Kvalita obrazu, ktorá zachytáva každý detail - HDI 9 Web Imaging System

Kvalita obrazu, ktorá zachytáva každý detail

Vysokorýchlostné zobrazovanie nie je len otázkou hustoty pixelov a rýchlosti kamery, no závisí od mnohých faktorov, napríklad od špecifikácie kamery, technických podmienok a riadenia osvetlenia, ale najmä od:

• rozlíšenia v pixeloch,
• citlivosti senzora, zašumenia signálov a dynamického rozsahu,
• kvality a prispôsobivosti osvetlenia,
• automatickej regulácie zosilnenia a plošnej korekcie,
• rozšíreného spracovania a identifikačných algoritmov,
• správnej geometrie zobrazovania a konfigurácie.

Všetky tieto faktory boli zlepšené a zdokonalené v novom systéme ABB HDI 9 Web Imaging System, čo umožnilo urobiť ďalší skok v kvalite a vo výkone.

Vyššie rozlíšenie obrazu

Rozlíšenie obrazu vyrábaného papiera v priečnom smere riadenia papierenského stroja (CD) závisí od počtu zobrazovacích bodov v senzore kamery a od oblasti zobrazenia kamery. Nové zobrazovacie snímače ABB HSC majú vyšší počet pixelov 4 096, čím zlepšujú optimálnu rovnováhu medzi rozlíšením obrazu a oblasťou zobrazenia. Väčšie oblasti zobrazovania vytvárajú väčšiu náchylnosť k vibráciám a otrasom, pričom najčastejšie problémy vznikajú so slabšou odpoveďou signálu na okrajoch papierovej dráhy v dôsledku nerovnomernej detekcie.

Rozlíšenie obrazu vyrábaného papiera v pozdĺžnom smere riadenia papierenského stroja (MD) je určené rýchlosťou stroja a skenovacou rýchlosťou kamery. Kamerové senzory ABB HSC poskytujú najrýchlejšiu skenovaciu rýchlosť na trhu až 80 000 riadkov za sekundu, čo korešponduje s časovou odpoveďou 12,5 µs. Zabezpečujú tým vynikajúcu kontrolu a výsledky MD aj v tých najrýchlejších papierenských výrobných procesoch. Pri optimálnej zobrazovacej geometrii, výbere senzorov, rýchlosti skenovania a počtu kamier ABB zaručuje, že HDI deväťkamerový kontrolný systém poskytuje najvyššie možné zobrazovacie rozlíšenie.

Zachytenie najjasnejších obrazov

Výber kvalitného ABB senzora line-scan CMOS, ktorý je srdcom HSC kamery, zabezpečuje vynikajúci pomer signálu a šumu a plný 12-bitový dynamický rozsah tak, aby sa maximalizoval výkon detekcie. Vysoký rozsah pixelov zaisťuje dostatočné množstvo signálu aj pri zlých svetelných podmienkach. Funkcie uzávierky odstraňujú problémy so znečistením obrazu náterovými látkami, ktoré sa nachádzajú v okolí senzorov kamier, čím poskytujú jasnejší signál. Zabudované protipresvetľovacie funkcie zabraňujú pretečeniu náboja do priľahlých zobrazovacích bodov. Kamera HSC je zabudovaná do kompaktného a odolného krytu pre stabilnú prevádzku vo všetkých oblastiach a v daných podmienkach výrobného procesu. Technická úroveň kamier ABB a použitá elektronika zaručujú nízku spotrebu energie a bezproblémové chladenie.

Dôležitá je kvalita osvetlenia

Vysoká kvalita a rýchlosť obrazu závisí od vynikajúceho osvetlenia. Bez dostatočného osvetlenia nemôže žiadna kamera zachytiť rovnomerne kvalitný obraz. ABB preto zvolilo rad intenzívneho osvetlenia s vysokou účinnosťou bielych LED diód, ktoré umožňujú zachytiť poruchy papiera ľubovoľných farieb. Senzory ABB line-scan využívajú len úzke osvetlenie. Tento dôkladný model je vo svojej podstate v porovnaní s požadovaným väčším osvetlením pre skenovaciu oblasť kamery jednoduchší.

