Polarisation visualisieren

Die Baumer Polarisationskameras der CX-Serie integrieren Polarisationsfilter bereits auf Pixelebene und bieten damit einen höheren Kontrast im Intensitätsbild, um kontrastarme oder reflektierende Oberflächen sowie transparente Materialien zu inspizieren. Dieser effiziente Lösungsansatz wird möglich, da neben den Lichteigenschaften wie Wellenlänge (Farbe) und Amplitude (Helligkeit) auch die Schwingungsrichtung der Lichtwelle – die Polarisation – einfach ausgewertet werden kann, die durch Reflexion und Brechung an Materialien entsteht.

Ihre Vorteile:

• Höhere Kontraste im Intensitätsbild kontrastarmer Materialoberflächen, die jedoch lokal Licht unterschiedlich stark polarisieren z.B. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK, carbon fiber reinforced polymer)
• Höhere Kontraste im Intensitätsbild reflektierenden Oberflächen durch Unterdrückung reflektierter Lichtanteile, z.B. Glas, Kunststoff, metallisch glänzende Materialien wie Verpackungsfolien
• Visualisierung von Restspannungen durch Lichtbrechung in transparenten Materialien, z.B. Glas oder Kunststoff

Beispiele:

Links: Aufnahme mit einer monochromen Kamera
Rechts: Aufnahme mit einer Polarisationskamera und farblicher Darstellung des Polarisationsgrades

Bei der Beschreibung von Licht als elektromagnetische Welle kann jede einzelne Schwingungsebene auch als Polarisationsebene bezeichnet werden. Für den Einsatz bildgebender Polarisationsapplikationen sind folgende Polarisationsarten zu unterscheiden:

• Unpolarisiertes Licht besteht aus vielen sich überlagernden Lichtwellen, wie das natürliche Licht der Sonne, von Glühlampen oder den meisten LEDs.
• Linear polarisiertes Licht besteht aus nur einer Schwingungsebene. Es tritt häufig in Applikationen auf und kann mit Polarisationskameras einfach ausgewertet werden.
• Elliptisch und zirkular polarisiertes Licht, dass je nach Amplituden- und Phasenkonstellation der Lichtwellen z.B. bei der Inspektion von Glas auftreten kann und beim Systemaufbau berücksichtigt werden muss.

Neben der Polarisation durch Lichtreflektion und -brechung an Materialien, kann auch das Beleuchtungslicht mit Hilfe von Polarisationsfiltern linear polarisiert werden. Dies ist z.B. bei der Inspektion von reflektierenden Metalloberflächen notwendig.
Bei der Bildaufnahme können die einfallenden linear polarisierten Lichtanteile durch einen Polarisationsfilter gezielt gesperrt werden, um z.B. Reflektionen und damit überbelichtete Bereiche im Bild zu vermeiden.

Konfektionierung von Tabletten

Visualisierung von Restspannungen

Kontrolle von Verpackungen

Prüfung auf Verformung