Sensori di visione nelle applicazioni industriali

Migliorare le capacità dei sensori di visione: un algoritmo di aggregazione di immagini 3D per un ampliato campo visivo da Analog Devices

La crescente popolarità delle telecamere time of flight (TOF) nelle applicazioni industriali, in particolare nella robotica, è attribuita alle loro eccezionali capacità di calcolo della profondità e di elaborazione delle immagini a infrarossi (IR). Nonostante questi vantaggi, la complessità intrinseca del sistema ottico spesso limita il campo visivo, limitando le funzionalità autonome. In questo articolo viene illustrato un algoritmo di aggregazione di immagini 3D progettato per un processore host di supporto, che elimina la necessità di calcolo in cloud. Questo algoritmo combina in tempo reale e senza soluzione di continuità i dati IR e di profondità di più telecamere TOF, producendo un’immagine 3D continua e di alta qualità, con un campo visivo più ampio rispetto alle unità standalone. I dati 3D aggregati consentono l’applicazione di reti di deep learning allo stato dell’arte, particolarmente utili nelle applicazioni di robotica mobile, per rivoluzionare la visualizzazione e l’interazione con l’ambiente 3D.

Introduzione

Le telecamere time of flight (TOF) si distinguono come eccezionali sistemi di elaborazione di immagini del campo visivo, utilizzando le tecniche TOF per determinare la distanza tra una telecamera e ciascun punto di un’immagine. Ciò si ottiene misurando il tempo di andata e ritorno di un segnale di luce artificiale emesso da un laser o da un LED. Le telecamere TOF offrono informazioni precise sulla profondità, rendendole strumenti preziosi per le applicazioni in cui la misurazione accurata della distanza e la visualizzazione 3D sono fondamentali, come le applicazioni di robotica e tecnologia industriale, tra cui il rilevamento di collisione e il rilevamento di persone su un campo visivo (Field of View, FOV) di 270° per la sicurezza.

Il sensore TOF ADTF3175 può raggiungere un FOV calibrato di 75°. Tuttavia, le sfide sorgono quando il FOV di un’applicazione va oltre questa regione, richiedendo più sensori. L’integrazione dei dati provenienti dai singoli sensori per fornire un’analisi completa dell’intera vista può presentare delle difficoltà. Una soluzione potenziale prevede che i sensori eseguano un algoritmo su un FOV parziale e trasmettano l’output a un host per il confronto. Tuttavia, questo approccio deve affrontare problemi quali le zone di sovrapposizione, le zone morte e le latenze di comunicazione, che lo rendono un problema complesso da affrontare in modo efficace.

Un approccio alternativo prevede l’aggregazione dei dati acquisiti da tutti i sensori in un’unica immagine e la successiva applicazione di algoritmi di rilevamento all’immagine unita. Questo processo può essere scaricato su un processore host separato, sollevando le unità sensore dal carico computazionale e lasciando spazio ad analisi avanzate e altre opzioni di elaborazione. Tuttavia, è importante notare che gli algoritmi tradizionali di aggregazione delle immagini sono intrinsecamente complessi e possono consumare una parte significativa della potenza di calcolo del processore host. Inoltre, l’invio e l’aggregazione nel cloud non è possibile in molte applicazioni per motivi di privacy.

La soluzione algoritmica di Analog Devices è in grado di aggregare le immagini di profondità e IR provenienti dai diversi sensori, utilizzando le proiezioni delle nuvole di punti dei dati di profondità. Ciò comporta la trasformazione dei dati acquisiti utilizzando le posizioni estrinseche della telecamera e proiettandoli nuovamente nello spazio 2D, ottenendo un’unica immagine continua.

Questo approccio comporta una computazione minima, che aiuta a raggiungere velocità operative in tempo reale all’edge di rete e garantisce che la capacità di calcolo del processore host rimanga disponibile per altre analisi avanzate.

Descrizione di una Soluzione

La soluzione TOF 3D di ADI opera in quattro fasi (vedi Figura◦1):

  1. Preelaborazione dei dati IR e di profondità:
  2. Proiezione dei dati di profondità in una nuvola di punti 3D: Utilizzare i parametri intrinseci della telecamera per proiettare i dati di profondità in una nuvola di punti 3D.
  3. Trasformare e unire i punti: Trasformare i punti utilizzando le posizioni estrinseche della telecamera e unire le regioni sovrapposte.
  4. Proiezione della nuvola di punti in un’immagine 2D: Utilizzare la proiezione cilindrica per proiettare la nuvola di punti in un’immagine 2D.
algoritmo di aggregazione in profondità

Sfide e soluzioni di sistema e algoritmo

L’ host riceve fotogrammi di profondità e IR

Una macchina host è collegata a più sensori TOF tramite una connessione ad alta velocità come l’USB. Raccoglie i fotogrammi di profondità e IR e li memorizza in una coda.

