Sensor Instruments
Entwicklungs- und Vertriebs GmbH
Schlinding 11
D-94169 Thurmansbang
Telefon +49 8544 9719-0
Telefax +49 8544 9719-13
info@sensorinstruments.de

Przetłumacz tę stronę:

Czym jest kolor?


Kolor powstaje przy oświetleniu obiektów promieniami elektromagnetycznymi w zakresie długości fali między 380 nm 780 nm. Poniżej długości fali 350 nm mówimy o promieniowaniu UV (ultrafioletowym), powyżej 750 nm o promieniowaniu IR (podczerwonym).


Wartości trójchromatyczne XYZ (CIE 1931) Współrzędne chromatyczne
Oko ludzkie dzieli padające widoczne światło za pomocą światłoczułych czopków znajdujących się w siatkówce oka na 3 zakresy: CZERWONY ZIELONY NIEBIESKI (wartości wyjściowe farby).

Stosunek udziału kolorów XYZ definiuje określoną barwę. W przeciągu czasu wprowadzone zostały metody opisujące lepiej kolor. Należy w pierwszym rzędzie wymienić wartości XYZ, które informują o udziale czerwieni x oraz zieleni y i jasności Y.

Udział czerwieni x i zieleni y można ustalić matematycznie na podstawie:




 
(współrzędnych chromatycznych xyz)
(wartości trójchromatycznych XYZ)

 
Za pomocą wartości x, y, Y (przestrzeń barw Yxy-CIE) stało się możliwe określenie właściwej tonacji x, y oraz wartości szarości Y. Okazało się jednak, że przy tej metodzie postrzeganie zmiany barwy w Δ x, Δ y lub ΔY przez obserwatora może być zróżnicowane.

Z tego wynika inna wartość Δkoloru dla odległości w przestrzeni barw, jeżeli np. w danym przypadku porównywane są dwa kolory w czerwonym i dwa kolory w zielonym obszarze, które oko może jeszcze rozróżniać.



Przestrzeń barw L*a*b*

 
Aby można było matematycznie opisać jednakową różnicę barwy, wprowadzona została przestrzeń barw L*a*b*. Różnicę barwy dwóch kolorów postrzeganą jeszcze okiem ludzkim, np. w obszarze czerwieni i zieleni podaje ustalona matematycznie jednakowa odległość ΔE.



Xn,Yn,Zn: Wartości trójchromatyczne X,Y,Z dla doskonale odbijającego dyfuzora (np. biała
powierzchnia matowa)
∆E: Oznacza stopień różnicy barwy, jednak nie kierunek
∆ L*, a*, b*: Różnica w L*, a* oraz b* między dwoma obiektami

Przestrzeń barw L*a*b* (oznaczona także jako CIELAB) jest najczęściej stosowaną metodą pomiaru dla ustalenia koloru. W roku 1976 została zdefiniowana przez CIE jako jedna ze skali kolorów o jednakowym odstępie, dzięki czemu można rozwiązać główny problem przestrzeni barw Yxy: Jednakowe odstępy dwóch niuansów barw w przestrzeni Y, x, y nie prowadzą do takich samych różnic zgodnych z odczuciem. Przestrzeń barw w systemie L*a*b* jest opisywana przez jasność L* i współrzędne koloru a* i b*, przy tym za pomocą wartości a* definiowane jest przesunięcie CZERWONY/ZIELONY (-a* → kierunek ZIELONY, +a* → kierunek CZERWONY), podczas gdy wartość b* pokazuje przesunięcie NIEBIESKI/ŻÓŁTY (-b* → kierunek NIEBIESKI, +b* → kierunek ŻÓŁTY).



Zwykły obserwator 2° i zwykły obserwator 10°-(duże pole)

Spektralne odczuwanie ludzkiego oka jest zależne od kąta widzenia i także od wielkości obiektu. W roku 1931 za pomocą wizualnej (przez ludzi) oceny kolorów ustalona została przez CIE funkcja wartości spektralnych dla małych obiektów, które znajdują się w polu widzenia 2°. W roku 1964 nastąpiło ustanowienie przez CIE następnej normy uwzględniającej obiekty w polu widzenia 10°.

Krzywa czułości oka


Te krzywe (funkcja znormalizowanych wartości spektralnych) definiują wielkość działania bodźcowego barwy w zależności od długości fali. Trzy niezależne od siebie krzywe w obszarze CZERWONYM, ZIELONYM i NIEBIESKIM pokazują imitację czułości spektralnej oka ludzkiego dla zwykłego obserwatora w zakresie 2° i 10°.




Rodzaje światła znormalizowanego


Ponieważ stosowane źródła światła wpływają na wrażenie odbioru koloru, CIE do pomiaru barwy zdefiniowała spektralne rozsyłanie światła dla ważniejszych źródeł. Spektra rodzajów światła znormalizowanego różnią się ekstremalnie!

D65
Rodzaj światła znormalizowanego D65 odpowiada średniemu światłu dziennemu o temperaturze barwy 6504K i z tego względu jest przydatny do pomiaru obiektów w warunkach oświetlenia dziennego (łącznie z zakresem UV).


C
Rodzaj światła znormalizowanego C odpowiada średniemu światłu dziennemu o temperaturze barwy 6774K i dzięki temu nadaje się do pomiaru obiektów w warunkach oświetlenia dziennego w obszarze widma widzialnego (bez zakresu UV).


A
Rodzaj światła znormalizowanego A odpowiada światłu emitowanemu przez żarówkę o temperaturze barwy 2856 K i jest przydatny do pomiaru barwy obiektów przy oświetleniu sztucznym.



