德国进口GEWES全系列4506-77-00/13

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红外热像仪在食品行业中的应用

在食品行业中，对贯穿生产、运输、储存和销售过程中的易腐食品，进行认真仔细地温控至关重要。因为食品加工过程中人为因素的不确定性，所以食品加工商可以在关键的操作时选择自动化工具，这样有助于减少人为错误，同时压低成本。

红外热像仪就是这样一款理想工具。使用FLIR红外热像仪可以在多种食品加工应用中实现自动化非接触式温度测量。模拟视频输出显示在视频显示器上。数字温度数据，包括MPEG4视频输出，可通过以太网发送至计算机上。

FLIR工作原理

在食品加工行业中进行非接触测温的主要元件是红外热像仪和相关软件。它们作为“智能型”非接触式传感器，执行的检测工作，在设备、冷藏产品和熟食退出烹饪流程时对其进行温度测量。

红外热像仪便于操作，外观小巧，可以视需要放置在任何地方。可用来检测包装密封，提高其他食品加工操作的效率。

FLIR红外热像仪带有固件和通讯接口，可确保热像仪在自动化控制过程中应用自如。第三方软件使其轻易将这些工具集成至自动化机器视觉系统中，而无需大量的自定义控制代码。

应用范围

红外热像仪在食品加工领域的应用不断扩大，包括以下应用：

● 检测烤箱烘焙的食品

● 检测微波煮熟的肉类

● 检测微波干燥的蒸谷米和其它谷物

● 检测烤箱的适当温度

● 冷冻餐食包装的适当灌装

● 检查微波餐玻璃纸的密封性

● 检测外包装纸盒的盒盖胶

● 监测冷藏间和冷冻间

食品质量保证

红外热像仪是的质量保证（QA）工具。控制熟肉食品的质量和安全是红外热成像技术价值的真实体现。比如，安装一台固定式红外热像仪可记录酥炸鸡柳从连续式传送带烤箱中出炉时的温度。

目标是保证鸡柳足够熟，但是不至于焙烧过度或烘干。此外，红外热像仪还可用于检测微波预烹制生产线。除了提高产品质量和安全性，还可增加总体生产能力。另一额外益处是降低能源成本。

食品设备监测

除熟食检测外，红外热像仪还能监测传送带烤箱。红外热像仪甚至可以作为反馈回路的一部分帮助控制烤箱温度。

红外热像仪在传送带烤箱的另一个应用是监测整个传送带烤箱，使烘烤带的温度一致。如果电烤箱内部的加热元件发生故障，或整个气体射流冲击让烤箱受热不均，产品流一侧的温度可能会降低。使用红外热像仪可迅速发现这个问题。

诸如此类的质量监测，使用传统的接触式温度传感器不易检测出来。因此，红外热像仪有助于在众多产品报废前更正产品发生的变化，提升产品质量。

食品包装检测

配套软件可用于帮助红外热像仪定位图像中的目标物和图形。图形匹配可应用在冷冻食品生产中——热机器视觉可使用图形识别软件检测食品托盘隔间是否填装适当。

通过温度检测汉堡的熟度

间接影响产品安全的一个问题是包装纸箱的完整性，这些纸箱用来包装和保护食品容器。密封外包装纸箱性价比的一种方式是在纸箱接缝处使用高温点状胶合法。以前，点胶合的完整性通过定期做样品破坏试验来决定。但这种方法既耗时又昂贵。

由于凝胶被加热，所以红外热像仪能“看穿”硬纸板，从而检查胶合点的图形和大小。采集的数据用来决定每个包装箱是否合格，不合格的包装箱可即刻从生产线上清除。这些数据可自动载入QA系统进行趋势分析，如果不合格包装箱的数量超过一定值，就会发出报警。

红外热像仪的另一个应用是监测容器灌装操作。尽管该过程几乎不算是生产安全问题，但确实影响收益率和合规性。可以预定义容器瓶的不同区域，使其发出报警，从而除去灌装过量或灌装不足的容器瓶。容器瓶使用深色玻璃或塑料制成的情况下，较之于可见光相机，红外热像仪可谓更好的选择。

该热图像显示自动灌装的包装瓶，可清除灌装过量或灌装不足的包装瓶如果包装瓶使用深色玻璃或塑料制作，热像仪检测比可见光相机更有效。

自动化测量

目前红外热像仪可使用的应用软件具备各种各样的功能，可支持自动化食品加工应用。该软件与集成于红外热像仪内的固件相辅相成，共同工作。

热像仪中常见的两个功能是点测温和区域测温。在传送带烤箱应用中，通常使用区域测温功能，因为熟食碎屑经常杂乱散落在传送带上。可为热像仪设定程序，以测定预定义区域内的小值和大值。如果某个点温值在操作者预定义的限定值之外，在电脑或可编程控制器上运行的应用程序就会即刻触发报警，提醒操作者检查视频显示器或电脑上的热图像，从而找出并清除不良产品和或调整烘焙温度。在现场监测情况下，红外热像仪无需使用额外软件，其数字输入/输出功能可直接触发报警装置。