Sincronizzare i dati di profondità e IR

I fotogrammi di profondità e IR di ciascun sensore ricevuti dall’host vengono acquisiti in momenti diversi. Per evitare disallineamenti temporali dovuti al movimento degli oggetti, gli ingressi di tutti i sensori devono essere sincronizzati alla stessa istanza temporale. Si utilizza un modulo di sincronizzazione temporale che abbina i fotogrammi in arrivo in base ai timestamp della coda.

Dal progetto alla nuvola di punti

La nuvola di punti viene generata sull’host utilizzando i dati di profondità sincronizzati per ciascun sensore. Ogni nuvola di punti viene quindi trasformata (tradotta e ruotata) in base alle rispettive posizioni della telecamera (vedi Figura 2) nel mondo reale. Quindi queste nuvole di punti trasformate vengono unite per formare un’unica nuvola di punti continua che copre il FOV combinato dei sensori (Figura 3).

Estrinsecazione telecamera
Nuvola di punti unita

Proiezione da 3D a 2D

La nuvola di punti combinata del FOV viene proiettata su una superficie 2D utilizzando un algoritmo di proiezione cilindrica, noto anche come proiezione della vista frontale (vedi Figura 4). In altre parole, l’algoritmo proietta ogni punto della nuvola di punti combinata su un pixel del piano 2D, ottenendo un’unica immagine panoramica continua che copre il campo visivo combinato di tutti i sensori. Si ottengono così due immagini 2D aggregate: una per le immagini IR aggregate e un’altra per le immagini di profondità aggregate proiettate su piani 2D.

Miglioramento della qualità di proiezione

La proiezione della nuvola di punti combinata 3D su un’immagine 2D non fornisce ancora immagini di buona qualità, poiché presentano distorsioni e rumore. Ciò incide sulla qualità visiva e influisce negativamente su qualsiasi algoritmo venga eseguito sulla proiezione. I tre problemi principali (vedi Figura 5) e le relative soluzioni sono documentati nelle sezioni seguenti.

Proiezione di regioni di profondità non valide

I dati di profondità dell’ADTF3175 hanno un valore di profondità non valido di 0 mm per i punti che si trovano oltre il campo operativo del sensore (8000 mm). Ciò comporta la presenza di ampie regioni vuote nell’immagine di profondità e la formazione di nuvole di punti incomplete. A tutti i punti non validi dell’immagine di profondità è stato assegnato un valore di profondità di 8000 mm (la profondità massima supportata dalla telecamera), con il quale è stata generata una nuvola di punti. In questo modo è stato possibile garantire l’assenza di spazi vuoti nella nuvola di punti.

Riempimento dei pixel non mappati

Quando si proietta la nuvola di punti 3D su un piano 2D, nell’immagine 2D ci sono regioni non mappate/non riempite. Molti pixel della nuvola di punti (3D) vengono mappati sullo stesso pixel 2D e quindi diversi pixel 2D rimangono vuoti. Ciò comporta l’effetto di stiramento mostrato nella Figura 6. Per risolvere questo problema, è stato utilizzato un filtro 3 × 3 che riempie i pixel non mappati con il valore medio di IR/profondità degli 8 pixel vicini che hanno valori validi. In questo modo si è ottenuta una formazione più completa dell’immagine in uscita e gli artefatti sono stati rimossi (vedi Figura 6).

Rumore generato da punti sovrapposti

A causa dell’algoritmo di proiezione cilindrica, molti punti della regione di sovrapposizione finiscono per ottenere le stesse coordinate di appoggio sull’uscita 2D proiettata. Questo crea rumore quando i pixel di sfondo si sovrappongono a quelli in primo piano. Per risolvere questo problema, la distanza radiale di ogni punto viene confrontata con il punto esistente, e il punto viene sostituito solo se la distanza dall’origine della telecamera è inferiore al punto esistente. In questo modo si possono mantenere solo i punti in primo piano e migliorare la qualità della proiezione (vedi Figura 7).