Temperatura koloru

Przy wzroście temperatury obiektu przesuwa się także widmo promieniowania termicznego w kierunku mniejszych długości fal (np. barwa żarzącego się włókna zmienia się wraz z rosnącą mocą elektryczną od czerwonej poprzez pomarańczową do białej). Bezwzględna temperatura obiektu jest oznaczana jako temperatura koloru.

Chromatyczność XY ciała czarnego (ciało czarne jest hipotetycznym ciałem fizycznym, które pochłania każdą energię, a przedstawione jako źródło promieniowania wysyła energię, której temperatura jest powiązana z barwą wypromieniowanego światła.

Przestrzeń barw L*u*v*

Ustalenie wartości koloru źródeł samodzielnie wysyłających światło – przestrzeń barw L*u*v* (CIELUV)

Jeżeli należy ustalić wartość koloru źródeł światła (np. LED, wyświetlacze LCD, żarówki, lampy halogenowe, lampy fluorescencyjne, płomień) zalecane jest stosowanie przestrzeni barw L*u*v*. Skala barw L*u*v* (zwana też jako skala barw CIELUV) przedstawia zgodnie z odczuciem przestrzenie barw o jednakowych odstępach (ustalone przez CIE w roku 1976). L* stanowi informację o jasności danego obiektu (im wyższe L*, tym obiekt jest jaśniejszy) a u* pokazuje przesunięcie w obszarze czerwonym, i zielonym W kierunku -u*: ZIELONY, w kierunku +u*: CZERWONY, podczas gdy v* pokazuje przesunięcie w obszarze żółtym, niebieskim. W kierunku -v*: NIEBIESKI, w kierunku +v*: ŻÓŁTY)

Geometria pomiaru

Ponieważ kolor obiektu jest zależny od warunków obserwacji (kąta oświetlenia oraz kąta obserwacji) należy odpowiednio ustalić te parametry. Kąt (zakres kąta), pod którym pada światło na obiekt oraz kąt pod jakim obiekt jest obserwowany, oznacza się jako geometrię pomiaru.
 
Geometria pomiaru z oświetleniem skierowanym
W tym przypadku obiekt jest oświetlany światłem skierowanym. Przy geometrii 45/0 następuje oświetlenie pod kątem 45° ± 2° do normalnej obiektu, światło rozproszone i odbite od obiektu jest rejestrowane przez detektor barwy pod kątem 0° ± 10° do normalnej obiektu. Przy geometrii 0/45 następuje oświetlenie pod kątem 0° ± 10° do normalnej obiektu, światło rozproszone i odbite od obiektu jest odbierane przez detektor barwy pod kątem 45° ± 2° do normalnej obiektu.

Geometria pomiaru przy świetle rozproszonym (geometria kulowa)
Ta metoda wykorzystuje kulę Ulbrichta do jednorodnego oświetlenia i obserwacji quasi-obiektu ze wszystkich kierunków przestrzeni (kula Ulbrichta jest to kula wydrążona, w której strona wewnętrzna jest pokryta białą, matową farbą, co zapewnia jednorodne rozproszenie światła).
 
Przyrząd pomiarowy pracujący zgodnie z geometrią d/0, oświetla obiekt światłem jednorodnym i rozproszonym oraz odbiera światło rozproszone odbite od niego pod kątem 0°, podczas gdy przyrząd z geometrią 0/d oświetla obiekt pod kątem 0° i odbiera światło odbite od obiektu z prawie całej półprzestrzeni.

Pomiar koloru

Do czynności pomiaru koloru obok odpowiedniej detekcji barwy zgodnie z krzywymi czułości oka (funkcje wartości spektralnych, obserwator 2° CIE 1931, obserwator 10° CIE 1964) i zastosowania znormalizowanego źródła światła, należy także odpowiednie rozmieszczenie detektora, źródeł światła i obiektu!
 
Przyrządy do pomiaru koloru pracują według zasady tzw. geometrii 45/0, tzn. że źródło światła jest umieszczone pod kątem 45° do normalnej mierzonej próbki, podczas gdy odbiornik jest skierowany do obiektu pod kątem 0° do normalnej mierzonej próbki (pionowo do próbki!).
 
Poza tym system został zaprojektowany, żeby za pomocą specjalnego dyfuzora (zbliżonego do szyby mlecznej) i specjalnego źródła światła LED mógł imitować kulę Ulbrichta i mierzyć rozproszenie/0°.

Czułość spektralna oka ludzkiego


W przyrządach do pomiaru w SPECTRO-MSM Serie łącznie z SPECTRO-3-28-45°/0°-MSMi SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA są to systemy pomiarowe INLINE, które mogą znaleźć zastosowanie także w przemyśle. Systemy pomiarowe można stosować zarówno do pomiaru koloru jak i kontroli barwy. Do tych celów służą odpowiednie parametry (x,y,Y sowie X,Y,Z, L*a*b* i L*u*v*), które można wprowadzać przez złącza szeregowe (RS232, USB, ETHERNET). Oprócz tego 2 wyjścia cyfrowe (0V/+24V) przeznaczone są do emitowania maks. 3 kolorów. Dodatkowo z wyjściami cyfrowymi zastosowane zostały trzy wyjścia analogowe (0 V ... +10 V), które przekazują informacje o x,y,Y i X,Y,Z, L*a*b* oraz L*u*v*.
 
Jako źródło światła służy kombinacja niebieskich oraz białych lampek LED i przy zastosowaniu specjalnych filtrów interferencyjnych otrzymuje się RODZAJ ŚWIATŁA ZNORMALIZOWANEGO D65 zbliżonego do przebiegu spektralnego. Ponieważ system pomiarowy SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA (SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA) oprócz tego posiada zamontowany detektor R, G, B (3 metody), którego krzywe filtra są podobne do krzywych czułości oka, można wykorzystywać go do szybkiego, nieczułego na obce światło pomiaru koloru.

SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA-VIS
SPECTRO-3-28-45°/0°-OFL
(urządzenia do nastawiania Offline)

SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA-VIS

SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-VIS


Układ pomiarowy

 













 


 
 

 

Kontrola koloru
 

SI-COLO Serie

W czujnikach SI-COLO Serie stosowane są 3-strefowe detektory kolorów (R, G, B) w kombinacji z LED o białym świetle (jako źródło światła). Classic (ścisły rozdział 3 obszarów kolorów).


SI-COLO Serie można podzielić w istocie na dwie grupy.

 

SI-COLO3 Serie, SI-COLO4 Serie

Czujniki barwy SI-COLO3 Serie przekazują do dyspozycji 4 sygnały wyjściowe (0 V/+24 V), (SI-COLO4 Serie: 5 wyjść cyfrowych). Czujnik kodowany w sposób binarny może nauczyć się 15 kolorów (SI-COLO4 Serie: 31 kolorów). Oprócz tego szereg ten dysponuje szeregowe złącze RS232, który za pomocą konwertera umożliwia podłączenie do USB-Bus oraz ETHERNET-Bus. Za pomocą interfejsu użytkownika Windows® można w SI-COLO-Scope wygodnie i łatwo wprowadzać parametry do czujników. Oprócz tego wartości kolorów są przedstawiane przejrzyście w formie graficznej i numerycznej.


Poniżej wymienione zostały niektóre z ważniejszych cech:

TEACHEN do dyspozycji istnieją różne funkcje uczenia

  • uczenie z pomocą oprogramowania SI-COLO-Scope

  • uczenie zewnętrzne z SPS (15 lub 31 kolorów) EXTTEACH

  • uczenie zewnętrzne za pomocą przycisków (15 lub 31 kolorów) EXTTEACH

  • uczenie zewnętrzne jednego koloru (za pomocą SPS lub przycisku) STAT1

  • uczenie zewnętrzne jednego koloru (za pomocą SPS lub przycisku) DYN1 w taki sposób, żeby na początku nastąpiło nastawienie czujnika na optymalną wydajność światła i jej zamrożenie podczas normalnego przebiegu pomiaru po zakończeniu procesu uczenia

  • Uczenie nie tylko na jednym, lecz na kilku obiektach z następującym utworzeniem wartości średniej z pomocą TEACH MEAN VALUE

Tabela jest wypełniana zwykle kliknięciem myszy na pole TEACH DATA TO lub TEACH MEAN VALUE. Jeżeli natomiast nastąpiła aktywacja EXT. TEACH ON, należy najpierw pobrać dane za pomocą przycisku GET z pamięci czujnika farby. Dodatkowo tabela może zostać opracowana ręcznie.

 

Za pomocą funkcji COLOR GROUP można dodawać więcej kolorów do grupy i GRUPĘ na wyjściu cyfrowym emitować jako czujnik koloru.

POWER:

W SI-COLO Serie zastosowane są lampki LED z białym światłem, co umożliwia dłuższą żywotność, niewielki pobór prądu i podwyższony stopień nieczułości na światło obce (dzięki modulacji lampek LED). Za pomocą funkcji POWER MODE można nastawić wydajność światła na statyczną (STATIC) lub dynamiczną (DYNAMIC). W trybie STATIC można manualnie nastawić wydajność światła, natomiast w trybie DYNAMIC jest to regulowane przez czujnik koloru i dostosowane do danego obiektu.


Funkcje analizy
 

Do oceny koloru istnieją różne funkcje:

Parametry s, i, M są obliczane według tego samego algorytmu co parametry a*, b*, L*! Przyczyny, dlaczego nie zostały zastosowane a*, b*, L*, należy prosto szukać w tym, że w przypadku SI-COLOs i w SPECTROs (wyjątkami tutaj są SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA, SPECTRO-3-20-DIF-MSM-ANA i SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA, które zaliczają się do przyrządów do pomiaru koloru) chodzi o systemy kontroli koloru, tzn. nie są spełnione warunki dla przyrządu do pomiaru koloru:
  • zastosowane światło białe LED nie odpowiada żadnemu RODZAJOWI ŚWIATŁA ZNORMALIZOWANEGO

  • geometryczne rozmieszczenie źródła światła/detektora/obiektu nie jest zgodne z normą (norma: 45°/0°, 0°/45°, d/0°, 0°/d),

  • w SI-COLO Serie zastosowany został detektor koloru, który nie odpowiada normie (krzywym czułości spektralnej oka ludzkiego), jednak w specjalnych aplikacjach dostarcza lepsze wyniki.

Graficzne przedstawienie wartości kolorów

Aktualne wartości koloru są przedstawiane graficznie razem z nauczonymi wartościami i ich tolerancjami w trybie Auto-Zoom:

 

 

Aby aktualna wartość koloru została rozpoznana jednoznacznie jako już nauczona farba, musi znajdować się w kręgu barw oraz w granicach tolerancji ITO lub MTO (wyjątek: funkcja MINIMAL DISTANCE)


x, y, INT:         




 s, i, M:



Każda nauczona wartość wprowadzona do pamięci (wartość koloru w tabeli) posiada tylko jedną tolerancję: CTO

Przedstawienie tych tolerancji następuje w 3 widokach. Także tutaj obowiązuje zasada: aby aktualna wartość farby została rozpoznana zgodnie z tabelą, musi znajdować w 3 widokach w każdym kręgu barw (wyjątek: MINIMAL DISTANCE).

