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Neue LED-Balken- und Spot-Beleuchtungen für den SWIR-Bereich

6. Juni 2018

Die flexibel erweiterbaren LXE300-Balkenbeleuchtungen (Direct Connect und Connect-a-Light), Prox-Spotlights und Brick-Spotlights für die industrielle Bildverarbeitung von Smart Vision Lights sind ab sofort auch für den kurzwelligen Infrarotbereich (SWIR) verfügbar. Das eröffnet eine Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten, die sich mit sichtbarem Licht nicht realisieren ließen.

Das SWIR-Spektrum umfasst die Wellenlängenbereiche zwischen 1050 nm und 2500 nm. Die Standardwellenlängen in diesen Bereichen sind 1050 nm, 1200 nm, 1300 nm, 1450 nm und 1550 nm. Sonderwellenlängen sind auf Anfrage erhältlich. SWIR-Beleuchtungen lassen sich nur zusammen mit einer SWIR-Kamera einsetzen.

SWIR-Strahlung ist für das menschliche Auge unsichtbar. Dennoch interagiert sie mit Objekten auf die gleiche Art und Weise wie sichtbares Licht. Bilder, die von einem SWIR-Sensor stammen, sind mit den Bildern, die im sichtbaren Wellenlängenbereich entstanden sind, in Auflösung und Details vergleichbar, auch wenn sie nur monochrom dargestellt werden.

SWIR-Kameras sind für eine Vielzahl von Anwendungen und Branchen erhältlich. So lassen sie sich beispielsweise ideal in der Halbleiterinspektion einsetzen, da Silizium im IR-Bereich transparent erscheint und sie durch die Schichten einfach “hindurchschauen” können. Wasser hingegen absorbiert das Infrarotlicht in diesem Wellenlängenbereich, so dass es im Bild undurchsichtig erscheint.

Flexible Beleuchtungskonfigurationen

Die flexibel erweiterbaren LXE300-Balkenbeleuchtungen (Direct-Connect-Serie) verfügen über Multi-Drive-Technologie. Damit lassen sie sich je nach Verdrahtung sowohl im Dauerbetrieb als auch im Überblitzbetrieb einsetzen.

  • Die Connect-a-Light-Serie umfasst fünf Balkenbeleuchtungen mit jeweils 12 LEDs und eine 90˚-Version mit 16 LEDs.

  • Die Balkenbeleuchtungen sind entweder mit Standardgehäuse oder mit Edelstahlgehäuse für den Einsatz in hygienisch anspruchsvollen Umgebungen erhältlich. Beide Ausführungen sind für Dauer- oder Überblitzbetrieb ausgelegt sowie als Durchlichtversion verfügbar.

  • Bis zu sechs LXE300-Modelle können flexibel miteinander verbunden werden. Zwei um 90° gebogene Versionen lassen sich zu einer 180°-Beleuchtung kombinieren bzw. vier davon zu einer in sich geschlossenen 360°-Version.

Die Spotlights der Prox-Serie bestehen aus 5W-LEDs in einem kleinen Gehäuse mit einer Größe von 30 mm. Die Gehäuse entsprechen dem Industriestandard M30x1.5 für Näherungssensoren und Lichtschranken. Wie alle Beleuchtungen von Smart Vision Lights verfügt auch die Prox-Serie über einen integrierten Konstantstromtreiber sowie einen integrierten Strobe-Eingang mit optionaler PNP- oder NPN-Triggersteuerung. Der integrierte Treiber macht einen externen Treiber überflüssig und begrenzt die Stromzufuhr auf die LED bei konstanter stabiler Leistung. Der PNP- bzw. NPN-Trigger steuert den Blitzbetrieb.

Die BrickLights enthalten sechs Hochleistungs-LEDs in einem kleinen Gehäuse und genau wie die Spotlights, einen integrierten Konstantstromtreiber mit einem integrierten Strobe-Eingang mit wahlweise PNP- oder NPN-Triggersteuerung. Der integrierte Treiber verfügt zudem über eine variable Steuerung der Lichtintensität, die sich mit einem manuellen Potentiometer oder einem 0-10VDC analogen Signal regulieren lässt.

Anwendungen im SWIR-Bereich

Der Einsatz von SWIR-Beleuchtungen ist besonders in Abfüllanlagen hilfreich. Die Tatsache, dass Wasser Infrarotlicht stark absorbiert und dadurch undurchsichtig erscheint, ermöglicht Füllstandskontrollen von Flüssigkeiten auf Wasserbasis. Ein weiteres interessantes Anwendungsgebiet ist die Bestimmung der Wasserverteilung in Pflanzen zur Verbesserung von Ernteerträgen.

Silizium erscheint im SWIR-Bereich transparent, was die Inspektion von Halbleitern und Solarzellen erleichtert. Hier lassen sich Verunreinigungen in kristallinen Halbleiterrohlingen (Ingots) oder Risse in polykristallinem Material erkennen. Weitere typische Anwendungen sind die 3D-Waferinspektion und -Dicing, die Wafer-Justierung, die mikroskopische Inspektion von Strukturen oder die Kontrolle von Lötstellen auf BGAs.

Ideal sind SWIR-Beleuchtungen auch für den Einsatz bei sehr hohen Temperaturen (250 °C - 800 °C), beispielsweise zur Inspektion von heißen Glasmaterialien. Dazu gehört die Temperaturkontrolle bei Umformungs- und Abkühlungsprozessen sowie die Erkennung von Mängeln wie Risse, Brüche, Verunreinigungen etc.

Weitere Anwendungsgebiete:

  • Identifizieren von Feuchtigkeitsnestern in Verpackungen
  • Inspektion von fälschungssicheren Codes
  • Erkennen von Druckstellen bei Obst
  • Prüfen von Schüttgutbeschichtungen auf Homogenität und Trockenheit
  • Identifizierung von Produktfälschungen
  • Überwachungssysteme
  • Objekterkennung unter erschwerten Bedingungen (Nebel, Rauch, Dampf etc.)

Um herauszufinden, welche SWIR-Wellenlänge sich am besten für eine Bildverarbeitungsanwendung eignet, ist eine Lichtfarben-Testbox erhältlich. Sie umfasst LEDs in verschiedenen Wellenlängen (940 nm, 1050 nm, 1200 nm, 1300 nm, 1450 nm und 1550 nm).

Smart Vision Lights

Muskegon, United States

Das 2007 gegründete, in West Michigan beheimatete Unternehmen Smart Vision Lights (SVL) hat sich schnell zu einem der führenden Anbieter in der Entwicklung und Fertigung von Hochleistungs-LEDBeleuchtungssystemen entwickelt.

Smart Vision Lights LXE300
  • Hohe Ausgangsintensität
  • Integrierter Treiber
  • Analoge Steuerung
  • Schutzklasse IP65
  • Verkettung von bis zu 6 Modulen