دوربین خطی ۲۰۴۸ پیکسلی مدل RA-LSC-0751
طراحی و ساخت دوربین خطی RA-LSC-0751 در مهرماه ۱۳۹۴ به پایان رسید. دوربین RA-LSC-0751 یک دوربین ۲۰۴۸ پیکسلی مونوکروم با شاتر الکترونیکی و فرکانس ۲۳۷۶ هرتز است. از آن می‌توانید برای اسکن اشیاء، ضخامت‌سنجی و اندازه‌گیری عرض جسم بر روی نوار نقاله استفاده کنید. پاسخ طیفی و مشخصات پارامتریک را در این بخش می‌بینید.
راهنمای انتخاب
برای اسکن اجسام سریع یا لرزان، حتی زیر نور شدید
وقتی جسم تند حرکت می‌کند یا می‌لرزد، لبه‌ها در تصویر معمولاً کش می‌آیند. RA-LSC-0751 را برای همین وضعیت ساخته‌ایم: شاتر الکترونیکی آن زمان نوردهی را تا ۱ میکروثانیه کوتاه می‌کند و این کار به نرخ خط بستگی ندارد. حسگر ۲۰۴۸ پیکسل ۱۴ میکرون × ۱۴ میکرون روی طول فعال ۲۸٫۶۷۲ میلی‌متر دارد و با ۲۳۷۶ خط در ثانیه کار می‌کند. پاسخ طیفی ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ نانومتر است و گستره‌ی دینامیکی ۶۰۰۰:۱ با مبدل ۱۶ بیتی ثبت می‌شود.
- حسگر
- Linear CCD Array
- پیکسل‌های مؤثر
- 1 × 2048
- اندازه پیکسل
- 14 μm × 14 μm
- طول فعال
- 28.672 mm
- نرخ خط
- 2376 Hz
- بازه طیفی
- 400 nm to 1000 nm
- گستره دینامیکی
- 6000
- مبدل آنالوگ به دیجیتال
- 16 bit
- کمینه نوردهی
- 1 μs
- بیشینه نوردهی
- 35.5 min
با نور پس‌زمینه، دوربین در هر ثانیه ۲۳۷۶ بار عرض را اندازه می‌گیرد، یعنی هر ۴۲۱ میکروثانیه یک عدد تازه. در میدان دید ۱۵۰ میلی‌متر هر پیکسل ۰٫۰۷۳ میلی‌متر از جسم را می‌بیند و با پردازش نرم‌افزاری، لبه را دقیق‌تر از یک پیکسل پیدا می‌کنیم. سرعت حرکت جسم اینجا اهمیتی ندارد، چون هر خط یک اندازه‌گیری جداگانه است.
جسمی که با سرعت ۱ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، در نوردهی ۱۰ میکروثانیه فقط ۱۰ میکرون جابه‌جا می‌شود. پس لبه در تصویر تیز می‌ماند، حتی اگر قطعه روی خط بلرزد. گستره‌ی دینامیکی ۶۰۰۰:۱ هم کمک می‌کند جای لبه روی سطحی که یکنواخت بازتاب نمی‌دهد درست تشخیص داده شود.
با کنار هم گذاشتن خط‌ها، از جسم متحرک یک تصویر دوبعدی می‌سازیم. اگر میدان دید ۱۵۰ میلی‌متر باشد، هر پیکسل ۰٫۰۷۳ میلی‌متر از جسم را پوشش می‌دهد و برای اینکه تصویر کشیده یا فشرده نشود، سرعت جسم باید حدود ۱۷۳ میلی‌متر بر ثانیه باشد؛ اگر کندتر حرکت می‌کند، نرخ خط را به همان نسبت پایین بیاورید. نوردهی کوتاه هم هر خط را بدون تاری ثبت می‌کند.
کنار فرایندهای داغ یا منابع لیزری، نور آن‌قدر زیاد است که حسگر به‌راحتی اشباع می‌شود. با این دوربین می‌توانید نوردهی را تا ۱ میکروثانیه پایین بیاورید، یعنی بیش از ۴۰۰ برابر کوتاه‌تر از دوره‌ی خط ۴۲۱ میکروثانیه. پیکسل بزرگ ۱۴ میکرون × ۱۴ میکرون حتی در این زمان کوتاه سیگنال قابل استفاده می‌دهد.
دوربین هر ۴۲۱ میکروثانیه موقعیت لبه‌ی ورق یا سیم را گزارش می‌کند. تنظیم آفست در ۵۱۲ گام (تا ±۳۰۰ میلی‌ولت) سطح سیاه را ثابت نگه می‌دارد و مبدل ۱۶ بیتی لبه را با گام‌های ریز می‌خواند. اگر آستانه‌ی لبه را نسبی بگیرید (مثلاً وسط سطح تاریک و روشن)، با کم و زیاد شدن نور هم لبه جابه‌جا نمی‌شود.
