguibilità di corpi estranei

Distinguibilità di corpi estranei 

 

L’immagine qui sopra, fornita da Lucid Video Labs, evidenzia la capacità delle lunghezze d’onda a onde corte (SWIR) di interagire in modo unico con i materiali degli oggetti. Tale interazione consente il rilevamento di oggetti estranei, spesso difficili da distinguere attraverso l’imaging con luce visibile. La variazione nell’assorbimento e nella riflessione delle lunghezze d’onda SWIR a seconda del materiale dell’oggetto sottolinea il potenziale di questa tecnologia nell’identificare in modo efficiente parti non desiderati durante le operazioni di visione artificiale.

 

Distinzione riso e sale

Distinzione riso e sale

 

Farmaceutico

 

Identificazione dei composti

Nel settore farmaceutico, la identificazione dei composti rivela la sua criticità, soprattutto considerando che composti che potrebbero apparire simili alla luce visibile presentano differenze significative nell’assorbimento delle lunghezze d’onda SWIR. Nell’esempio fornito, la disposizione da sinistra a destra di farina, bicarbonato di sodio e zucchero evidenzia la diversa interazione con le lunghezze d’onda SWIR.

Farina-bicarbonato-zucchero

Farina-bicarbonato-zucchero

 

Selezionando una specifica banda stretta dello spettro SWIR, è facile distinguere tra i vari materiali, il che è particolarmente indicato per le applicazioni nell’industria farmaceutica, dove è fondamentale identificare con certezza i diversi composti.

 

Ispezione

 

Guarnizioni termiche

Gli elementi ad altissima temperatura “brillano” nella regione delle onde corte-infrarosse, sottolineando l’essenza della tecnologia termografica.

 

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didascalia

 

Alcuni materiali non cambiano colore nello spettro della luce visibile quando si riscaldano (come si vede a sinistra). Lo SWIR è molto più sensibile nel rilevare variazioni di temperatura da 100°C a oltre 1600°C negli oggetti (come si vede a destra).

 

Wafer di silicio

Lo SWIR può essere utilizzato per ispezionare i wafer di silicio in quanto il silicio diventa traslucido a lunghezze d’onda comprese tra 1100 e 1400 nm.

Mentre la luce visibile può essere utilizzata per rilevare problemi sul lato anteriore del wafer (a sinistra), lo SWIR consente di evidenziare più facilmente oggetti estranei o imperfezioni sia sul lato anteriore che su quello posteriore del wafer (a destra).

 

wafer-silicio-swir

wafer-silicio-swir

 

 

Arte

Le telecamere SWIR possono rivelare dettagli che non sono visibili all’occhio umano anche in campo artistico. Grazie alle telecamere SWIR è possibile ispezionare materiali nascosti sotto strati di pittura, come restauri precedenti, modifiche non documentate o firme.

Le onde SWIR permettono inoltre di analizzare i pigmenti presenti in un’opera d’arte, rivelando informazioni sulla loro composizione chimica e facilitano l’individuazione di danni non visibili all’occhio nudo, come craquelures, umidità o danni causati da insetti.

 

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Ispezione opere d’arte

 

 

Componenti per applicazioni SWIR

Filtri

I filtri passa-banda sono un ottimo strumento per ottimizzare la sensibilità della telecamera. La loro funzione è quella di consentire solo alla luce nell’intervallo specifico dello spettro SWIR di raggiungere il sensore della telecamera. Questa capacità di selezione accurata contribuisce in modo significativo a migliorare la qualità delle immagini catturate, fornendo dettagli nitidi e affidabili nella fascia di lunghezze d’onda desiderata

 

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Filtri passa-banda

Telecamere Short-Wave Infrared (SWIR)

La scelta della telecamera SWIR per un’applicazione specifica è un passo fondamentale per ottenere risultati di imaging di alta qualità. Nel processo decisionale, è essenziale valutare diversi fattori, tra cui la marca, il modello e le specifiche del sensore.

 

Offriamo una vasta gamma di telecamere ad infrarossi, con alcune opzioni esemplificative di produttori rinomati:

Photonfocus: Azienda svizzera specializzata nella produzione di telecamere industriali ad alte prestazioni. Scopri le telecamere SWIR Photonfocus qui.

Lucid Video Labs: Produttore canadese di telecamere per visione industriale, offre telecamere SWIR ad elevate prestazioni. Esplora le opzioni di telecamere SWIR Lucid qui.

Xenics: Azienda belga specializzata nello sviluppo e produzione di telecamere infrarosse (IR) e SWIR. Scopri le telecamere SWIR Xenics qui.

 

Per maggiori informazioni e per una consulenza gratuita sulla tua applicazione, contattaci senza impegno!

SCHEDE DEI PRODOTTI

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MV3-D640I-M01-G2

immagine prodotto id 21300

Atlas SWIR – 1,3 MP – IP67

immagine prodotto id 10294

Bobcat-640-GigE-vSWIR

immagine prodotto id 10322

Lynx-2048-CL