Beleuchtung

Merkmale & Fehler sichtbar machen

UV-Beleuchtung

Eine weitere Möglichkeit zur Hervorhebung von Merkmalen ist die Verwendung von ultravioletter Strahlung, die eine Wellenlänge von 10 bis 400 nm haben kann. Mit Hilfe von Fluoreszenzlampen ("Schwarzlicht") oder ultravioletten LEDs kann UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 365 nm im "nahen UV-A-Bereich" relativ einfach erzeugt werden.

Bitte beachten Sie die photobiologische Sicherheit von UV-Beleuchtung. Da das menschliche Auge UV-Strahlung nicht mehr wahrnehmen kann, gibt es auch keinen Lidschlussreflex mehr. UV-LEDs sind daher oftmals nicht mehr in der LED-Risikoklasse 1, sondern z.B. in der LED-Risikoklasse 2. Abschirmung, Einhausung, Kennzeichnung sind Pflicht.

Welche Hardware zum Inspizieren im UV?

Allerdings absorbieren selbst in diesem Lichtbereich normale Gläser große Mengen des emittierten Lichts. Dies gilt auch für Standard-Optiken des Kamerasystems, Filtergläser und auch das Schutzglas auf dem Sensor. Viele Applikationen sind trotzdem mit Standardkomponenten lösbar, da durch Anregung mit UV-Strahlung bei bestimmten Materialien eine Fluoreszenz im Sichtbaren auftritt.

Echte UV-Applikationen in kürzerwelligen Lichtbereichen benötigen jedoch spezielle Optiken z.B. aus Quarzglas und spezielle Kamerasensorik mit geeigneten Detektoren.

Normale CMOS-Sensoren sind nur bis zu 370 nm UV-empfindlich. Normale CMOS-Sensoren sind nur bis 370 nm UV-empfindlich. Aber auch hier gibt es heute eine einfache Lösung, seit SONY den Sensor "Pregius S IMX 487" mit 8 Megapixel (2.74µm, 193 fps) auf den Markt gebracht hat. Seine Empfindlichkeit reicht von 200 bis rund 1000 nm und ist bei vielen Kameraherstellern im Produktportfolio.

Emissionsspektrum einer UV-LED

Warum mit UV-Strahlung inspizieren?

Kurzwellige Strahlung neigt stärker zur Reflexion als langwellige, da aufgrund der kurzwelligen Schwingungen bereits bei geringer Eindringtiefe in das Material eine starke Wechselwirkung stattfindet.

UV-Strahlung ist daher ideal für die Beobachtung von Oberflächen geeignet. Kleine Merkmale, Staub und Kratzer werden besonders gut sichtbar.

Darüber hinaus gibt es viele Anwendungen, bei denen das zu prüfende Material durch UV-Strahlung zum Leuchten angeregt wird.

Oberflächeneffekte bei Verwendung von IR- und UV-Strahlung

Typische Inspektionsmöglichkeiten mit UV-Strahlung

Bei der Inspektion von Leiterplatten und Lötstellen ist die hohe Reflexion von Vorteil. Fehler, Kratzer oder Merkmale werden besonders gut sichtbar.
Inspektion von Lichtwellenleitern und Fasern: Das kurzwellige Licht ermöglicht die Inspektion der Schnittfläche, da diese besonders stark reflektiert und nicht nur diffus leuchtet.
Transparente Klebstoffe auf verschiedensten Untergründen, Kleberaupen, Dichtungsmassen etc. sind UV-aktiv: Bei Anregung mit ultraviolettem Licht entsteht sehr oft eine bläuliche oder grünliche Fluoreszenz im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes.
UV-aktive Tinten und Farbstoffe im Bereich Kennzeichnung und Identifikation. Gedruckte Schriften und Sicherheitsmerkmale (z. B. auf Kreditkarten, Banknoten, Passstempeln usw.) können durch UV-Strahlung angeregt, detektiert und ausgewertet werden. Manchmal werden solche Farbstoffe industriell beigemischt, um die Lesbarkeit solcher und ähnlicher Markierungen zu verbessern.
Chemische Marker in der Biochemie werden an zu beobachtende Gensequenzen, Proteine etc. gebunden und durch UV-Strahlung sichtbar gemacht.

Sichtbares Licht

Weißer Klebstoff auf weißer Kunststoffflasche ist kaum zu erkennen.

UV-Strahlung

Der Klebstoff fluoresziert und leuchtet hell. (Bitte zusätzlich Bandpassfilter verwenden, der die primäre Wellenlänge im UV (Reflexion) sperrt)

UV-Strahlung

Die Sicherheitsmerkmale dieses Dokuments werden durch UV-Strahlung sichtbar. Der metallische Sicherheitsstreifen leuchtet ebenfalls (wie im sichtbaren Licht).

Wichtig für die Bildverarbeitung

UV-Strahlung ist für das menschliche Auge unsichtbar. Insbesondere die kurzwellige UV-Strahlung kann aufgrund ihrer hohen Energie sehr leicht zu Schäden an Augen, Haut und Materialien führen. Industrielle Anwendungen mit UV-Strahlung können bei Überschreitung bestimmter Energiewerte die gleichen Sicherheitsmaßnahmen wie bei Lasern der Laserschutzklasse 3B erfordern. Sicherheitszonen, Strahlbegrenzung, Abschaltung beim Öffnen von Schutztüren, entsprechende Sicherheitsbeauftragte im Unternehmen können erforderlich sein. Bitte informieren Sie sich im Detail!
UV-Beleuchtung nach Möglichkeit takten. Dadurch wird unnötige Lichtemission vermieden und kritische Energiemengen, die zu einer hohen Schutzklasse führen, entstehen erst gar nicht. Insbesondere UV-LED-Beleuchtungen (sehr teuer: Metallsockel-LEDs mit Quarzglasgehäuse!) würden sonst typischerweise sehr heiß und vorzeitig ausfallen.
Der Einsatz von schmalbandigen Bandpassfiltern verhindert störende Lichteinflüsse durch Tageslicht. Diese sollten genau auf die Fluoreszenz abgestimmt sein.

Passende Beleuchtung gesucht?

Vision-Doctor.de ist ein privates, unabhängiges, nicht-kommerzielles Homepage-Projekt ohne Kunden-Support.

Optimale Beratung, Schulung und Verkauf von industriellen Beleuchtungen erhalten Sie hier.

_{(externer Link Partner-Webseite)}