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用Specim高光譜相機檢測膠水

發布時間:2023-03-29 11:20:04 瀏覽量:3217 作者:Lucian

摘要

膠水和粘合劑廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 許多工業(ye) 国产成人在线观看免费网站,從(cong) 包裝和建築到電子和航空航天等。

膠水一般都是有些貴的,使用適量的膠水至關(guan) 重要,因為(wei) 它可以節省成本,增加產(chan) 量,減少浪費。 使用過少或過多的膠水往往是造成質量問題的原因,如開裂等。塗太多膠水也會(hui) 弄髒成品。在合適的地方使用適量的膠水,這個(ge) 過程應該仔細檢測。然而,檢測膠水是比較難的,因為(wei) 大多數膠水都是透明的,基於(yu) RGB相機的標準視覺係統無法看到它們(men) 。而高光譜相機則可以,高光譜相機提供了一個(ge) 更合適的解決(jue) 方案。

正文


用Specim高光譜相機檢測膠水



膠水和粘合劑廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 許多工業(ye) 国产成人在线观看免费网站,從(cong) 包裝和建築到電子和航空航天等。膠水一般都是有些貴的,使用適量的膠水至關(guan) 重要,因為(wei) 它可以節省成本,增加產(chan) 量,減少浪費。 使用過少或過多的膠水往往是造成質量問題的原因,如開裂等。塗太多膠水也會(hui) 弄髒成品。在合適的地方使用適量的膠水,這個(ge) 過程應該仔細檢測。然而,檢測膠水是比較難的,因為(wei) 大多數膠水都是透明的,基於(yu) RGB相機的標準視覺係統無法看到它們(men) 。而高光譜相機則可以,高光譜相機提供了一個(ge) 更合適的解決(jue) 方案。

 

本案例演示了specim高光譜相機用於(yu) 檢測紙板和合成橡膠上的不同類型的膠水的效果。


關(guan) 鍵詞:

NIR=近紅外(900 - 1700 nm)

SWIR=短波紅外(1000 - 2500納米)

MWIR =中波紅外(2700 - 5300 nm)

PCA=主成分分析

PLSDA=偏最小二乘判別分析


圖1  三種膠水照片(左)和底板材料(右)


我們(men) 用三個(ge) 覆蓋不同波長的specim高光譜相機測量了樣本: 

specim FX17,近紅外(NIR)相機,光譜範圍為(wei) 900 - 1700 nm 。

specim SWIR,短波紅外(SWIR)相機,光譜範圍為(wei) 1000 - 2500nm。 

specim FX50, 是一款中波紅外(MWIR)相機,光譜範圍為(wei) 2700 - 5300 nm。


用specim FX17相機對膠水進行分析 

首先用specim FX17相機在specim 40 x 20 Labscanner(見圖2)上測量樣品。在900 - 1700 nm的全部光譜範圍內(nei) ,光譜分辨率為(wei) 8 nm。圖像上的像素大小約為(wei) 0.3毫米。


圖2  specim FX17高光譜相機和40 x 20 LabScanner位移台


PCA分析和PLSDA模型分別国产成人在线观看免费网站於(yu) 幹的膠水和濕的膠水。值得注意的是,在紙板(頂部)和橡膠(底部)上,膠水是從(cong) 左向右塗抹的。膠水1在左邊,膠水2在中間,膠水3在右邊。此外,對於(yu) 各個(ge) 底板上的每種膠水,頂部的“汙染”點是指幹燥的膠水,而底部的膠水是濕的膠水。


圖3顯示了分析結果。(i) specim FX17相機可以更好地檢測紙板上的膠水,(ii)它可以檢測膠水3(環氧樹脂),但對其他類型的膠水不太敏感。尤其是膠水1,它在橡膠上根本檢測不到。