Conclusione

Questo algoritmo è in grado di aggregare immagini provenienti da telecamere diverse con meno di 5° di sovrapposizione, rispetto ai 20° di sovrapposizione richiesti dai tradizionali algoritmi basati sulla corrispondenza dei punti chiave. Questo approccio richiede pochissimi calcoli, il che lo rende un candidato ideale per i sistemi all’edge di rete. L’integrità dei dati di profondità viene mantenuta anche dopo l’aggregazione, poiché non si verifica alcuna distorsione dell’immagine. Questa soluzione supporta ulteriormente l’implementazione modulare dei sensori ADTF3175 per ottenere il FOV desiderato con una perdita minima.
L’espansione del FOV non si limita alla dimensione orizzontale e la stessa tecnica può essere utilizzata per espandere la vista in verticale e ottenere una vera visione sferica. La soluzione funziona su una CPU Arm® V8 a 6 core a 10 fps per quattro sensori che forniscono un FOV di 275°. Il frame rate sale a 30 fps quando si utilizzano solo due sensori.
Uno dei vantaggi principali di questo approccio è l’enorme guadagno computazionale ottenuto: un guadagno di più di 3 volte nella computazione di base (vedi Tabella 1).
Le Figure 8 e 9 mostrano alcuni risultati ottenuti con questa soluzione.

Analog Devices ti aspetta a SPS Norimberga 2024 per trasformare il futuro del settore industriale presso il Padiglione 5, Stand 110. Maggiori informazioni sulla pagina ADI dedicata.

Tabella 1. Confronto tra complessità computazionali: algoritmi tradizionali su algoritmo proposto per input di 512 × 512 QMP

AlgoritmoOperazioni in Virgola Mobile medie  
Aggregazione immagini tradizionale857 milioni
Aggregazione di profondità PCL proposta260 milioni (Riduzione di 3,29 volte)

Riferimenti

“Analog Devices 3DToF ADTF31xx.” GitHub, Inc.

“Analog Devices 3DToF Floor Detector.” GitHub, Inc.

“Analog Devices 3DToF Image Stitching.” GitHub, Inc.

“Analog Devices 3DToF Safety Bubble Detector.” GitHub, Inc.

“Analog Devices 3D ToF Software Suite.” GitHub, Inc.

He, Yingshen, Ge Li, Yiting Shao, Jing Wang, Yueru Chen, and Shan Liu. “A Point Cloud Compression Framework via Spherical Projection.” 2020 IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing, 2020.

Industrial Vision Technology. Analog Devices, Inc.

Topiwala, Anirudh. “Spherical Projection for Point Clouds.” Towards Data Science, Marzo 2020.

AUTORI:

Rajesh Mahapatra, Senior Manager, Analog Devices

Anil Sripadarao, Principal Engineer, Analog Devices

Swastik Mahapatra, Senior Engineer, Analog Devices

SICK e le telecamere intelligenti

A Vision 2024, SICK presenta un portfolio di opzioni varie e intelligenti.
Il focus principale è sulle telecamere ad alta velocità Ranger3 Color e Ruler3000 e sul sensore snapshot Visionary-T Mini – disponibili con SensorApp SICK Nova, compatibile con l’intelligenza artificiale

A Vision 2024, la fiera leader mondiale per l’elaborazione delle immagini, tenutasi a Stoccarda, SICK ha offerto una panoramica completa di tutta la sua gamma di sensori di visione 2D e 3D. Saranno inoltre esposti sistemi di telecamere intelligenti per il controllo qualità supportato e per la guida di robot.

Il focus principale è sulla nuova telecamera 3D ad alta velocità Ranger3 con funzione colore, le telecamere 3D della famiglia di prodotti Ruler3000 e varianti del sensore snapshot Visionary-T Mini 3D ToF – molti di questi prodotti sono disponibili anche come soluzioni configurabili pronte all’uso, grazie a SensorApp SICK Nova specifica per l’hardware e con funzionalità AI.
L ’elaborazione delle immagini 3D (in particolare ad alta velocità) e l’intelligenza artificiale (IA) stanno diventando strumenti indispensabili per una migliore automazione.

Entrambe le tecnologie aumentano la qualità dei processi e dei prodotti e migliorano le prestazioni e la produttività di macchine e robot.

In questo ambito è anche particolarmente importante che la configurazione ed il funzionamento dei sistemi di visione sia semplice, soprattutto per chi ha poca esperienza nell’elaborazione delle immagini.