W przedstawieniu 3-wymiarowym dla dopuszczalnego zakresu tolerancji w x, y INT
jak również w s, i M wynikałaby struktura w kształcie cylindra, natomiast w x, y, INT oraz s, i, M stożkowa:



Kryteria decyzji

Którą z aktualnych farb wprowadzonych do tabeli wybierze czujnik, zależy od aktywowanego trybu wyboru. Istnieją następujące tryby:

BEST HIT

FIRST HIT

MINIMAL DISTANCE

 

BEST HIT

Czujnik farby sprawdza najpierw, czy aktualna wartość koloru znajduje się w granicach tolerancji (CTO i MTO w x, y INT jak również CTO i MTO w s, i M oraz CTO w x, y INT i s, i, M) jednej lub kilku barwach znajdujących w tabeli. W następnym kroku w x, y INT jak również s, i M-Modus ustalany jest odstęp do odpowiedniego centrum kręgu barwy. Najmniejsza odległość decyduje o nadaniu numeru koloru.


Przykład z x, y INT lub s, i M-Modus:
Aktualny kolor •znajduje się w obszarze CTO zapisanych barw Ø, 1, 4 i zakresie tolerancji ITO (MTO) barw Ø i 4. Odstęp do punktu środkowego kręgu barw Ø jest w tym momencie mniejszy aniżeli odstęp od punktu środka okręgu koloru 4. Czujnik koloru wybiera barwę Ø to na 4 (SI-COLO3 Serie) lub 5 (SI-COLO4 Serie) wyjścia cyfrowe!

KOLOR Ø 


 

Odstęp aktualnej wartości koloru do punktów środkowych okręgu jest obliczane na podstawie wzorów DIST=(Δx² + Δy²)½ lub (Δs²+ Δi²)½.

 

Natomiast w x, y, INT i także s, i, M Modus wykonane są zgodnie z tolerancją przesunięte obliczenia odstępu centrów kul barw wchodzących w rachubę. Numer kuli barw, której centrum aktualnego koloru znajduje się najbliżej, zostaje wówczas przekazane na wyjście czujnika koloru. Odstęp aktualnej wartości koloru barw wchodzących w rachubę oblicza się na podstawie wzoru DIST=(Δx²+Δy²+ΔINT²)½ lub DIST=(Δs²+Δi²+ΔM²)½.

 

Przykład:
Aktualny kolor znajduje się w obszarze CTO w tabeli zapisanych barw Ø i 1. Odstęp aktualnej wartości koloru do centrum kuli barw Ø jest mniejszy aniżeli do koloru 1, w następstwie aktualna wartość koloru zostanie przypisana do barwy Ø! Kolor Ø zostaje przekazany na 4 (SI-COLO3 Serie) lub 5 (SI-COLO4 Serie) wyjść cyfrowych.

KOLOR Ø


FIRST HIT

Ten tryb wyboru jest zalecany przede wszystkim wtedy, kiedy aktualna wartość koloru ma zostać podzielona na kilka klas. Program czujnika koloru analizuje tabelę z góry do dołu w poszukiwaniu właściwego celu, tzn. jeżeli znaleziona zostanie zapisana barwa, w granicach tolerancji której znajduje się aktualna wartość farby, to ten numer koloru zostaje przekazany na wyjścia cyfrowe czujnika.


Przykład z x, y INT lub s, i M-Modus:
Aktualny kolor • nie znajduje się w obszarze CTO barwy Ø i barwy 1; pierwszy kolor który odpowiada tolerancji jest kolorem 2, naturalnie musi być spełniony tutaj jeszcze warunek ITO (lub warunek MTO). Kolor 2 zostaje przekazany na wyjścia cyfrowe czujnika barw.

KOLOR 2

Przykład z x, y, INT lub s, i, M-Modus:
aktualny kolor • nie znajduje się w obszarze CTO barwy Ø barwy 1 jak również barwy 2. Także barwa 3 nie wchodzi w rachubę, ponieważ jak w widoku y, INT (lub i, M) można zobaczyć, aktualna wartość koloru znajduje się na zewnątrz CTO barwy 3!
A więc występuje dopiero kolor 4! Czujnik koloru przekazuje kolor 4 na wyjścia!

KOLOR 4




MINIMAL DISTANCE:

W tym trybie wyboru następuje rezygnacja ze stosowania tolerancji (CTO, ITO, MTO) lecz obliczany jest odstęp aktualnej wartości koloru od zapisanych barw (współrzędne). Czujnik koloru wybiera barwy z najmniejszym odstępem od aktualnej wartości barwy i przekazuje to na wyjścia cyfrowe!

 

SI-COLO4 Serie
 
SI-COLO4-80-d1
SI-COLO4-80-d2
SI-COLO4-80-d3
  SI-COLO4-30-DIL
SI-COLO4-30-FCL
SI-COLO4-30-FCL-POL
       
  SI-COLO4-80-DIL
SI-COLO4-80-FCL
SI-COLO4-80-FCL-POL
  SI-COLO4-50-DIL
SI-COLO4-50-FCL
SI-COLO4-50-FCL-POL
       
SI-COLO4-200-DIL
SI-COLO4-200-FCL
SI-COLO4-200-FCL-POL
  SI-COLO4-30/90-DIL
SI-COLO4-30/90-FCL
SI-COLO4-30/90-FCL-POL
       
   SI-COLO4-FIO-SP   D-S-A2.0-(2.5)-1200-67°
R-S-A2.0-(2.5)-1200-67°
       
   KL-2    KL-3
       
   KL-M18-A2.0    KL-M34-A2.0

 

SPECTRO-3 Serie

Zewnętrznym wyglądem bardzo różnią się czujniki barw jak SPECTRO-3 Serie sposobem działania bardzo istotnie od czujników SI-COLO4 Serie. Pomimo tego posiadają kilka innych istotnych cech.

