| 식음료 검사 품질 관리를 향상시키는 'SWIR' 기술 |

SWIR은 산업계에서 ‘게임 체인저’로 자리잡고 있습니다

최근 SWIR Imaging 2023 시장 보고서에 따르면,

산업, 국방, 소비자 부문의 수요 증가로 인해 2028년까지 SWIR 이미징 시장 규모가 약 30억 달러로 전망되었습니다.

최근 몇 년 동안 제조 라인에서는 가시광선 스펙트럼을 넘어선 광자를 감지할 수 있는

SWIR(단파 적외선)을 감지할 수 있는 InGaAs(인듐 갈륨 비소) 센서가

탑재된 카메라 기술을 활용하여 이미지 품질과 경제성을 향상시키고 있습니다.

SWIR 이미징이 식품 및 음료 품질 통제를 향상시키는 방법

“보이지 않는 곳을 더 깊이 비추고 투과하다”

SWIR는 이미징 솔루션을 사용하여는 불가능했던 품질 검사의 새로운 가능성을 열었습니다.

SWIR 빛은 물질의 분자와 상호 작용할 때 빛 광자가 흡수되는 유기 및 비유기 물질 모두로 더 깊이 전달될 수 있습니다.

NIR 빛은 농업에서 작물 스트레스와 질병을 조사하거나,

식품 및 음료 제조에서 오염 및 기타 품질 문제를 감지하는 데 일반적으로 사용됩니다.

그러나 시각적 관측하기 어려운 재료들은 수분 함량이 높은 영역을 중심으로

이미지 대비가 더 명확하게 나타내는 짧은 파장 적외선(SWIR) 빛이

NIR 빛보다 더 나은 검사 기능을 제공할 수 있습니다.

" SWIR은 기술을 사용하면 이미지 투과, 이물질 감지, 오염 및 결함을 확인할 수 있습니다. "

SW-4010Q-MCL-Image- SWIR 이미지 투과

SW-4010Q-MCL-Image- SWIR를 통한 결함 확인(좌), 이물질 감지(우)

1. 이미지 투과

SWIR(단파 적외선) 기술은 확장된 검사 파장 범위를 통해 제품 품질을 향상시키는 데 기여합니다.

가시광선 스펙트럼에서 보이지 않거나 검사하기 어려운 플라스틱, 세라믹, 반도체와 같은 소재들을

효과적으로 검사할 수 있어 더 빠르고 정확하며 신뢰도 높은 결과를 얻을 수 있습니다.

2. 이물질 감지

SWIR 이미징이 강점을 보이는 또 다른 분야는 이물질 감지입니다.돌, 금속, 플라스틱과 같은 이물질을 효과적으로 감지하고,

이를 추가 가공하기 전에 효율적으로 제거할 수 있어 식품 가공에서 특히 유용하게 활용됩니다.

3. 오염 및 결함 확인

SWIR 조명은 불투명한 플라스틱과 유리를 "투명"하게 만들 수 있는 기능을 포함하고 있습니다.

이 기술은 포장 및 용기의 오염을 확인하고 액체 또는 분말의 정확한 함량 및 충전 수준을 확인하는 데에도

효과적으로 사용될 수 있습니다.

SWIR 기술은 확장된 검사 파장 범위로 인해 더 빠르고 정확하며 신뢰성 있는 결과를 제공하여,

더 첨단의 검사를 가능케 하고 오염이 줄어들며 분류 능력과 제품 품질이 향상됩니다.

따라서,SWIR 이미징은 과일 및 야채 검사와 같은 응용 분야에서 결함이 있는 제품을 더 쉽게 식별하고

포장하기 전에 컨베이어 벨트에서 제거할 수 있어 효과적입니다.

| JAI Sweep+, 가시광선과 SWIR 광선을 동시에 이미징 하다 |

SWIR 카메라는 검사 과정에서 효율성을 높일 수 있지만,

많은 머신 비전 애플리케이션에는 크기와 모양을 확인하고 물체의 색상 뉘앙스를 분석하거나

라벨 또는 다른 색상을 확인하기 위해 여전히 일반 가시광선을 보는 카메라가 필요합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 산업용 카메라 제조업체인 JAI는

가시광선과 SWIR 광선의 이미지를 동시에 촬영할 수 있는

새로운 다중 센서 카메라인 JAI Sweep+ 시리즈를 출시했습니다.

JAI Sweep+ series homepage logo

https://www.jai.com/kr/

JAI는 60년 넘게 35개국 이상에서 산업용 머신 비전, 의료 이미징 및 실외 이미징 애플리케이션을 위한

카메라 하위 시스템을 제공하여 제품의 품질과 정확성 향상, 생산 라인 검사 비용 절감,

생산 수율 증가 등 비전 시스템 솔루션을 제공해왔습니다.

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JAI Sweep+ 시리즈는 컬러 라인 스캔 카메라로,

각각 4,096픽셀의 해상도를 갖는 3개의 CMOS*라인 센서와

라인당 1,024픽셀의 해상도를 갖는 추가 InGaAs 센서*를 통합합니다.