نکته‌ی اصلی این دوربین این است که زمان نوردهی به نرخ خط گره نخورده است. در ۲۳۷۶ خط در ثانیه هر خط حدود ۴۲۱ میکروثانیه طول می‌کشد، اما شاتر می‌تواند نوردهی را تا ۱ میکروثانیه کوتاه کند. تاری حرکتی برابر است با سرعت جسم × زمان نوردهی. برای جسمی با سرعت ۱ متر بر ثانیه و نوردهی ۱۰ میکروثانیه، این مقدار فقط ۱۰ میکرون است. در هر میدان دید معمولی، هر پیکسل ناحیه‌ای بزرگ‌تر از این از جسم را می‌بیند، پس تاری از یک پیکسل کمتر می‌ماند. پیکسل ۱۴ میکرون × ۱۴ میکرون (۱۹۶ میکرون مربع) آن‌قدر بزرگ هست که نوردهی کوتاه سیگنال را ضعیف نکند. در میدان دید ۱۵۰ میلی‌متر هر پیکسل ۰٫۰۷۳ میلی‌متر از جسم را می‌بیند و حداکثر سرعت جسم برای تصویر بدون کشیدگی حدود ۱۷۳ میلی‌متر بر ثانیه است. اگر میدان دید را به ۳۰۰ میلی‌متر برسانید، هم اندازه‌ی دید هر پیکسل و هم این سقف سرعت دو برابر می‌شوند. گستره‌ی دینامیکی ۶۰۰۰:۱ و مبدل ۱۶ بیتی هم باعث می‌شوند لبه در نور ناهمگون گم نشود.
فاصله‌ی کانونی لنز تقریباً برابر است با فاصله‌ی کاری × ۲۸٫۶۷۲ میلی‌متر ÷ عرض میدان دید. اگر جسم حرکت می‌کند، سرعت آن را با نرخ ۲۳۷۶ خط در ثانیه و اندازه‌ای که هر پیکسل از جسم می‌بیند هماهنگ کنید تا تصویر کشیده یا فشرده نشود. برای عرض‌سنجی و سنجش لبه، نور پس‌زمینه بهترین نتیجه را می‌دهد. زیر نور شدید، نوردهی را خیلی کوتاه‌تر از ۴۲۱ میکروثانیه بگذارید. برای کار ایستا در نور کم هم می‌توانید نوردهی را تا ۳۵٫۵ دقیقه بالا ببرید. نسخه‌ی -I پردازنده‌ی FPGA دارد و بهره و آفست را در آن تنظیم می‌کنید. این نسخه مبدل ۱۶ بیتی، USB با سرعت ۴۸۰ مگابیت بر ثانیه، خروجی آنالوگ و RAM روی برد دارد. اگر ۱۹۰۵ خط در ثانیه برایتان کافی است و به شاتر کوتاه نیازی ندارید، RA-LSC-0551 را با همین هندسه‌ی حسگر ببینید.
| RA-LSC-0751 USB Line Scan Camera Parameters | مشخصات |
|---|---|
| Sensor | Linear CCD Array |
| Pixel Size | 14 μm x 14 μm |
| Pixel Distance | 14 μm |
| Line Width | 14 μm |
| Effective Pixels | 1X2048 |
| Active Length | 28.672 mm |
| Spectral Range | 400 nm to 1000 nm |
| Max Pixel Frequency | 5 MHz |
| Dynamic Range | 6000 |
| PGA Gain Resolution | 6 V/V - 64Steps |
| Programmable Offset Resolution | 300 mV - 512Steps± |
| Power consumption | 1.5 W |
| External Power | Not Required |
| Operational Temperature Range | −25 to +65 °C |
| Operation Systems | Windows 64-bit And Linux |
| Communication Port | USB2.0 Port |
| Multiple Cameras | Supported |
| Device Driver | Yes |
| Sample Codes | Matlab,LabView,C++,C#,VB.Net,Python |
| راهنمای انتخاب نسخه | RA-LSC-0751-I |
|---|---|
| Processor | FPGA |
| Gain Adjust | ✓ |
| Offset Adjust | ✓ |
| ADC Resolution | 16 bit |
| USB Speed | 480Mbit/S |
| Analog OutPut | ✓ |
| On Board RAM | ✓ |
| Jitter Order | < 6.3 ns |
| Exposure Min | 1 μs |
| Exposure Max | 35.5 min |
| Exposure Resolution | 1 μs |
| Line Rate | 2376 Hz |
| Operational Temperature Range | −25 to +65 °C |
| Availability | 3Days After Order |