W dalszej części podane zostały ważniejsze różnice między SPECTRO-3 Serie i SI-COLO4 Serie:

 

 

SPECTRO-3 Serie

  • Istnieją specjalne algorytmy do kontroli barwnych znaków towarowych

  • Możliwość przełączania białego światła LED: tryb AC/DC, dzięki czemu możliwa jest bardzo wysoka częstotliwość włączania:
    AC: typ. 50 kHz* (w SPECTRO-3-...-ANA Serie)
    DC: typ. 100 kHz* (w SPECTRO-3-...-ANA Serie) (*maximum ratings)

  • Możliwość wyłączenia białego światła LED: dzięki czemu SPECTRO-3 Serie mogą być stosowane jako przyrządy do mierzenia koloru w pomiarach L*u*v* (np. kontrola LED) 

  • Zwarta konstrukcja (tuleja aluminiowa M34), bardzo sztywna i niewrażliwa na wstrząsy mechaniczne, płaski kształt (-CL i -JR Serie)

  • Do dyspozycji typy ze światłem ultrafioletowym, dzięki czemu możliwa kontrola fluorescencji

  • 8-stopniowa możliwość przełączania współczynnika wzmocnienia w odbiorniku

  • Bardzo szybka regulacja mocy światła w DYN-Modus (tryb dynamiczny LED z białym światłem)

  • W SPECTRO-3-...-ANA Serie istnieje typoszereg, który posiada zarówno wyjścia cyfrowe jak i analogowe

 

SI-COLO-4 Serie

  • Ekstremalna czułość na światło obce, nawet jeżeli obce źródła światła oświetlają mierzony obiekt z większą intensywnością jak źródło zintegrowane

  • Istnieją typy czujników barw, które można stosować przy większych odległościach obiektów (do 2 m)

  • Istnieją dwa różne typy filtrów (okazało się, że detektor barw classic w przypadku niektórych aplikacji posiada zdolność lepszego rozróżniania kolorów)

 

Detektor barwy SI-Colo
(klasyczny detektor koloru)

Detektor barwy SPECTRO-3
(tzw. detektor True-Color, odpowiada widzeniu dnia przez ludzi)



Detekcja kolorowych znaków towarowych
Oprócz wymienionych już procesów wyboru koloru BEST HIT, FIRST HIT jak również MINIMAL DISTANCE w typach SPECTRO-3-...-ANA istnieją dalsze algorytmy, które zostały opracowane specjalnie do detekcji barwnych znaków towarowych.

Ustalenia (Teachen) idealnych progów włączania

W tym celu w czujniku barw zastosowany został sygnał zewnętrzny (INO). Jeżeli INO=+24 V, po minimalnym sygnale jednego z trzech sygnałów surowych (R, G, B) jak również po maksymalnej wartości następuje szukanie. Po przebiegu INO=+24 V (high) następuje ustalenie idealnego progu włączenia. THD=(MAX+MIN)/2, za każdym razem dla R, G i B: THDR, THDG i THDB. Jeżeli wartość R, G, B znajduje się powyżej THDR, THDG lub THDB następuje digital high na danym wyjściu cyfrowym.


Ponieważ w SPECTRO-3-...-ANA Version istnieją dwa wyjścia cyfrowe, z trzech ustalonych sygnałów cyfrowych R, G, B można za każdym razem wybrać dwa. Wyjścia można stosować dopiero po zakończeniu procesu uczenia (IN∅ → 0 V). 


Oprócz wyjść cyfrowych można wykorzystywać także trzy wyjścia analogowe do detekcji kolorowego znaku towarowego (i do sterowania rejestracją) 


Do tego stosowane są ustalone w procesie uczenia (IN∅=high) wartości MAKS, MIN po zakończeniu uczenia (IN∅=0 V) na wyjściach analogowych 10 V lub 0 V:


MAKSG = 10 V; MING = 0 V

MAKSR = 10 V; MINR = 0 V

MAKSB = 10 V; MINB = 0 V



Zamrożenie wyjść analogowych

Inny tryb software pozwala na "zamrożenie" sygnałów analogowych (R, G, B lub x, y, INT albo SL SL M) ze wzrastającym bokiem sygnału INRS.

SPECTRO-3 Serie
Czujniki barw True-Color SPECTRO-3
 
SPECTRO-3-20-COF
SPECTRO-3-30-COF
       
  SPECTRO-3-50-COF   SPECTRO-3-30-DIF
       
  SPECTRO-3-30-DIL
SPECTRO-3-30-FCL
SPECTRO-3-30-POL
SPECTRO-3-30-UV
  SPECTRO-3-50-DIL
SPECTRO-3-50-FCL
SPECTRO-3-50-POL
SPECTRO-3-50-UV
       
  SPECTRO-3-80-DIL
SPECTRO-3-80-FCL
SPECTRO-3-80-POL
SPECTRO-3-80-UV
  SPECTRO-3-FIO
SPECTRO-3-FIO-UV
       
Czujniki barw True-Color SPECTRO-3-DLS dwa źródła światła
  SPECTRO-3-FIO-VISUV    
 
Czujniki barw True-Color „ANALOG“
  SPECTRO-3-80-COF-d20.0-ANA    SPECTRO-3-200-COF-d25.0-ANA
       