FLIR A3110

在食品行业，生产工程师和技术人员还面临着生产量增长的需求，同时还得维持质量稳定，降低成本。FLIR A系列红外热像仪是红外机器视觉、闭环工艺控制和高质量成像可用的非常高效的工具，有助于验证和提高产品质量和生成量，从而带来竞争优势，提*率。比如：FLIR A310是一款固定安装式红外热像仪。可应用于食品行业各种类型的监测工作中。

一说到无人机（简称UAV）大多数人会立即想到军用飞机，但UAV不只服务于军事用途。德国UAV制造商Coptersale.de公司就提供商用UAV，UAV上还搭载FLIR公司的Tau机芯。

来自Coptersale.de.公司的Johannes Thor表示，Tau机芯小巧，轻质，能耗极低，是UAV的一个完美组件。“从形状、重量、能耗和成像性能角度来考虑，市场中的确不存在能够跟Tau相媲美的其他机芯。”

Coptersale.de公司有两个主要成员：Johannes Thor和Peter Plischka。“Peter负责设计直升机框架，他是真正的直升机狂热者，不断创造出新设计。”

Johannes Thor专业出身不是直升机建造行业。“开始，我是一名音响、视频工程师，为德国广播电台WDR——Rockpalast的注册交响乐团——做过一些纪录片，还做过一些公司视频。”

对直升机坠毁极为不满

Thor继续说道：“我在制作公司视频的过程中需要用到航摄照片，后来发现是使用六旋翼UAV，所以我就找到了这些直升机。一开始我在一家成立已久的公司预定了一架直升机，但第三次飞行时，它就坠毁了，我对此非常不满。所以我开始拨弄这些直升机，给它们设置一些自制程序。”

“开始进行直升机制造不久便与Peter Plischka取得了。我们决定开始生产并销售能够进行空中摄像的直升机，并努力使它们比现有直升机使用起来更简单、更方便、且价格实惠。”

“有所作用而已”

Thor的公司取得了成功，订单量*，比较稳定。面对这样的成功，Thor对其中的原因了然于心，他说：“人们要的就是能起作用的东西罢了。”

Coptersale.de公司的直升机的电子产品来自HiSystems GmbH公司。“我们不打算重新发明方向盘，而是坚持我们所擅长的方向。所以Peter Plischka继续设计飞机框架，我设计视频固定件，然后我们一起组装并校准直升机。”他们直升机的一个创新之处在于点击关闭系统时非常简单，该关闭系统可用来粘贴并脱离单板电子计算机。

要求安装热像仪

然而，Thor不久后便意识到，可视图像还远远不够。“有客户开始要求直升机安装有热像仪。有一个大学提出想用直升机进行绝缘检查，尤其是用热像仪进行屋顶绝缘检查，这是我们收到的个要求，第二个要求来自爱尔兰的搜索和救援协会，他们想要在森林中寻找走丢的人。收到这些要求时，我们便明白了未来的发展方向。”

热像仪在*漆黑的条件下也能看清

FLIR Tau红外热像仪无需任何光源便可呈现清晰图像，图像上的微小细节也能看清。但是，它们不仅能应用于*漆黑的状况，白昼时间也能提供有价值的信息。热对比很难掩饰，这意味着，热像仪能够很清楚地呈现那些想要隐藏或伪装自己的人群。

与闭路电视摄像机不同，热像仪不会因为太阳强光，也不会因为烟、雾，尤其是各种天气状况而无法探测到目标。

这些特点使热像仪非常适用于进行安全和监视活动，适用于穿过火灾时的烟雾寻找丢失人群及诸如挽救生命等其他领域。

FLIR Tau机芯：整合到UAV内部的选择

客户的要求迫使Thor寻找一种小型、轻型且能耗较低的优质热像仪，后来找到了FLIR Tau红外热像仪机芯。根据Thor的解释，选择Tau红外热像仪理所应当。“Tau是目前市场上小、轻的一款热像仪，且能耗极低，低于1瓦特，而其他直升机的发动机消耗350瓦特左右，与此相比，Tau热像仪的能耗可以忽略不计。”

