Технологии за измерване на цвят в индустрията

Измерването на цвят е широко прилаган в редица индустриални сектори метод, който позволява на производителите да осъществяват мониторинг и визуална инспекция, да разграничават и сортират различни типове цветни обекти. Сред най-често срещаните приложения на техниката са: производствените отрасли; автомобилостроенето; индустриалната автоматизация; машиностроенето; складовите дейности; опаковъчната и пакетиращата промишленост; химическата, целулозно-хартиената, фармацевтичната и козметичната индустрия; хранително-вкусовата и бутилиращата промишленост; електрониката; различни медицински приложения и др.

Обектите на измерване могат да бъдат твърди тела, прахообразни и други насипни материали, както и течности. Възможно е измерването на цвят и при прозрачни или полупрозрачни повърхности, например покрития, етикети, пластмасови и найлонови изделия и филми, светодиодни осветителни тела, стъклени обекти и т. н.

Сензори за цвят, филтри и лещи
Сензорите за цвят са често срещан компонент от различни индустриални системи за мониторинг на позиция на палета, плочки, текстилни изделия и платове, гранулирани продукти, лекарствени средства (основно таблетки), бои и лакове, хранителни продукти, течности с различно предназначение и т. н.
Има няколко ключови фактора, които е добре да бъдат взети предвид при избора на сензори за цвят за индустриални цели. За редица приложения най-предпочитани са безконтактните технологии, тъй като те осигуряват множество предимства. Определящи условия за избора им са: тяхната точност, видът на обектите на измерване и техните повърхности, условията на работната среда, експлоатационните им възможности и др.

Важно е да се определи дали ще бъде необходимо измерване на абсолютен цвят или просто разпознаване на цвета. За измерване на абсолютен цвят са необходими сензори с висока точност (измервана в "делта E") от порядъка на 0 до 1,0 ΔE.

Лещите играят важна роля за прецизното измерване на цвят в индустрията. Лещи от чисто стъкло най-често се използват за измерване характеристиките на обекти на голямо разстояние и на изделия с матови повърхности, докато сензорите с дифузни (разсейвателни) лещи са по-подходящи за нехомогенни, лъскави повърхности и такива с текстура. В случаите, в които обектите са със силно отразяваща повърхност, обикновено се използват поляризиращи филтри. За флуоресцентни обекти традиционно решение са сензорите с ултравиолетови светодиоди.

Особености при различните изделия и материали
При безконтактните сензори за цвят идеалната повърхност на обекта на измерване е гладка, плоска и позволява използването на една система от оптични прибори. С безконтактни прибори могат да бъдат измервани прецизно и цветовете на повърхности с текстура или структура, като най-често се налага смяна на измервателната глава на сензора с такава за прецизни приложения, както и смяна на светлоизточника в системата.
В някои индустрии, в зависимост от спецификата на произвежданите изделия, се използват системи от множество сензори, които измерват цвета на даден продукт или материал в различни точки, а после стойностите се осредняват.

Сред предизвикателствата при този тип сензори са извитите повърхности, при които светлината от светлоизточника се отразява обратно към ресивъра (приемателното устройство) по различен начин в сравнение с плоските повърхности. Ако контролерът на сензора не е настроен да взема предвид подобни фактори, точността на измерването може да бъде компрометирана.

В много производствени процеси се наблюдават температурни колебания. Ако работната температура на сензора се повиши прекалено много, това може да влоши точността му на измерване. Наличието на замърсявания, прах и мазнини върху обектите на измерване също повлияват негативно прецизността на измерване.

Мрежова свързаност и адаптивно обучение
Когато производствените приложения изискват извършване на измервания във високоскоростни индустриални линии, системите за измерване и разпознаване на цвят е препоръчително да се интегрират в други съществуващи системи и технологии за контрол на качеството. За да е възможно това, съвременните решения в областта разполагат с широк набор от възможности за мрежова свързаност, включително цифрови интерфейси като Ethernet, EtherCAT и RS422. Тези технологии позволяват и отдалечен мониторинг на измерванията.

За разлика от конвенционалните вградени системи за измерване на цвят, използвани в индустрията, най-високотехнологичните решения от ново поколение разпознават цветовете не само чрез сравняването им с референтни стойности, но и чрез използване на спектъра на отразяване, за да се гарантира разпознаване на уникалните цветове.

Много производители на сензори за цвят интегрират в продуктите си технологии за самообучение. Те позволяват на датчика да се адаптира към приложението и да го изучава, сравнявайки обектите на измерване с еталонни проби от съответния цвят. След приключване на процеса, сензорите могат самостоятелно да сравняват пробите, които са изучили, с реалните обекти. Този тип сензори работят независимо, като излъчват сигнал с две възможни стойности – обектът "преминава" или "не преминава" проверката.

Новости при безконтактните сензори за цвят
Някои от най-новите разработки при безконтактните технологии за измерване на цвят в индустрията са базирани на високоскоростни и високоефективни системи, които използват спектрофотометър за разпознаване на цвета. Някои от най-високоскоростните измервателни решения днес разполагат с възможности за избор на скоростта на измерване до 2 kHz, което им позволява да бъдат интегрирани в различни производствени линии.
Технологичните подобрения при съвременните безконтактни индустриални сензори за цвят разкриват много нови възможности и приложения в сферата на автоматизираната инспекция, контрола на качеството и т. н., позволявайки същевременно оптимизиране на производствената ефективност и продуктовото качество и намалявайки оперативните разходи и ресурсните загуби.