一、实验目的针对可见光下不透明塑料瓶内部液位难以直接观察的问题本文采用阿秒科技SWIR051AU短波红外相机对装有酒精、水、油、清洁液和洗洁精的不透明塑料瓶进行成像实验并与可见光成像对比评估短波红外相机成像结果。二、应用背景与原理1.应用背景在化工、制药、食品饮料及日化产品生产中液位检测是质量控制的关键环节而许多容器采用不透明塑料材质以保护内容物或满足结构强度要求。传统可见光相机无法穿透这类瓶壁肉眼更无法直接观察内部液位因此需要一种能够透视不透明塑料的成像手段。2.应用原理短波红外成像则提供了一种非接触式的光学方案多数在可见光下不透明的塑料如PET、PP、HDPE等在SWIR波段具有一定的透射性。瓶内液体与空气对短波红外的吸收、散射和透射特性不同。液体区域和空气区域在短波红外图像中会呈现灰度差异液位分界线因此可以被识别。本文选取水、油、洗洁精、清洁液、酒精五种典型液体在可见光相机、短波红外相机下进行系统的成像对比。三、测试设备与参数设备/组件型号/规格短波红外相机阿秒科技 SWIR051AU可见光相机阿秒科技 VIS028CU3.2-NC测试样品5个不透明塑料瓶瓶内溶液分别为酒精、水、油、清洁液、洗洁精环境条件室内环境无特殊光源温度25℃四、测试步骤固定SWIR051AU相机调整塑料瓶位置使其位于镜头视野中央。手动调节相机焦距及光圈大小使成像清晰。选择合适的曝光时间本次实验曝光时间选用100ms。SWIR051AU相机在室内环境下进行拍摄。使用可见光相机VIS028CU3.2-NC在相同位置拍摄对照图像。五、测试结果1.图像观察结果可见光相机拍摄短波红外相机拍摄2.对比度定性分析上图分别给出了酒精、水、油、洗洁精、清洁液五种液体在可见光与短波红外条件下的成像对比。在可见光图像中不透明瓶壁完全遮挡内部无法观察到液位短波红外图像中瓶壁不再完全遮挡瓶内液体区域与空气区域出现灰度差液位边界可见。五种液体的液位均可在短波红外图像中识别。3.对比度定量分析为定量评估液位成像的区分能力采用对比度公式计算对比度Imax−Imin/灰度值范围其中 Imax 和 Imin分别为无液体区域和液体区域的平均灰度值灰度值范围取8bit图像下的255。瓶内液体SWIR051AU相机ImaxImin对比度酒精140.6112.90.10水150.5112.90.15油155.2120.00.14清洁液188.4145.10.17洗洁精161.1121.70.15六、结论本文通过可见光与短波红外成像对比实验验证了短波红外相机对不透明塑料瓶内液位的成像能力。实验结果表明可见光条件下无法观察到瓶内液位短波红外条件下瓶壁具有一定透射性瓶内液体与空气形成灰度差异水、油、洗洁精、清洁液和酒精五种液体的液位均可被识别。研究结果为不透明塑料容器液位检测提供了一种非接触式光学方案。如想了解更多关于SWIR051AU相机的内容欢迎点击阿秒科技官网https://attostek.cn