  SPECTRO-3-DIF-ANA    
SPECTRO-3-30-DIL-ANA
SPECTRO-3-30-FCL-ANA
SPECTRO-3-30-POL-ANA
SPECTRO-3-30-UV-ANA
       
 
SPECTRO-3-50-DIL-ANA
SPECTRO-3-50-FCL-ANA
SPECTRO-3-50-POL-ANA
SPECTRO-3-50-UV-ANA
   SPECTRO-3-FIO-ANA
       
  SPECTRO-3-FIO-ANA-XL   SPECTRO-3-FIO-UV-ANA
       
Czujniki barw True-Color "Compact Line"
  SPECTRO-3-50-COF-CL    SPECTRO-3-100-COF-CL
       
SPECTRO-3-200-COF-CL    
SPECTRO-3-300-COF-CL
SPECTRO-3-500-COF-CL
       
 
SPECTRO-3-30-DIL-CL
SPECTRO-3-30-FCL-CL
SPECTRO-3-30-POL-CL
SPECTRO-3-30-UV-CL
   
SPECTRO-3-50-DIL-CL
SPECTRO-3-50-FCL-CL
SPECTRO-3-50-POL-CL
       
  SPECTRO-3-FIO-CL    SPECTRO-3-28-45°/0°-CL
       
Czujniki barw True-Color "JUNIOR"      
  SPECTRO-3-80-COF-JR    SPECTRO-3-5-DIF-JR
       
 
SPECTRO-3-30-DIL-JR
SPECTRO-3-30-FCL-JR
SPECTRO-3-30-POL-JR
SPECTRO-3-30-UV-JR
   
SPECTRO-3-50-DIL-JR
SPECTRO-3-50-FCL-JR
SPECTRO-3-50-POL-JR
SPECTRO-3-50-UV-JR
       
  SPECTRO-3-FIO-JR    SPECTRO-3-FIO-JR-XL
       
  SPECTRO-3-FIO-UV-JR    
       
Czujniki barw True-Color "JUNIOR" z zewnętrznym źródłem oświetlenia  
 

SPECTRO-3-SLU-JR
SI-SLU-16 (lighting unit)
 
   
SPECTRO-3-SLU-UV-JR
SI-SLU-UV-16 (lighting unit)
  SPECTRO-3-SLU-DIF-JR
SI-SLU-DIF-16 (lighting unit)
       
Czujniki barw True-Color "Measurement" Analog
  SPECTRO-3-28-45°/0°-MSM-ANA    SPECTRO-3-12-DIF-MSM-ANA
       
  SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA    
       
Czujniki barw True-Color "SlimLine"
  SPECTRO-3-DIL-SL    SPECTRO-3-FCL-SL
       
SPECTRO-3-POL-SL    SPECTRO-3-UV-SL
       
  SPECTRO-3-FIO-SL    SPECTRO-3-FIO-UV-SL
       
     
  KL-2    KL-3
       
KL-M18-A2.0    KL-M34

 

Kiedy właściwie stosuje się...

...-DIL?

DIL oznacza diffuse light, światło białe LED staje się jednorodne za pomocą płytki rozpraszającej (dyfuzor) i trafia nieco skierowane na obiekt! Na skutek tego następuje stłumienie bezpośredniego odbicia.
Wersja DIL posiada w rzeczywistości zastosowanie tam, gdzie efekt połysku na powierzchni obiektu powinien zostać powstrzymany, a więc np. na powierzchniach z tworzywa sztucznego, imitacjach skóry, powierzchniach drewnianych, laminatach i papierze.

 

...-FCL?

FCL oznacza focused light, tzn. białe światło LED zostaje skierowane na obiekt pod określonym kątem i oświetla stosunkowo niedużą powierzchnię. Przy tym do odbiornika dochodzi zmieszane światło bezpośrednie i rozproszone. Zastosowanie znajduje typ FCL w obiektach, w których powinna zostać wyróżniona różnica połysku, np. podczas kontroli kolorowych serwetek papierowych w opakowaniu z przezroczystej folii. Można sprawdzić, czy przezroczysta, błyszcząca folia istnieje lub czy opakowanie nie uległo zarysowaniu. 
→ błyszcząca, przezroczysta folia odbija część białego światła LED bezpośrednio w odbiorniku, co prowadzi do zwiększenia intensywności na skutek czego właściwa barwa staje się bardziej "miękka", tzn. bardziej biała, ponieważ przy bezpośrednim odbiciu udziału chodzi o światło białe. Przy zarysowanym opakowaniu do odbiornika dochodzi natomiast w pierwszym rzędzie tylko rozproszone odbite od serwetki niezabsorbowane światło, barwa jest w tym przypadku "nasycona".

 

...-POL?

POL oznacza polarised light, przed LED z białym światłem znajduje się jeden filtr polaryzacyjny i po stronie odbiornika także jeden, żeby w stosunku do filtra przed LED z białym światłem nastąpiło skręcenie o 90°. Dzięki temu odbiornik odbiera tylko światło rozproszone i odbite.
Typ -POL znajduje zastosowanie wszędzie tam, gdzie połysk powierzchni obiektu powoduje ekstremalne zakłócenia, np. na obiektach lakierowanych takich jak drzwi samochodowe, lusterka wsteczne, korki zbiorników, zderzaki, dotyczy to także powierzchni z tworzyw sztucznych o wysokim połysku.

 

...-COF?
Typy COF (cofocal optics) znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie konieczna jest mała wielkość plamki światła na dużym dystansie (do 1000 mm).

 

...-FIO?