Tau热像仪机芯：UAV的一个完美组件列产生的热图像清晰可见，分辨率为320×256或640×512像素，可以在兼容复合视频的任何监视器上呈现。Thor为客户提供上述FLIR Tau机芯的两种分辨率。本文中所描述的测试飞行中使用的FLIR Tau红外热像仪机芯的分辨率为320×256像素。

FLIR Tau红外热像仪机芯的两种分辨率都对细微温差高度敏感，这让它们能够看见50mK的温差。FLIR Tau红外热像仪的准确大小为44.5×44.5×30.0毫米，重量为72克，

FLIR Tau红外热像仪机芯包含免维护的非制冷氧化钒（VOx）焦平面阵列（FPA），阵能耗900毫瓦。Thor认为这样的一个组合使其成为UAV的完美构件。“Tau热像仪重量轻，能耗低，能够支持长时间飞行，若与其他飞机相比，肯定是的*。”

即插即用

此外，Tau机芯很容易集成。“用Tau机芯替换可见光相机时，其集成的简易程度让我很吃惊。就像视频摄像机使用电源和视频连接器就可工作一样，Tau机芯也即插即用。”

得益于Tau红外热像仪机芯，此架无人机用于夜间搜索走失人群十分有效。

为了增强FLIR Tau红外热像仪机芯的图像质量，热像仪有内置先进的数字图像细节增强（DDE）的视频处理算法。DDE是一种锐化滤波器，有助于夜间和白昼状况下明晰图像棱角和其他细节处。在Thor看来，这种技术效果很好。“Tau红外热像仪可以识别细微的温差，就算是小的细节处，也能在热图像上呈现出来。观察公园试飞中拍摄的一张热图像，从中可以看到任何一片草叶。”

可选镜头

Tau热像仪机芯有各种镜头，可以适用于各种应用领域。“如果要将热像仪集成到UAV中，则需要找到远距离和宽阔视场角之间的适当平衡点，这样才能进行航拍。但是，如果视场角狭窄，热像仪上便会呈现直升机的振动情况，所以要将振动纳入考虑范围。于是，我建议对于320×240的Tau机芯，客户应当选择19毫米的镜头，如果他们喜欢640×480的Tau红外热像仪，我会建议使用13毫米的镜头。因为我觉得镜头会增强Tau红外热像仪的性能。”

Coptersale.de公司提供两种直升机：六旋翼直升机（有六叶旋翼）和八旋翼直升机（有八叶旋翼）。Thor表示，六旋翼直升机卖得。“六旋翼直升机与八旋翼直升机相比不那么稳定，但八旋翼直升机内含电动机较多，重量较重，所以飞行时间相对短20%。比如，这两种直升机带有同样的负荷，即，FLIR Tau红外热像仪，那么六旋翼直升机可飞行15分钟左右，而八旋翼直升机只能飞行12分钟左右。”

容易驾驶

Thor表示，两种直升机相对来说都容易驾驶。“其他直升机要求不断校正才能使其处于控制当中，但我们的直升机不同，即使没有收到指令，也会自动保持平衡。得益于GPS定位系统和高度计读数，我们的直升机可以自动校正风的运动，从而保持在空中的同一位置。”

为实现平衡，单板电子计算机内还安装有3台陀螺仪传感器和3台加速传感器，每个传感器负责一根轴线。

无需控制

“我们的直升机无需进行人工校正，就可悬浮在空中同一位置。只要控制人员一停止控制，直升机就会根据GPS定位数据和内置高度计的读数仍然停留在空中，在同一位置悬浮。如果按了回去按钮，直升机便会回到起飞的地方。”

无忧模式

Thor解释说：“直升机内也包含我们所说的无忧模式。如果没有启动无忧模式，用控制器指向左边和右边，也就意味着指向直升机的左边和右边，但直升机的左边可能是操作人员的右边，那么可能对操作人员造成很大困惑，如果你们懂我的意思。”

搜索范围

对于搜索和援救行动，直升机也有一定的搜索范围。“直升机使用GPS定位系统，停在之前决定的航点。这一特征使我们的直升机能够用来追踪走失或受伤人群。”

安装了FLIR Tau红外热像仪后，Coptersale.de公司的直升机则可面向更多的客户。“近，本地也表示对我们安装有热像仪的直升机兴趣浓厚。”

将热像仪安装在所期望的任何位置

我们的直升机还可应用于屋顶绝缘检查和太阳能电池板检查领域中。“要获得这些领域良好的视角很难，但若配有我们的直升机，便可将热像仪安装在所期望的任何位置，且保持*静止状态，这样便可获得完美视角。”

Thor总结道：“Tau红外热像仪的确是我们直升机机载设备的完美组件，它大大提高了直升机的功能性，但几乎不会影响飞行时间。”

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