Výsledkom tohto riešenia je rovnomerné  a intenzívne svetlo naprieč celou šírkou zorného poľa s minimálnym množstvom zdrojov a hardvéru, ktoré vedú k spoľahlivejšej prevádzke, jednoduchej inštalácii a údržbe. Všetky svetelné zdroje ABB automaticky nastavia ich intenzitu vzhľadom na hmotnosť vyrábaného papiera, výsledkom čoho je konzistentný zdroj osvetlenia minimalizujúci starnutie zdroja a vyrovnávanie vplyvu znečistenia zdroja.

Spoľahlivé a opakovateľné výsledky detekcie

Každý pixel v každej kamere HSC je z výroby kalibrovaný a zabezpečuje rovnakú reakciu, ako je to v procese, ktorý sa nazýva korekcia tieňovania. Každý obraz z kamery HSC je filtrovaný podľa patentovaných princípov spracovania obrazu ABB FPGA (Field Programmable Gate Array). Výrobná technika spracovania aplikuje automatické zosilnenia a korekciu pixel po pixeli a poskytuje pokročilé rovnomerné korekcie. Výsledkom je jednotný výstup obrazu a konzistentné vykonávanie kontrolného systému HDI 9 pre všetky stupne vyrábaného papiera a za všetkých podmienok. Automatická korekcia zosilnenia zaisťuje, že všetky lokálne zmeny v osvetlení a chvení papiera sú kontrolované a korigované automaticky. Automatická korekcia zosilnenia spolu s automatickým regulovaním svetelných zdrojov poskytuje unikátne dvojfázové regulačné slučky zabezpečujúce spoľahlivé a opakovateľné výsledky detekcie porúch.

Patentované algoritmy detekcie

Zvlnenie, prietrhy a drobné poruchy sú slabo vizuálne rozlíšiteľné a môžu byť veľmi zásadné v ďalších spracovateľských fázach. Môžu ľahko spôsobovať prerušenia výroby papiera. Vo finálnej fáze môžu zároveň spôsobovať problémy s tlačou a reklamáciami finálnych produktov. Patentované metódy zobrazovania jemných porúch (SDI) ABB sú zamerané na detekciu týchto objektov s nízkym kontrastom, kde je v mnohých prípadoch úroveň intenzity porúch podobná alebo dokonca nižšia ako úroveň šumu na pozadí. Identifikačná metóda zahŕňa niekoľko procesných fáz, keď je využitý celý 12-bitový dynamický rozsah senzorov s cieľom odhaliť aj tie najmenšie chyby.

Optimálne zobrazovacie geometrie a konfigurácia

Optimálne zobrazovanie geometrie, konfigurácia a ladenie systému zabezpečuje, že charakteristika a výkon systému bude spĺňať očakávania zákazníkov. ABB má viac ako 40 rokov skúseností so zobrazovacími systémami pre papierenský priemysel a rozsiahle znalosti výrobných procesov na určenie ideálnej konfigurácie zobrazovacieho zariadenia.

V mnohých prípadoch ABB pred navrhnutím finálneho systému pre klienta overuje konfigurácie na dynamickej vzorke testera simuláciou vyrábaného papiera za skutočných výrobných podmienok. Systém HDI 9 podporuje rôzne zobrazovacie geometrie papiera a konfigurácie. Náš optimálny výber kamier s kvalitnou optikou a odolné mechanické konštrukcie nosných častí minimalizujú problémy s veľkými oblasťami zobrazenia, zaostrením a zabezpečujú odolnosť proti mechanickému narušeniu konštrukcie kamier.

Výkon v kompaktnom balení

ABB HDI 9 Web Inspection System kombinuje najnovšiu technológiu CMOS senzorov s patentovaným najmodernejším spracovaním procesných signálov. Naše kamery HSC poskytujú najvyššiu rýchlosť snímania s vynikajúcou citlivosťou, dynamickým rozsahom a nízkou mierou zašumenia signálu skenovania. Každé spracovanie signálu sa vykonáva prostredníctvom špeciálneho modulu FPGA. Kompaktná architektúra zabezpečuje malé množstvo použitého hardvéru, jednoduchú inštaláciu a údržbu.

Ing. Ján Bača, Key Account Manager/Pulp & Paper, ABB s.r.o