“Per gli utenti, esperti e no, questo significa maggiore efficienza e flessibilità, riduzione dei tempi di inattività, risultati ottimali e minore consumo di risorse”, dichiara Sven Sattler, Team Leader Machine Vision Solutions Customer Project Engineering presso SICK Vertriebs-GmbH di Düsseldorf. “Vogliamo soddisfare proprio le esigenze dei clienti con il portfolio di soluzioni che presentiamo a VISION 2024.”

Ranger3: prestazioni eccezionali ad alta velocità in 3D e acquisizione contemporanea di immagini a colori
Ranger3 High-Speed Color è l’ultima variante della famiglia di camere 3D a triangolazione laser di SICK.
Sviluppata per ambienti di produzione con alti volumi, la telecamera streaming offre un’interfaccia di rete opzionale per la comunicazione a2,5 Gbit/s, acquisizione di profili 3D fino a 69 kHz, scansioni lineari 2D con risoluzione di 5120 pixel in colore RGB e in scala di grigi, e dati di misura 3D, intensità della luce riflessa e scatter, tutto da un unico dispositivo.

La qualità eccezionale delle immagini si ottiene grazie al sensore CMOS con tecnologia ROCC (Rapid On-Chip Calculation) di SICK, che si distingue per le sue prestazioni 3D superiori.

La telecamera determina la vera forma 3D di un oggetto, indipendentemente dal suo contrasto o colore, contribuendo così a garantire una qualità superiore di molti prodotti.

La nuova generazione di Ranger3 consente una velocità ancora maggiore e integra la nuova funzionalità di scansione lineare RGB ad alta risoluzione.

È disponibile un’interfaccia di comunicazione standardizzata conforme a Gigabit Ethernet Vision per la trasmissione dei dati.

Ruler3000: telecamera streaming 3D in un design industriale modulare per applicazioni
diversificate

SICK ha presenta a Vision 2024 anche le nuove camere 3D streaming compatte Ruler3002, 3004 e 3010, con campi di vista piccoli, ideali per applicazioni nei settori industriale ed elettronico.

Grazie alla loro elevata risoluzione in altezza nell’ordine dei micrometri, queste nuove varianti estendono le possibilità della famiglia di prodotti Ruler3000, consentendo di catturare anche i più piccoli dettagli, come richiesto nell’ispezione di componenti elettronici e di beni di consumo, schede a circuiti stampati e semiconduttori.

Grazie alla tecnologia ROCC (Rapid On-Chip Calculation), i sensori 3D possono catturare i dettagli degli oggetti anche ad alte velocità, il che consente di svolgere compiti di ispezione in modo efficiente, fornire valori di misurazione per il controllo dei processi e aumentare di conseguenza la produttività.

Altri punti di forza di queste camere 3D a triangolazione laser, calibrate in fabbrica, sono la conformità agli standard di elaborazione delle immagini GigE Vision e GenICam, che ne consentono l’integrazione facile e veloce nei sistemi e nelle macchine, e la semplicità di messa in funzione.
Visionary-T Mini: visione artificiale 3D economica in un formato compatto
Le telecamere snapshot compatte Visionary-T Mini di SICK stabiliscono nuovi standard per i sensori di visione 3D in termini di design, qualità dei dati e convenienza.

L’avanzata tecnologia di acquisizione delle immagini 3D basata sul tempo di volo (ToF) fornisce dati precisi di profondità e intensità per ogni pixel, anche in presenza di forti contrasti di luce e ombra e in un ampio campo di vista.

L’acquisizione snapshot può essere da fermo, ma in virtù dei tempi brevissimi di esposizione, la Visionary-T Mini fornisce dati estremamente precisi anche per oggetti in movimento.

Il software di configurazione chiaramente strutturato rende facile parametrizzare il dispositivo e adattare i dati in modo flessibile all’applicazione specifica.

La misurazione dei carichi per l’ottimizzazione dello spazio di stoccaggio, il monitoraggio della posizione per la guida di robot, scenari collaborativi uomo-macchina in fabbriche intelligenti o l’assistenza alla guida per evitare collisioni sono solo alcuni esempi delle applicazioni industriali che possono essere risolte con la Visionary-T Mini.

Nessuna conoscenza specialistica richiesta: elaborazione delle immagini basata sull’IA con SICK Nova.

Elaborazione delle immagini con strumenti basati su regole, combinati se necessario con deep learning e intelligenza artificiale (IA), che non richiedono conoscenze specialistiche da parte dell’utente: con questa combinazione, SICK Nova apre a nuove possibilità nella visione artificiale.