*CMOS: 집적 회로의 한 종류로, 메인보드에 내장된 소형 전지로 구동되는 반도체 칩으로 전원이 꺼져도 저장된 설정 정보를 유지할 수 있다.

* InGaAs 센서: 인듐(Indium)과 갈륨(gallium) 그리고 비소(arsenide)로 구성된 화합물 반도체를 사용하는 카메라로 파장을 감지하는 센서가 되어 빛과 파장 그리고 열을 감지해 낸다.

- 단일 카메라로 가시광선 및 SWIR 동시 검사 -

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차트는 SWIR 빛을 캡처하는 InGaAs 센서뿐만 아니라 세 가지 CMOS 센서(청색, 녹색, 빨간색) 각각에 대한 스펙트럼 응답을 보여줍니다. 

(SWIR(노란색) 선의 높이는 RGB 선과 상관 관계가 없습니다.)

JAI의 새로운 멀티 센서 라인 스캔 카메라인 SW-4010Q-MCL은

세 개의 별도 CMOS 센서(400에서 700 nm)를 통해 빨강, 녹색, 그리고 파랑 가시광선을 동시에 캡처하며,

InGaAs 기술을 기반으로 한 네 번째 센서를 통해 SWIR 광선(~800에서 ~1700 nm)을 캡처합니다.

" RGB 및 SWIR 이미징을 동시에 사용하면 검사 정확도 향상과 함께 식품 제품에 대한 보다 포괄적인 분석이 가능합니다.

RGB 이미징은 가시광을 캡처하고 물체의 색상 이미지를 생성하여 표면 결함을 감지하고 색상 변화를 분석할 수 있습니다.

동시에 SWIR 이미징으로 포장의 색상 인쇄 및 라벨 텍스트의 정확성을 확인할 수 있습니다. "

따라서 품질 통제 향상, 설정 복잡성 및 비용 감소 및 효율을 향시킬 수 있습니다.

- 광범위한 다중 스펙트럼 범위 -

새로운 라인 스캔 카메라에는 RGB 출력을 특정 색 공간으로

변환할 수 있는 내장 색 공간 변환과 같은 다양한 고급 기능이 포함되어 있습니다.

이미지 밝기와 색상 균형을 개선하기 위해 RGB 및 SWIR 채널에 대해 노출 시간을 개별적으로 설정하여

다양한 파장대에 대한 빛 축적 시간을 늘릴 수 있습니다.

이를 통해 정밀한 표면 색상 검사를 수행하는 동시에

표면 아래를 살펴보면서 추가적인 "숨겨진" 이미지 데이터를 확인할 수 있습니다.

" SWIR 카메라는 곡물 커널의 외부 층을 관통하고 내부의 수분 또는 기타 특성을 감지할 수 있어

곡물 품질과 영양가를 평가하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 SWIR 카메라는 분말의 외부 층을 관통하여

분말 내의 이물질이나 오염물질을 감지할 수 있어 분말의 품질과 안전을 보장합니다. "

- 유연한 동기화 옵션 -

카메라에는 FOV(시야각)와 RGB 및 SWIR 센서의 라인 속도를 동기화하기 위한

Xscale이라는 특수 픽셀 크기 조정 기능이 있습니다.

Sweep+의 Xscale 기능을 사용하여 RGB 센서의 픽셀 크기를 조정히면

사용자는 가시광선과 SWIR 채널의 라인 속도와 시야각을 쉽게 정렬하고,

RGB 픽셀 해상도를 SWIR 채널, SWIR 채널의 2배 또는 맞춤 해상도로 설정할 수 있습니다.

" 다양한 환경에 대한 맞춤설정으로 RGB 이미징을 통해 변색과 같은 결함에을 발견하고,

SWIR 이미징으로 포장을 통과하여 습기, 멍, 내부 결함과 같은 부재면 특징을 감지할 수 있습니다."

따라서 새로운 RGB-SWIR 라인 스캔 카메라인 SW-4010Q-MCL을 사용하면,

식품 용기의 외부 품질과 완성도를 검사하는 동시에 내부 내용물도 확인할 수 있습니다.

이러한 기술의 향상은 제조 회사의 생산 프로세스 속도를 높이며,

제조 효율성과 생산 수율을 향상시키면서 동시에 제조 라인의 완제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.

식품 및 음료 산업은 소비자에게 안전하고 고품질의 제품을 제공해야 하기 때문에

품질 관리 기준은 매우 엄격합니다.

JAI의 SW-4010Q-MCL 모델과 같은 카메라는 동시에 RGB 및 SWIR 이미징을 제공할 수 있어,

한 번의 패스로 입자 재료의 고해상도 이미지 캡처를 지원하며

이를 통해 작은 결함이나 오염물질조차 식별할 수 있게 되어

전체 최종 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.

SWIR 카메라를 통해 눈으로 볼 수 없는 특성까지 확인한다면,

식품 및 음료의 품질 관리가 더욱 쉬워질 것입니다.

JAI 제품에 대한 자세한 정보는

화인스텍 홈페이지를 통해 확인할 수 있습니다.

http://www.fainstec.com/main/product_view.asp?p_idx=5765