Ze światłowodem (Fiber optics) do dyspozycji znajduje się szeroki wybór wyposażenia. Oprócz światłowodów ze światłem przechodzącym i odbitym istnieje cały szereg tzw. frontends, których zadaniem jest utrzymywanie plamki białego światła w relatywnie dużej odległości. Z typami FIO kontrola koloru w obszarze x jest znacznie łatwiejsza. Warianty światłowodów sprawdzają się doskonale w miejscach o ograniczonej przestrzeni.

 

...-DIF?

DIF oznacza diffuse light, podobnie jak w typach -DIL te czujniki posiadają dyfuzor, który umieszczony jest przed LED z białym światłem. W odróżnieniu od typów -DIL w miejsce płytki rozpraszającej powierzchniowej zastosowano płytkę rozpraszającą wolumenową ("szkło mleczne"), której działanie rozpraszające jest znacznie większe. Dzięki temu można uzyskać ekstremalnie jednorodne oświetlenie kontrolowanej powierzchni. Detekcja następuje natomiast pod kątem 0° za pomocą wąskiej przysłony wlotowej. Bezpośrednie odbicie z nadajnika przez połyskującą mierzoną powierzchnię do odbiornika zostaje prawie wykluczone. Za pomocą czujników DIF można dzięki temu kontrolować bardzo błyszczące obiekty, takie jak druty metalowe z uwagi na ich kolor.


...-UV?
W tych typach zamiast światła białego stosuje się światło ultrafioletowe. Dzięki temu można kontrolować nie tylko kolory fluorescencyjne, lecz także wykonywać ich detekcję. W ten sposób można bezproblemowo rozróżniać kolory fluorescencyjne o różnych barwach.

...-MSM?
MSM oznacza Color Measurement. Typy -MSM tworzą szereg pomiarowych czujników barw w SPECTRO-3 Serie. Za pomocą tych czujników można dokonywać pomiaru L*a*b*- , L*u*v*-, x,y,Y-, X,Y,Z- oraz L*C*h*.

...-45°/0°?
Tak jak w przypadku typów -POL także tutaj następuje masowe stłumienie połysku, jednak bezpośredniego odbicia w kierunku odbiornika unika się w taki sposób, że LED rozmieszczone pierścieniowo emitują światło pod kątem 45° do płaszczyzny pionowej, podczas gdy odbiornik pod kątem 0° do kierunku pionowego skierowany jest na badaną powierzchnię. Bezpośrednie odbicie w kierunku odbiornika jest eliminowane podczas kontroli i pomiaru barwy płaskich obiektów umieszczonych pionowo w stosunku do osi optycznej odbiornika. Typy -45°/0° stosowane są przede wszystkim w przypadku lakierów o wysokim połysku oraz lakierów metalik (lakiery samochodowe, lakiery do mebli, itd.), ponieważ typy -POL nie nadają się raczej do kontroli lakierów w rodzaju metalik. Mogą być kontrolowane także przezroczyste folie przy zastosowaniu białego kafla umieszczonego po przeciwnej stronie.
 

...-SLU?
W typach -SLU jednostka oświetleniowa jest umieszczona w oddzielnej obudowie, dzięki czemu można realizować pomiary światła przechodzącego jak również konfiguracje V (odbicie bezpośrednie). Do dyspozycji znajdują się zarówno rozproszone jak i skierowane docelowo źródła światła. Za pomocą tych typów można np. w idealny sposób mierzyć barwę szkła płaskiego w transmisji jak również powłokę szkła float w świetle rozproszonym.


...-SA i -BA?
W odbiornikach -SLU istnieje wersja z małym otworem (-SA) oraz wersja (-BA) z soczewką skupiającą umieszczoną przed detektorem barw. Przy słabym sygnale należy preferować typ -BA. Jeżeli natomiast np. odbicie bezpośrednie w konfiguracji V dotyczy małego kąta, należy zastosować typ -SA.

 
...-XL?
W typach -FIO-XL stosowane są światłowody o dużym przekroju ( średnice o wymiarze 5, 6, a nawet 8 mm), dzięki czemu można tworzyć systemy o długości przewodów do 15 m.

 
...-ANA?
Oprócz czujników SPECTRO-3 z wyjściami cyfrowymi istnieje jeszcze cały szereg innych z wyjściami analogowymi. Za pomocą trzech wyjść analogowych (0V … +10V) istniejących do dyspozycji można wyprowadzać zarówno współrzędne R,G,B jak i wartości barw s,i,M, x,y,INT, L*a*b*, L*u*v*, X,Y,Z, x,y,Y i  L*C*h*.

 

Kontrola koloru i połysku

W najczęstszych przypadkach zupełnie wystarczająca jest ocena obiektu na podstawie wartości koloru. W przypadku obiektów o jednakowej barwie, jednak o różnej strukturze powierzchni zewnętrznej (np. skóra lub imitacja skóry) sama kontrola koloru zgodnie z doświadczeniem nie wystarcza. Pomoc stanowi tutaj kombinacja kontroli koloru i połysku: SI-COLO-GD-40


Kontrola połysku farby za pomocą SI-COLO-GD-40


Czujnik połysku koloru SI-COLO-GD-40
Czujnik połysku koloru SI-COLO-GD-40 składa się w istocie z kombinacji czujników SI-COLO4-Serie połączonych z komponentami czujnika połysku RLS-GD Serie. Zastosowanymi źródłami światła są tutaj również lampki LED z białym światłem, które jest modulowane, dzięki czemu uzyskuje się wyższy poziom braku czułości na światło obce. Obok detektorów barw (wartości nieprzetworzone R, G, B) każdorazowo detektor przekazuje do sterownika zintegrowanego w czujniku połysku koloru (DIR) część światła (DIF) do odbicia bezpośredniego oraz do odbiornika do odbicia rozproszonego.



