Filtros de lentes industriais: resolvendo pontos problemáticos de imagem em cenários de inspeção visual central
Em sistemas de inspeção de visão industrial, imagens claras e estáveis são a base da medição, posicionamento, reconhecimento e análise de defeitos precisos. Como um componente chave de controle óptico, os filtros industriais regulam com precisão a luz que entra na lente, resolvendo desafios comuns de imagem e aumentando a robustez do sistema. Abaixo, detalhamos suas principais funções, classificações e aplicações práticas por meio de casos industriais típicos.
I. Funções principais e classificação de filtros industriais
Os filtros industriais são categorizados principalmente pela forma como regulam as propriedades físicas da luz, com dois tipos principais:
1. Filtros Espectrais Seletivos
Princípio: Ao depositar filmes ópticos de precisão em substratos ópticos, esses filtros aproveitam a interferência da luz para transmitir com eficiência bandas de comprimento de onda específicas enquanto refletem ou absorvem outras.
Tipos principais: filtros passa-banda, filtros passa-curta/longa, filtros de densidade neutra (ND).
2. Filtros seletivos de polarização
Princípio: Sua estrutura interna permite apenas a passagem de luz com direção de vibração de vetor elétrico alinhada com seu eixo de polarização. Isto elimina a luz polarizada (por exemplo, brilho) em direções indesejadas.
Tipos principais: Polarizadores lineares, polarizadores circulares.
II. Aprofunde-se nos cenários de aplicações industriais
Os filtros abordam pontos problemáticos de imagem direcionados em todos os setores – veja como eles funcionam em ambientes do mundo real:
Aplicação 1: Leitura de código de barras de linha de montagem de alta velocidade
Desafio principal: A luz ambiente (especialmente lâmpadas fluorescentes tremeluzentes) causa flutuações e listras de brilho, reduzindo as taxas de leitura de códigos de barras.
Solução: filtro passa-banda de banda estreita
Detalhes técnicos:
- Emparelhe um LED infravermelho de comprimento de onda central de 850 nm (fonte de luz ativa) com um filtro passa-banda de banda estreita (comprimento de onda central de 850 nm, largura de banda de 10 nm/20 nm).
- Isso forma uma “trava óptica”: apenas a luz infravermelha emitida por LED entra na câmera, bloqueando a maior parte da luz visível do ambiente.
Resultado: Fornece imagens de alto contraste e sem cintilação sob quaisquer condições de iluminação, estabilizando as taxas de leitura.
Aplicação 2: Detecção de microarranhões e defeitos em superfícies metálicas
Desafio principal: A forte reflexão especular em superfícies metálicas lisas cria pontos brilhantes, mascarando arranhões, buracos e outros defeitos.
Solução: Filtro polarizador linear
Detalhes técnicos:
- Instale polarizadores lineares na frente da fonte de luz e da lente, formando um caminho óptico de “polarizador cruzado”.
- Gire o polarizador do lado da lente para que sua direção de polarização fique perpendicular ao polarizador do lado da fonte.
- A reflexão especular é bloqueada (devido à polarização incompatível), enquanto a reflexão difusa dos riscos passa parcialmente.
Parâmetro chave: Taxa de extinção do polarizador ≥ 1000:1 para garantir o bloqueio eficaz da luz.
Resultado: Os defeitos destacam-se claramente contra um fundo escuro.
Aplicação 3: Inspeção de embalagens transparentes (impurezas líquidas e defeitos em garrafas)
Desafio principal: A reflexão/refração complexa de garrafas de vidro interfere na observação de objetos estranhos internos, bolhas ou arranhões superficiais.
Soluções:
- Cena A (Riscos/Etiquetas Superficiais): O filtro polarizador elimina reflexos dispersos pela superfície do frasco (mesmo princípio da Aplicação 2).
- Cena B (Impurezas Líquidas Internas): Filtro passa-longo (por exemplo, comprimento de onda de corte de 1050 nm) emparelhado com uma fonte de luz infravermelha e câmera IR. Muitos líquidos/vidros são transparentes à luz visível, mas dispersam comprimentos de onda IR específicos – as impurezas aparecem como pontos brilhantes contra um fundo escuro.
Aplicação 4: Classificação de materiais plásticos na reciclagem
Desafio principal: Plásticos de aparência semelhante (por exemplo, PET versus PVC) não podem ser distinguidos apenas pela cor ou formato.
Solução: Filtro passa-banda infravermelho
Detalhes técnicos:
- Use uma câmera de infravermelho próximo (NIR) com uma fonte de luz infravermelha.
- Filtros passa-banda infravermelhos alternativos com diferentes comprimentos de onda centrais (por exemplo, 1200nm, 1300nm, 1450nm) para geração de imagens.
- Diferentes plásticos têm refletância única nessas bandas características – construa um modelo de classificação preciso calculando proporções de valores de cinza em imagens multibandas.
Os filtros industriais transformam imagens “inutilizáveis” em dados confiáveis, impactando diretamente a precisão da inspeção e a eficiência da produção. Seja para resolver a interferência da luz ambiente, eliminar o brilho ou distinguir materiais, o filtro certo adaptado ao seu cenário é fundamental.
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