這種現象的一個(ge) 解釋可能是膠水的用量。環氧樹脂要厚得多,我們(men) 用的也多。因此,它的檢測更容易。

結果還表明,FX17對幹膠和濕膠的區分不是很準確。


圖3  PCA可視化組件5(紅色),3(綠色),4(藍色)和PLS-DA預測使用specim FX17相機


用Specim SWIR相機對膠水進行分析

然後用specim SisuCHEMA上的specim SWIR相機測量樣品(見圖4)。在1000 - 2500 nm的整個(ge) 波段內(nei) ,光譜分辨率為(wei) 12 nm。圖像上的像素大小約為(wei) 2.3毫米。


圖4  specim SWIR高光譜相機和SisuCHEMA


specim SWIR相機可以被視為(wei) specim FX17相機的擴展。因此,除了SWIR光譜的外,近紅外光譜的觀測結果也是有效的。

 

PCA分析和PLSDA模型分別国产成人在线观看免费网站於(yu) 幹的膠水和濕的膠水。圖5顯示了分析結果。作為(wei) 提醒,我們(men) 看到了 (i) FX17在紙板上更好地檢測膠水,ii)對膠水3(環氧樹脂)最敏感,對膠水2中等敏感,對膠水1不太敏感。


除了FX17的近紅外光譜之外,SWIR相機提供的1700 - 2500 nm光譜範圍的增加,(i)相當好的檢測紙板上的所有三種類型的膠水,在橡膠上也有更好的性能(薄而幹燥的橡膠上的膠水1可以開始檢測);(ii)幹膠和濕膠的分離也更準確,但有進步空間。


圖5  PCA可視化組件5(紅色),3(綠色),4(藍色)和PLS-DA預測通過specim SWIR相機


用specim Fx50相機對膠水進行分析

樣品最後用specim FX50相機在specim 100×50 LabScanner上進行測量(見圖6)。在2700 - 5300 nm的整個(ge) 光譜範圍內(nei) ,光譜分辨率為(wei) 35 nm。圖像上的像素大小約為(wei) 0.3毫米。


圖6  specim FX50高光譜相機和100×50 LabScanner


Specim FX50相機對膠水非常敏感。分析表明,無論底板材料是什麽(me) ,膠水都能強烈地吸收3000到3500納米之間的光。 


再次,PCA分析和PLSDA模型国产成人在线观看免费网站於(yu) 該數據。圖7顯示了分析結果。FX50對膠水的檢測更加準確。我們(men) 甚至可以檢測到非常薄的膠水層,和橡膠上的幹膠水。


圖7  PCA可視化組件5(紅色),3(綠色),4(藍色)和PLS-DA預測通過specm FX50相機


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結論 

本研究使用三種光譜範圍不同的specim高光譜相機檢測紙板和橡膠上的三種膠水,濕的和幹的。根據測量和分析,我們(men) 可以得出以下結論:

 

關(guan) 於(yu) 膠水的檢測(見圖8):

在紙板上 

  •  這三種相機都有相似的性能。


在合成橡膠上 

  • specim FX17相機足以檢測三種膠水中的兩(liang) 種。

  • Specim SWIR相機稍微好一點,因為(wei) 它可以開始檢測FX17無法檢測到的幹膠薄層的存在。

  • 在這方麵,specim FX50是最好的相機,它可以可靠地檢測本研究中測量的所有三種類型的膠水。


圖8 3台specim高光譜相機對膠水的檢測。給出了RGB圖片PLS DA模型的檢測結果


關(guan) 於(yu) 三種膠水的分辨(見圖9):

在紙板上

  •  這三個(ge) 相機都能把膠水分開。


在合成橡膠上

  • FX17和SWIR相機表現最好。


對於(yu) FX50來說,膠水2和3的分離並不是很好。我們(men) 從(cong) 光譜中看到,膠水2和3都非常顯著地吸收了光,沒有合適的特征光譜。這使得他們(men) 非常容易的從(cong) 底板上突顯出來,但他們(men) 之間的區分就比較難。

 

 

關(guan) 於(yu) 幹濕膠水的區別(見圖9):

在紙板上 

  • SWIR相機是最精確的,但隻比FX50好一點點。


在合成橡膠上 

  •  沒有一個(ge) 相機是完全可靠的。




圖9  FX17、SWIR和FX50相機的PLS DA模型預測。這些圖與(yu) 圖3、圖5和圖7中的圖相同。



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