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Specim FX10高光谱相机在坚果分选上的应用案例

发布时间:2021-06-07 09:25:18 浏览量:2542 作者:Lucian

摘要

食品生产商最重要的任务之一是避免产品受到污染,以尽量减少损害健康的风险和昂贵的召回费用,以及相关的声誉损失。同样的,这

个目标也适用于坚果类食品,如什锦麦片、什锦麦片棒、混合干果或饼干等。本文分享Specim Fx10高光谱相机在坚果分选上的应用案

例。

正文



Strelen控制系统有限公司使用芬兰的Specim光谱相机,在食品行业中对加工前的坚果进行筛选。样品在传送过程中,高精度的喷嘴

会将有缺陷的产品或异物吹走。而且通常在这个过程中能用于图像处理的时间是很少的。



食品生产商最重要的任务之一是避免产品受到污染,以尽量减少损害健康的风险和昂贵的召回费用,以及相关的声誉损失。同样的,这

个目标也适用于坚果类食品,如什锦麦片、什锦麦片棒、混合干果或饼干等。


“由于视觉上的相似性,在高速移动的情况下有效地区分坚果和它们的外壳或其他污染物是一项很艰巨的任务”— 位于德国达姆城

(Darmstadt)附近的Strelen控制系统有限公司总经理Stephan Strelen博士这么说。多年来,他的公司一直在为各个行业的检测分析

以及生产自动化提供解决方案。他们已经从食品工业的应用中收集了许多经验。“我们公司自成立以来就一直在处理机器视觉,我们的

专业部门有6名经过培训的光学工程师和员工,他们都擅长这项技术。机器视觉是我们的重点,我们实施的许多项目都包含基于

图像评估的解决方案。”


Strelen认为他的公司已经为食品生产商要求的坚果分拣系统做好了准备,特别是因为Strelen控制系统已经完成了各种其他的分拣系

统。机器视觉分拣系统是基于传统的RGB彩色相机成像,像人眼一样,使用红、绿、蓝三基色,并以相应的混合色显示人类视觉的所

有颜色。然而,坚果和它们外壳的棕色色调只有很小的变化,这就是为什么用RGB相机几乎不可能可靠地区分它们。


解决方案是高光谱成像

高光谱相机的工作原理与RGB相机是不同的,它可以分析从可见光到近红外范围内多达250个光谱波段的数据。这样就可以记录单个的

光谱信息。在此基础上,高光谱系统就可以区分同一色调的棕色是由一个还是多个波段叠加产生的。


要加工坚果,如杏仁、榛子、核桃、腰果、澳洲坚果、花生和其他类型的坚果。每一种都有可识别的光谱,利用合适的软件,可以快

速、可靠地分析高光谱图像。系统识别所有不符合坚果预期的光谱,如外壳、外壳残留、塑料部件、受霉菌感染的坚果或任何污染物,

并将每个识别出的颗粒划分为好或坏。Strelen强调说:“为了保证最终产品的纯度,分拣只会把完美的部分标识为好的部分,而把不符

合要求的部分剔除。”


基于specim FX-10高光谱相机的安全识别与分拣,能够根据食品行业的严格要求,对各类坚果进行经济、安全的检测。        



在移动中分拣

Safe-Ident Sort是Strelen控制系统开发的用于坚果分选的机器的名称,自2020年秋季以来一直在使用。它与传送带一起工作,未分类

的散装样品在SpecimFX10高光谱相机下以每秒150毫米的速度移动。这款相机能够连续记录图像,并将其发送到专门为该应用开发的

Halcon图像处理软件。


传送带的尾端是一个滑轮,从那里散状物料可以从边沿落下,用以去除有缺陷的个体或各种污染物。根据图像评估结果,系统控制着

32个高精度喷嘴,把不达标的坚果送出传送带之外,并在下落时针对性的对其喷气,使其进入废品容器。另一方面,无缺陷的部分在

收集容器中未被扰动,可以被进一步处理。


复杂的系统设计

为了使这一过程能够达到所需的速度和精度,需要对整个系统、机器视觉部分以及所有零部件之间的通信进行复杂的设计。Strelen解

释说:“specim FX10高光谱相机是机器视觉系统的核心部件,是有多个原因的”,其中最主要的原因是,它涵盖了与这项任务相关的

光谱中的大量波段;此外,它是唯一适用于可见光波段的高光谱相机; 还有,它还兼容图像数据分类和预处理的LuxFlux软件库,以及

基于LuxFlux结果做出OK / NOK决定的Halcon软件;小巧的尺寸,以及最后一个且非常重要的—相对合理的价格。除此之外,

Strelen对Specim提供的有力支持也印象深刻。


良好的照明条件是实现高光谱系统性能的基本要求。高光谱相机需要使用宽光谱的光源,用以可靠地识别不同材料的光谱响应。随着分

拣速度的提高,光照必须变得更亮。Strelen控制系统通过内部开发,满足了这一需求,宽波段的非直射式匀质卤素光源包含有从

400nm到1000 nm的波段,一个特制的散热片用于将产生的热量散发出去。


简单的更换

首台Safe-Ident Sort系统已经在德国Bensheim的Ortlieb Organic公司运行,从2020年秋季开始,它可以比传统的分类机器做的更

多。Strelen强调:“分拣系统通常是为特定类型的坚果设计的。因而分拣不同的坚果需要更换不同的组件,而这通常需要较大的努力才

能完成。然而,Ortlieb Organic需要的是一个快速、容易更换的系统,能为不同的坚果进行分选。


这就是specim高光谱相机结合相应的软件显示其特殊性的地方,总经理解释说:“Safe-Ident Sort可以简单地通过重新编程适用不同的

产品,不需要任何改造或组件更换。而对于一个程序的更改,程序中只需要改变一个参数;由于软件的清晰和用户友好的界面,即使这

一步也可以毫不费力地进行”。


Ortlieb Organic公司对这套系统的性能非常满意,Ortlieb organic的创始人兼CEO如是说,“自从我们与Safety - Ident Sort合作以

来,我们每班节省了两名工人,他们以往是在传送带上手动检查来料。Safe - Ident Sort能够每小时处理约900公斤坚果,并实时检测

所有优质的坚果,具有非常高的可靠性。这给了我们一个很好的保证,我们货物使用的坚果是没有缺陷的。因此,该系统给了我们良好

的保护,以防召回或索赔的损失。specim FX10高光谱相机可靠的图像识别系统对不同类型坚果的简单转换是该开发成功的主要原

因。如果没有这个系统,在食品行业的严苛要求下,高速生产时100%的质量控制是不可能的。


specim是全球领先的高光谱成像供应商,是该领域真正的先行者和领导者。超过70名专业人员组成的国际团队,在光学、电子、软件

和机器视觉方面具有非常专业的知识,为市场提供最广泛的高光谱相机、成像光谱仪、系统和配件。specim是工业代工、机械制造商

和集成商可信赖的合作伙伴。


Strelen Control Systems GmbH是一家软件技术公司,位于德国Darmstadt附近的Büttelborn。Strelen开发的解决方案适用于检测

和分析,以及生产过程的自动化和控制。许多项目包含基于工业机器视觉的方法对图像进行评估的解决方案。公司的解决方案应用于各

个行业,主要是制药、食品和汽车供应商等行业。


您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息,或直接来电咨询4006-888-532