Iluminação e Iluminação: A iluminação UV visa a segurança do passaporte e a inspeção adesiva

Artigo original foi publicado pela Vision Systems Design em 15 de maio de 2017

O UV refletido e a imagem de fluorescência UV são técnicas de imagem diferentes que podem ser usadas para detectar recursos que podem não ser detectados usando comprimentos de onda mais longos. Na imagem UV refletida, a superfície de uma peça é iluminada com uma luz UV e fotografada por uma câmera sensível a UV, enquanto nas técnicas de fluorescência UV, a radiação UV incidente é absorvida pelo material fluorescente presente na peça e é então irradiada novamente a uma comprimento de onda mais longo.

Por causa disso, muitos fabricantes estão aproveitando cada vez mais os materiais fluorescentes em aplicações de visão de máquina para controle de qualidade, controle de processo e aplicações de teste. Tais aplicações requerem iluminação UV, pois a radiação UV faz com que os materiais fluorescentes brilhem. Esse brilho é claramente visível tanto para o olho humano quanto para as câmeras. Ao usar iluminação LED de alto desempenho em conjunto com filtros cuidadosamente coordenados, podem ser implementadas soluções confiáveis ​​para uma ampla gama de tarefas e atividades.

Adesivos, tintas e selos fluorescentes de baixo contraste podem ser mostrados em alto contraste com radiação ultravioleta para facilitar o monitoramento de presença e integridade para o sistema de visão de máquina. A rotulagem do produto que os consumidores achariam distraída também pode ser aplicada com tinta fluorescente transparente. Sob radiação UV, no entanto, a rotulagem é facilmente visível para fins de teste. Este aspecto é de particular interesse para a indústria farmacêutica, onde a autenticação e rastreabilidade do produto são cada vez mais importantes.

A fluorescência também pode ser usada para tornar visíveis até mesmo as rachaduras mais finas – em peças fundidas, por exemplo. O equipamento de iluminação UV agora também é comumente implantado para análises de resíduos e sujeira residual e em investigações forenses.

Outro campo de aplicação é a inspeção de elementos de segurança e marcações como proteção contra plágio e falsificação. iiM AG (Suhl, Alemanha; www.iimAG.eu) trabalhou com a Siemens AG (Munique, Alemanha; www.siemens.com) e fabricante de máquinas de passaporte BW Papersystems Stuttgart GmbH (Stuttgart, Alemanha; www.bwpapersystems.com) para desenvolver uma solução para este tipo de aplicação. Os requisitos avançados de segurança estão tornando a fabricação de passaportes cada vez mais desafiadora. Aqui, o uso de materiais fluorescentes tem um papel particularmente importante a desempenhar.

Para garantir que esses recursos de segurança invisíveis possam ser detectados e inspecionados de forma confiável durante execuções de produção de alta velocidade, BW Papersystems Stuttgart GmbH usou iluminação LED LUMIMAX de alto desempenho da iiM e leitores ópticos 'ensináveis' da Siemens para desenvolver um sistema de teste sofisticado. O desafio único deste projeto foi criado pela “interferência” mútua criada pela justaposição de dois elementos de segurança fluorescentes num passaporte latino-americano.

Neste aplicativo, uma sequência numérica impressa com tinta de segurança invisível é digitalizada enquanto as páginas do passaporte são unidas. Quando irradiada com luz ultravioleta, no entanto, essa tinta fluoresce. Os números sequenciais também são impressos em um tipo especial de papel que foi fabricado com a inclusão de fibras fluorescentes como um recurso de segurança 'passivo' adicional.

Após testes detalhados em laboratórios da iiM e no local da Siemens, a distância de varredura e o tempo de duração do sinal/flash de disparo foram coordenados para garantir que a excitação das fibras fluorescentes no papel não impedisse a varredura dos números do passaporte. Apesar de uma velocidade de correia transportadora de 0.3 m/s durante a produção, o extremamente poderoso LUMIMAX (www.lumimax.com/uv) a iluminação do flash é capaz de criar facilmente uma imagem de alto contraste sem qualquer desfoque de movimento.

Outro cenário de aplicação interessante é oferecido pela inspeção do adesivo aplicado a um sensor de fluxo de ar em massa (MAF). Embora seja apenas um pequeno componente em um veículo, o MAF pode fazer sentir sua presença quando apresenta mau funcionamento, causando falhas de ignição, problemas com a ingestão de combustível e outros problemas de desempenho. Antes que o sensor de fluxo de massa de ar seja inserido no conjunto, é aplicado um adesivo que une os componentes individuais.

O adesivo não deve ser aplicado apenas na quantidade certa – a forma e a espessura da aplicação também devem atender a especificações precisas. Só então a capacidade funcional a longo prazo do sensor no veículo é assegurada. Para fornecer uma solução para esta tarefa, um LUMIMAX UV Spot foi usado com um filtro óptico especialmente selecionado. Isso possibilitou eliminar tanto a luz do sistema de iluminação quanto a luz que distrai do ambiente.

Isso resolve o desafio específico da visão de máquina industrial e aplicações de fluorescência – que é que a luz emitida (fluorescência) tem menos energia do que a radiação necessária para a excitação. Para o olho humano, a fluorescência é fácil e claramente visível, mas a radiação UV do sistema de iluminação é quase imperceptível. No entanto, uma câmera é muito mais sensível no espectro ultravioleta. Na imagem da câmera, a luz ultravioleta ofusca a fluorescência do material excitado.

Consequentemente, o contraste da imagem é muito baixo para uma análise confiável. Para criar uma solução viável para tarefas como a inspeção do adesivo aplicado ao sensor MAF, o sistema especializado de iluminação UV precisa ser complementado com filtros de iluminação/lente cuidadosamente coordenados. Este filtro de combinação permite a separação exata dos comprimentos de onda de excitação e emissão. Isso funciona para suprimir a interferência de reflexos UV e luz estranha.

Como resultado, o traço do adesivo aparece como uma linha bem iluminada contra um fundo uniformemente escuro na imagem da câmera. Esta solução particular foi alcançada apenas pela coordenação específica e individual de iluminação, filtros ópticos e componentes. O aplicativo UV agora pode ser implantado como um processo confiável e a análise de imagem sem erros agora é possível.