LED-Hochleistungsspot für die industrielle Bildverarbeitung
Extrem helle und homogene LED-Beleuchtung ersetzt Halogenstrahler bei erheblich verbesserten Kennwerten
(pressebox) Welden, 29.10.2014 - Die Lösung einer Bildverarbeitungs-Aufgabe liegt zum überwiegenden Teil in der richtigen Beleuchtung. Der Spezialist für applikationsspezifische LED-Beleuchtungen, die Büchner Lichtsysteme GmbH aus Welden, hat für einen Kunden eine IBV-Beleuchtung mit extremen Eigenschaften entwickelt, wie sie nicht in einschlägigen Katalogen zu finden ist. Im Vordergrund stehen hier die extreme Leuchtdichte bei einem homogen, ausgeleuchteten Lichtfeld und einer der Anwendung angepassten getriggerten Steuerung, Einhausung und Wärmeableitung.
Um die Qualität eines Bauteils mit einem Bildverarbeitungssystem zu prüfen, müssen mögliche Fehler kontrastreich mit einer bestmöglichen Beleuchtungseinrichtung hervorgehoben werden. Häufig sind die produktionsnahen Umgebungsbedingungen kontraproduktiv für eine optimale Ausleuchtung: Helles Fremdlicht wirkt sich störend aus und kann den Kontrast empfindlich reduzieren. Kurze Belichtungszeiten, wie sie bei sehr schnellem Endlosmaterial z. B. bei einer Zeilenkameraanwendung nötig werden, erfordern viel Licht, um den Pixeln einer Kamera eine ausreichende Leuchtdichte zuzuführen, so dass ein messbares Signal ausgelesen werden kann.
Für solche Fälle hat die Büchner Lichtsysteme GmbH einen LED-Hochleistungsspot entwickelt, der eine optische Bestrahlungsstärke von bis zu 10.000 W/m² liefert. Dabei werden von der speziell ausgewählten LED bis zu 28W umgesetzt. Für die aktuelle Applikation wurde eine weiße LED (Farbtemperatur 6.500 K) eingesetzt, die gepulst betrieben wurde (2s ein, 3s aus). Das Linsensystem projiziert in einem Abstand von ca. 45mm einen homogenen und sauber begrenzten Lichtspot mit einem Durchmesser von ca. 7mm.
Um diese extremen Leistungsdaten langfristig für den stabilen, industriellen Einsatz aufrecht erhalten zu können, wurde das Gehäuse auf maximale thermische Wärmeableitung designt. Dazu ist besonders auf den lokalen Wärmetransport zwischen den verschiedenen Grenzschichten und Materialübergängen geachtet worden. Langzeittest und thermische Analysen mittels Thermokamera führten zu einer maximalen Gehäusetemperatur von unter 50°C. Das schwarz eloxierte Aluminiumgehäuse hat einen Durchmesser von 70mm, eine Gesamtlänge von 145mm und wiegt ca. 1kg.
Zur elektronischen Ansteuerung wird ein für diese Leistung angepasster Controller mitgeliefert, der den steuerbaren Betriebsstrom konstant hält. Über den Controller kann der Hochleistungsspot schnell geschaltet und auch geblitzt betrieben werden. Die Kommunikation geschieht via Ethernet. Kabel und Steuerleitung sind schleppkettentauglich ausgelegt.
Der Hochleistungsspot soll in einem Projekt Spezialleuchten mit Halogenbrenner ersetzen. Dabei sollen die aktuellen Problem wie zu heißes Gehäuse, kurze Lebensdauer/Standzeit des Leuchtmittels oder die optische Trägheit überwunden sowie die Spotgröße den aktuellen Anforderungen angepasst werden. Weitere applikations- oder kundenspezifische Modifikationen, z.B. hinsichtlich LED, Farbe bzw. Spektrum oder Betriebskonditionen stehen optional zur Verfügung.
Um die Qualität eines Bauteils mit einem Bildverarbeitungssystem zu prüfen, müssen mögliche Fehler kontrastreich mit einer bestmöglichen Beleuchtungseinrichtung hervorgehoben werden. Häufig sind die produktionsnahen Umgebungsbedingungen kontraproduktiv für eine optimale Ausleuchtung: Helles Fremdlicht wirkt sich störend aus und kann den Kontrast empfindlich reduzieren. Kurze Belichtungszeiten, wie sie bei sehr schnellem Endlosmaterial z. B. bei einer Zeilenkameraanwendung nötig werden, erfordern viel Licht, um den Pixeln einer Kamera eine ausreichende Leuchtdichte zuzuführen, so dass ein messbares Signal ausgelesen werden kann.
Für solche Fälle hat die Büchner Lichtsysteme GmbH einen LED-Hochleistungsspot entwickelt, der eine optische Bestrahlungsstärke von bis zu 10.000 W/m² liefert. Dabei werden von der speziell ausgewählten LED bis zu 28W umgesetzt. Für die aktuelle Applikation wurde eine weiße LED (Farbtemperatur 6.500 K) eingesetzt, die gepulst betrieben wurde (2s ein, 3s aus). Das Linsensystem projiziert in einem Abstand von ca. 45mm einen homogenen und sauber begrenzten Lichtspot mit einem Durchmesser von ca. 7mm.
Um diese extremen Leistungsdaten langfristig für den stabilen, industriellen Einsatz aufrecht erhalten zu können, wurde das Gehäuse auf maximale thermische Wärmeableitung designt. Dazu ist besonders auf den lokalen Wärmetransport zwischen den verschiedenen Grenzschichten und Materialübergängen geachtet worden. Langzeittest und thermische Analysen mittels Thermokamera führten zu einer maximalen Gehäusetemperatur von unter 50°C. Das schwarz eloxierte Aluminiumgehäuse hat einen Durchmesser von 70mm, eine Gesamtlänge von 145mm und wiegt ca. 1kg.
Zur elektronischen Ansteuerung wird ein für diese Leistung angepasster Controller mitgeliefert, der den steuerbaren Betriebsstrom konstant hält. Über den Controller kann der Hochleistungsspot schnell geschaltet und auch geblitzt betrieben werden. Die Kommunikation geschieht via Ethernet. Kabel und Steuerleitung sind schleppkettentauglich ausgelegt.
Der Hochleistungsspot soll in einem Projekt Spezialleuchten mit Halogenbrenner ersetzen. Dabei sollen die aktuellen Problem wie zu heißes Gehäuse, kurze Lebensdauer/Standzeit des Leuchtmittels oder die optische Trägheit überwunden sowie die Spotgröße den aktuellen Anforderungen angepasst werden. Weitere applikations- oder kundenspezifische Modifikationen, z.B. hinsichtlich LED, Farbe bzw. Spektrum oder Betriebskonditionen stehen optional zur Verfügung.