Ocena barwy następuje według algorytmów:


lub alternatywnie oferowane są w sensorach kolorów tzw. wartości s, i, M.

Ocena połysku odbywa się według następującego wzoru:  

 

Do dyspozycji sterownika obok danych nieprzetworzonych (R, G, B, DIR, DIF) znajdują się także parametry x, y, INT, GN oraz s, i, M, GN.
 

Podczas gdy x, y, INT lub s, i, M przekazują dane o wartości farby, wartość GN dostarcza informacji o samym połysku obiektu.
 

Do oceny stosowane następujące dane:


x, y, INT GN
s,i, M GN
x,y, INT, GN
s, i, M, GN

Proces uczenia następuje w taki sam sposób jak w przypadku czujników kolorów, jedynie wprowadzony został dodatkowo jeden parametr: GN!
 

Tabela z parametrami x, y, IMT i GN wygląda następująco:

Nb

x

y

INT

CTO

GN

GTO

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

x, y, INT GN

Nb
x
y
INT
CTO
GN
GTO
0
 
 
 
 
 
 
1
 
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
 

x, y, INT GN

A tabela z s, i, M oraz GN prezentuje się następująco:

Nb

x

y

INT

CTO

GN

GTO

0

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

s, i, M GN

Nb
s
i
M
GN
CGTO
0
 
 
 
 
 
1
 
 
 
 
 
2
 
 
 
 
 
3
 
 
 
 
 

s, i, M GN



Ocena zależy tutaj także od aktywowanego trybu wyboru:


BEST HIT
FIRST HIT
MINIMAL DISTANCE
 

W trybie oceny x, y, INT GN lub s, i, M GN pierwotnie następuje sprawdzenie, czy aktualna wartość połysku koloru znajduje się w podanym oknie tolerancji GN, a tym samym GTO. Następnie skontrolowane zostaje, czy spełniony jest warunek dla wartości koloru (wewnątrz CTO). Jeżeli w rachubę wchodzą jeszcze inne czynniki, następuje ich wybór zgodnie z nastawionym trybem (BEST HIT, FIRST HIT, MINIMAL DISTANCE, patrz: KONTROLA FARBY).
 

Natomiast w trybie oceny x, y, INT, GN lub s, i, M, GN następuje wybór połysku/koloru w "przestrzeni czterowymiarowej", tolerancja CGTO jest częścią obrazu czterowymiarowego. Także tutaj aktualna wartość koloru/połysku musi znajdować się wewnątrz obszaru tolerancji, jeżeli nauczona wartość koloru/połysku wchodzi w rachubę jako możliwy czynnik.


GRAFICZNE PRZEDSTAWIENIE TRYBU OCENY w x, y, INT GN lub s, i, M GN:
Wartość x, y, INT lub s, i, M jest pokazana w trzech widokach. Wyświetlenie wartości
GN następuje na pasku.
 

Zapisane wartości koloru/połysku:





Zapisane wartości koloru/połysku:



W trybie wyboru BEST HIT: Wartość połysku koloru 5
W trybie wyboru MINIMAL-DISTANCE: Wartość połysku koloru 5
W trybie wyboru FIRST HIT: Wartość połysku koloru 1


GRAFICZNE PRZEDSTAWIENIE TRYBU OCENY w x, y, INT, GN lub s, i, M, GN:
Wartość x, y, INT, GN lub s, i, M, GN jest pokazana w tych obydwu trybach w 6 widokach:


Zapisane wartości koloru/połysku:






Zapisane wartości koloru/połysku:








W trybie wyboru BEST HIT: Wartość połysku koloru 3
W trybie wyboru MINIMAL-DISTANCE: Wartość połysku koloru 3
W trybie wyboru FIRST HIT: Wartość połysku farby Ø

Windows ® Pulpit operatora SI-COLO-GD-SCOPE:





Kontrola połysku koloru za pomocą SPECTRO-3-50-FCL-30°/30°

Czujnik połysku koloru typ SPECTRO-3-50-FCL-30°/30° posiada dwa źródła światła, które stosowane są alternatywnie za pomocą sygnału wejściowego IN0. Czujnik jest stosowany przede wszystkim tam, istnieją małe różnice kolorów i połysku w obiektach i muszą takie pozostać. Jak np. w przypadku skóry lub jej imitacji, elementów z tworzywa sztucznego w przemyśle samochodowym lub meblowym do rozpoznawania folii z tworzywa sztucznego i laminatów.

 


Windows ® Pulpit operatora SPECTRO-3-SCOPE:

 



NEWS

Następne targi:

K 2019
Düsseldorf, Niemcy
16-23 październik 2019 r
więcej...

sps
smart production solutions

Norymberga, Niemcy
26-28 listopada 2019
r
więcej...

++++++++++++++++++++++++++

Nowa informacja prasowa:
Lśniące perspektywy!
więcej...

++++++++++++++++++++++++++

Nowe video:
Video szkoleniowe kontrola strumienia rozpylanej cieczy z L-LAS-TB-75-AL
więcej...

++++++++++++++++++++++++++

Nowe aplikacje:
Application News N°639-641
Wykrywanie spoin na rurach ze stali szlachetnej (N°639)
Rozpoznawanie wad spoiny na rurach ze stali szlachetnej (N°640)
Kontrola inline spoiny na rurach ze stali szlachetnej (N°641)
więcej...

++++++++++++++++++++++++++

Ważne uwagi dotyczące aktualizacji oprogramowania
więcej...




FIND US ON ....

Facebook Youtube in Xing Twitter

TOP