UV-LED-Beleuchtung für die Fluoreszenz-Lecksuche und Sicherheitsmarker

Ultraviolett-LED-Beleuchtung eröffnet Anwendungen, die mit sichtbarem Licht nicht realisierbar sind. Viele Materialien, Tinten, Beschichtungen und biologische Substanzen fluoreszieren unter UV-Licht. Sie absorbieren UV-Photonen und strahlen sichtbares Licht wieder ab. Daher erfasst eine Standardkamera diese Emission problemlos. Als Ergebnis werden unsichtbare Merkmale mit einem sehr hohen Kontrast vor einem dunklen Hintergrund sichtbar.

UV-Wellenlängen in der industriellen Bildverarbeitung

Industrielle UV-Beleuchtungen arbeiten in zwei Hauptbändern: 365 nm und 395 nm. Die Wahl zwischen beiden beeinflusst die Leistung erheblich. Daher sollte sie auf das verwendete Fluorophor abgestimmt sein.

UV-Beleuchtung mit 365 nm

Licht bei 365 nm liegt fest im UV-A-Band. Daher regt es eine breite Palette von Fluorophoren effizient an. Dies hat jedoch einen Nachteil: Die LED-Effizienz bei 365 nm ist geringer als bei längeren UV-Wellenlängen. Folglich sind mehr LEDs oder ein höherer Strom erforderlich, um die gleiche Bestrahlungsstärke zu erzielen. Dadurch wird das Wärmemanagement in diesem Fall noch kritischer.

UV-Beleuchtung mit 395 nm

Licht bei 395 nm grenzt an das sichtbare Spektrum. Daher nimmt das menschliche Auge es als schwaches violettes Leuchten wahr. Auch die Kamera erfasst es teilweise. Ihr Vorteil liegt in einer höheren LED-Effizienz und Bestrahlungsstärke bei gleicher Leistung. Zudem sprechen viele Fluoreszenzmarker und Sicherheitstinten gut darauf an.

Diese teilweise Sichtbarkeit hat eine Konsequenz: Konkret ist ein Kurzpassfilter oder ein Bandpassfilter auf dem Objektiv erforderlich. Der Filter blockiert das Anregungslicht und lässt nur die Fluoreszenz passieren. Ohne diesen Filter überlagert der 395-nm-Hintergrund das Signal. Daher bietet RODER Vision sowohl 365 nm als auch 395 nm an, um dem jeweiligen Fluorophor gerecht zu werden.

Fluoreszierende Lecksuche

Die Lecksuche mit Fluoreszenzmarkern ist eine anspruchsvolle UV-Aufgabe. Eine geringe Menge an UV-fluoreszierendem Farbstoff wird der Flüssigkeit oder dem Gas zugesetzt. Anschließend wird die Außenseite des Systems unter UV-Licht erfasst. Der ausgetretene Fluoreszenzmarker fluoresziert intensiv. Daher heben sich selbst kleinste Leckstellen deutlich vom dunklen Hintergrund ab.

Hydraulische und pneumatische Systeme

Hydrauliksysteme nutzen Fluoreszenzmarker-Farbstoffe, um winzige Leckagen zu finden. Diese treten an Schläuchen, Verbindern, Dichtungen und Wärmetauschern auf. Der Farbstoff wird in einer Konzentration von 0,1 % bis 0,5 % hinzugefügt. Nach dem Betrieb unter Druck wird die Außenseite unter UV-Licht erfasst. Daher fluoresziert bereits ein einzelner Tropfen und wird sofort erkannt.

Die industrielle Bildverarbeitung ersetzt die manuelle Prüfung mit UV-Lampen bei hohen Produktionsvolumina. Eine automatisierte Station erfasst das Bauteil an definierten Positionen. Der Algorithmus erkennt fluoreszierende Flecken oberhalb eines Schwellenwerts für Größe und Intensität. Daher klassifiziert er jeden Fleck und löst bei bestätigten Leckagen den Ausschuss aus.

Kälte- und Klimatechnik

Diese Systeme erfordern vor dem Versand eine 100%ige Lecksuche. UV-Fluoreszenzmarker-Farbstoffe sind mit den meisten Kältemitteln und Ölen kompatibel. Das System wird mit dem markierten Kältemittel befüllt und unter Druck gesetzt. Daher prüft die UV-Bildverarbeitung anschließend Lötverbindungen, Ventilanschlüsse und Rohrdurchführungen.

Verifizierung von Sicherheitsmarkern und Authentifizierungsprüfung

Sicherheitsmarker sind unter weißem Licht unsichtbar, fluoreszieren jedoch unter UV-Licht. Sie werden häufig zur Authentifizierung, Dokumentensicherung und zum Markenschutz eingesetzt. Daher kann die UV-Bildverarbeitung ihre Präsenz, Position und ihren Inhalt überprüfen – und das bei voller Produktionsgeschwindigkeit.

