Der Einsatz von LEDs in Sensorik- und Inspektionsanwendungen hat erheblich zugenommen, insbesondere dort, wo eine Anwendung auf kurzwellige Infrarotstrahlung (short-wavelength infrared, SWIR) angewiesen ist. In diesem Artikel stellen wir einige der gängigsten Anwendungen vor und erklären, welche Rolle die Epitex SWIR-LEDs von Ushio dabei spielen.
SWIR-LEDs für die Füllstandskontrolle
Die genaue Messung von Flüssigkeiten in einem Behälter ist nicht gerade die leichteste Aufgabe. Bei durchsichtigen Behältern und langsam ablaufenden Prozessen ist vielleicht noch eine Sichtkontrolle mit dem bloßen Auge möglich. In modernen Produktionslinien sind die Behälter jedoch undurchsichtig und bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit.
Um diese Anwendung zu rationalisieren, hat Ushio die Kunst gemeistert, bis zu drei verschiedene Chips in einem Package unterzubringen. Bei den Chips handelt es sich um Bündel mehrerer SWIR-LEDs und -Sensoren, so dass jedes Package den belegten Platz auf einer Leiterplatte effektiv um zwei Drittel reduziert.
Unabhängig voneinander gepulste, Licht emittierende Chips beleuchten das Objekt, während ein Sensor oder eine Hochgeschwindigkeitskamera ein spektroskopisches Bild aufnimmt. Mit dieser Technologie ist es möglich, verschiedene Materialkomponenten detaillierter zu analysieren, indem verschiedene SWIR-Wellenlängen durchlaufen werden.
Um mehr darüber zu erfahren, wie Ushio Epitex SWIR-LEDs in Anwendungen zur Füllstandskontrolle funktionieren und auf welche Wellenlängen Sie achten sollten, besuchen Sie bitte https://swir-led.com/liquid-level-inspection/
SWIR-LEDs für die Fehlerinspektion von Silizium-Wafern
Es gibt verschiedene Arten der Fehlerinspektion von Siliziumelementen, z. B. die Erkennung von Rissen und internen Fehlern in den Wafern selbst oder die Erkennung von Fehlern in Schaltkreisen, die mit verschiedenen Materialien auf Siliziumsubstraten gebildet wurden.
Üblicherweise werden Fehler durch die Aufnahme eines Transmissionsbildes des zu messenden Bereichs erkannt. Dabei kann es sich um ein Bild eines ganzen Wafers oder um einen kleinen Bereich von nur wenigen Mikrometern handeln. Wenn der zu untersuchende Bereich so klein ist, sind mikroskopische Optiken ein wesentlicher Bestandteil des Detektionssystems, während ein InGaAs-Flächensensor selbst kleinste Defekte zuverlässig erkennen kann.
SWIR-LEDs beleuchten den Zielbereich des Si-Wafers, und das transmittierte Bild wird von einem InGaAs-Photodetektor erfasst. Im Prinzip wird jede SWIR-Wellenlänge von mehr als 1100 nm durch Silizium transmittiert, allerdings können je nach den im Silizium vorhandenen Verunreinigungen und den verschiedenen Materialien, aus denen der Schaltkreis besteht, auch längere Wellenlängen verwendet werden.
Werfen Sie einen genaueren Blick auf die SWIR-LEDs von Ushio Epitex und ihre Rolle in der Fehlerinspektion von Siliziumelementen unter https://swir-led.com/silicon-defect-inspection/
LEDs für optische Sortiersysteme
Die optische Sortierung ist ein System, das die Qualität und/oder das Vorhandensein von Fremdstoffen anhand von spektroskopischen Informationen erkennt. Die Hersteller optischer Sortiersysteme sind vor allem an den Eigenschaften der Lichtabsorption, der Lichtdurchlässigkeit und des Reflexionsvermögens interessiert.
Um spektroskopische Informationen zu erhalten, wird eine Kombination von LEDs mit verschiedenen Wellenlängen verwendet, von ultraviolett (UV) über sichtbar bis infrarot (IR). SWIR wird insbesondere für die Qualitätskontrolle von Lebensmitteln verwendet, da dieser Wellenlängenbereich hauptsächlich von organischen Materialien absorbiert wird.
In der Regel wird eine große Anzahl von LEDs in einer Reihe quer zu einem Förderband angeordnet. Die LEDs, die viele verschiedene Wellenlängen ausstrahlen, beleuchten das Objekt nacheinander. Von jedem Objekt wird eine Reihe von Bildern aufgenommen, die jeweils zur spektroskopischen Analyse beitragen. Die Bildaufnahme erfolgt mit einem Zeilenbildsensor – insbesondere einem InGaAs-Zeilensensor, wenn eine SWIR-Messung erforderlich ist –, der in der Regel ebenfalls quer zur Förderrichtung installiert ist.
Die beförderten Objekte werden anhand von vorgegebenen Qualitätsmerkmalen bewertet und vom mechanischen Sortierer zurückbehalten oder aussortiert, wenn sie den geforderten Standards nicht entsprechen. Ein ausführlicher Artikel befasst sich mit den Vorteilen der LED-basierten optischen Sortierung von Lebensmitteln unter https://swir-led.com/optical-food-sorting/. Dort finden Sie auch eine Liste der wichtigsten Absorptionswellenlängen für organische Materialien.
SWIR-LEDs für die Erfassung des Straßenzustands
Mehrere SWIR-Wellenlängen werden von LEDs auf die Fahrbahnoberfläche aufgestrahlt, wobei die Reflexionsintensität der einzelnen Wellenlängen von Photodetektoren gemessen wird. Die Photodetektoren können in dasselbe Ushio Epitex Package wie die LEDs integriert werden oder unweit davon in einem eigenen Package untergebracht werden. Die wichtigsten Wellenlängen für diese Anwendung liegen innerhalb der Absorptionsbanden von Wasser und Eis, nämlich bei 1450 nm bzw. 1500 nm.
Anhand der Absorption der einzelnen Wellenlängen lässt sich feststellen, ob es sich bei dem Ziel um Wasser oder Eis handelt. Eine dritte Wellenlänge wird als Bezugsgröße für die von der Straße selbst reflektierte Lichtmenge benötigt.
Besuchen Sie https://swir-led.com/optical-food-sorting/, um mehr über die Rolle von SWIR-LEDs bei der Erfassung des Straßenzustands zu erfahren.
Nehmen Sie Kontakt mit Ushio auf, um mehr über SWIR-LEDs für Sensorik- und Inspektionsanwendungen zu erfahren
Wenn Sie eine Anfrage bezüglich der Eignung von Ushios SWIR-LEDs für Ihre Anwendungen zur Erfassung des Straßenzustands stellen möchten, kontaktieren Sie uns bitte hier.