Authentifizierung von Pharma-Etiketten

Pharma-Etiketten tragen oft UV-Sicherheitsmerkmale. Dazu gehören UV-reaktive Tinten, fluoreszierende Fasern und unter UV-Licht sichtbare Codes. Unter UV-Licht bestätigt das System, dass alle Merkmale vorhanden und korrekt platziert sind. Daher lässt sich die Prüfung bei voller Liniengeschwindigkeit in die Etikettierstation integrieren.

Dokumenten- und Banknotenprüfung

Hochsicherheitsdokumente verwenden komplexe UV-fluoreszierende Muster. Diese sind ohne die originalen Tintenrezepturen nur schwer zu reproduzieren. Daher verifiziert die UV-Bildverarbeitung das Vorhandensein und Muster dieser Merkmale. Infolgedessen sortiert sie gefälschte oder manipulierte Dokumente in automatisierten Systemen aus.

Prüfung von Klebstoffen, Dichtstoffen und Beschichtungen

Viele Klebstoffe und Beschichtungen enthalten UV-fluoreszierende Additive. Daher kann deren Vorhandensein und Abdeckung durch UV-Bildverarbeitung verifiziert werden. Dies geschieht nach dem Auftrag und vor der Montage. Dadurch werden Defekte erkannt, bevor sie kostspielig werden.

Vorhandensein und Kontinuität von Kleberaupen.

Strukturklebstoffe müssen kontinuierlich und korrekt platziert sein. Sie werden auf Karosserieteile, Türdichtungen und geklebte Baugruppen aufgetragen. Unter UV-Licht wird die gesamte Kleberaupe deutlich abgebildet. Daher misst der Algorithmus die Raupenbreite und findet Lücken oder Aussetzer. Er bestätigt auch, ob die Raupe innerhalb die Positionstoleranz liegt.

Verifizierung von Dichtungs- und Vergussmassen.

Dichtungsmassen können ebenfalls ein UV-Additiv enthalten. Daher bestätigt die UV-Bildverarbeitung die Dichtungsmasse auf kritischen Dichtflächen. Fehlende oder falsch platzierte Dichtungsmasse wird erkannt, bevor die Verbindung hergestellt wird. Dadurch werden aufwendige Demontagen und Nacharbeiten vermieden.

Design und Integration von UV-Beleuchtungen

UV-Systeme erfordern eine sorgfältige Auslegung für einen zuverlässigen, stabilen und sicheren Betrieb. Drei Punkte verdienen besondere Aufmerksamkeit: das Wärmemanagement, die Kamerafilter und die Sicherheit des Bedieners.

Anforderungen an Kamerafilter

Die Fluoreszenz-Bildaufnahme benötigt einen Filter auf dem Objektiv. Ein Langpassfilter oder Bandpassfilter blockiert das anregende UV-Licht. Daher lässt er nur die sichtbare Fluoreszenzemission passieren. Ohne Filter überlagert das reflektierte UV-Licht das schwächere Signal. Für 365 nm wird eine Cut-on-Wellenlänge von 400 bis 420 nm verwendet. Für 395 nm ist eine Cut-on-Wellenlänge von 420 bis 450 nm erforderlich. Das optische Filterzubehör von RODER Vision komplettiert das System.

Sicherheit des Bedieners

UV-Strahlung bei 365 nm und 395 nm kann bei dauerhafter Exposition Augen und Haut schädigen. Daher werden UV-Beleuchtungen üblicherweise in geschlossenen Kabinen installiert. Dies schließt eine Exposition des Bedieners während des Betriebs aus. Wenn die Schutzabdeckungen für die Einrichtung geöffnet sind, ist eine UV-Schutzbrille erforderlich. Die UV-Beleuchtungen von RODER Vision entsprechen der CE-Kennzeichnung für elektrische und optische Sicherheit.

Beleuchtungsfamilien von RODER Vision für UV-Anwendungen

Die unten aufgeführten Familien unterstützen die UV-Lecksuche, die Sicherheits- und die Klebstoffprüfung. Jede ist mit 365-nm- oder 395-nm-LEDs erhältlich. Daher richtet sich die richtige Wahl nach der Geometrie und dem Fluorophor.

Die richtige Wahl hängt von der Aufgabe und der Geometrie ab. Für großflächige Kleberaupen ist die DL6-Matrix führend. Die Bauteil-Lecksuche eignet sich stattdessen für die DC6-Ringbeleuchtung. Schwache Fluorophore erfordern die DL5, welche die Bestrahlungsstärke maximiert. Gekrümmte Teile bevorzugen die FD2-Kuppelbeleuchtung, die eine gleichmäßige Anregung bietet. In jedem Fall stellt RODER Vision passende optische Filter und technische Unterstützung zur Verfügung. Definieren Sie daher zuerst das Fluorophor, die Wellenlänge und die Geometrie und wählen Sie dann die passende Beleuchtung.

Häufig gestellte Fragen