Come base software con un’interfaccia utente intuitiva per configurare soluzioni personalizzate di visione 2D e 3D, SICK Nova consente di implementare in modo semplice e facile applicazioni complesse per il monitoraggio della presenza, il controllo qualità e l’ispezione intelligente, anche senza conoscenze specialistiche. SICK
Nova è disponibile per una varietà di sensori di visione di SICK – inclusi anche Ruler3000 e Visionary-T Mini – mettendo a disposizione tool specifici per le diverse tecnologie di acquisizione ed elaborazione delle immagini, ma tutti accomunati dalla stessa struttura di base.
SICK Nova consente di implementare applicazioni nel campo della visione artificiale con facilità, utilizzando un browser web e una configurazione “point and click”, offrendo così agli utenti la flessibilità di combinare diversi strumenti di elaborazione delle immagini e integrarli secondo necessità, per risolvere specifiche applicazioni.

È inoltre possibile scaricare strumenti aggiuntivi dalla SICK AppPool o svilupparne di propri. Questo consente di estendere rapidamente e comodamente la gamma di
funzionalità in base alle esigenze dell’applicazione. Come toolkit software scalabile per applicazioni personalizzate di elaborazione delle immagini, SICK Nova garantisce soluzioni convenienti e a prova di futuro, supportando gli sforzi di digitalizzazione in una vasta gamma di settori e aree di applicazione.

Suite Software: Tecnologia Edge AI nativa di MicroAI Factory

Micro-AI Factory

La suite software Edge AI nativa riduce il downtime e i costi, migliorando al contempo la qualità e fornendo una conoscenza approfondita della produttività di macchine e persone

MicroAI™, leader nel campo delle tecnologie basate sull’Intelligenza Artificiale (AI) distribuita localmente nei nodi periferici (Edge) e nel Machine Learning, ha reso disponibile MicroAI Factory.

Si tratta di una suite software dedicata all’industria manifatturiera che sfrutta l’edge AI per gestire i dati raccolti da sistemi e sensori installati in produzione, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza complessiva degli impianti (OEE), e abilitare l‘analisi del tempo ciclo in real time e la manutenzione predittiva.

Distribuito localmente attraverso un dispositivo di calcolo industriale collocato in produzione, MicroAI Factory interpreta i dati dai PLC e dai sensori installati sui macchinari e sui dispositivi indossabili all’interno di un sito produttivo.

Un motore AI nativo sviluppa automaticamente l’analisi del tempo ciclo e costruisce modelli comportamentali che forniscono una visione approfondita del funzionamento delle macchine e del comportamento umano.

Questa modellazione offre un’analisi in tempo reale delle prestazioni, della produttività e dei tempi di attività, rilevando al contempo le anomalie di funzionamento e generando allarmi, notifiche e programmando la manutenzione facendo riferimento a soglie preimpostate.

“MicroAI Factory migliora l’efficienza complessiva di macchinari e apparecchiature presenti in produzione, fornendo un’analisi olistica e in real time dei tempi ciclo e dello stato operativo delle macchine, e assicurando il rilevamento delle anomalie in modo da prevedere in anticipo potenziali guasti e problemi di prestazioni”, afferma Yasser Khan, CEO di MicroAI. “In definitiva, MicroAI Factory traghetta i processi produttivi facendoli passare da gestiti dall’uomo ad autogestiti”.

Philippe Cases, CEO di Topio Networks, catalizzatore di trend nell’ambito di Industria 4.0 e del mondo iperconnesso, aggiunge: “Oltre ad innovare i processi produttivi con l’utilizzo dell’Intelligenza Artificiale, MicroAI funziona in modo completamente trasparente, abbassando così il costo di proprietà in modo significativo per le applicazioni di manutenzione predittiva. Per quanto riguarda i software dedicati al manifatturiero, si tratta di una vera e propria innovazione”.

MicroAI Factory è distribuito nei nodi periferici di microdispositivi di calcolo ed è collegato ai PLC e ai sensori presenti all’interno di una fabbrica o di un impianto industriale. L’elaborazione, l’analisi e la storicizzazione dei dati avviene localmente, eliminando quindi le criticità legate alla sicurezza dei dati, alla latenza e all’affidabilità della connessione tipiche del cloud computing.

Un unico punto di comando e controllo è deputato a gestire l’intero traffico dei dati, mentre è possibile accedere a dashboard on-site tramite rete locale (LAN), o da remoto tramite Internet. I server possono essere collegati in rete tra più strutture per condividere informazioni senza mettere a rischio i dati. MicroAI Factory può essere installato come soluzione unica all’interno di un singolo sito produttivo, oppure in più siti che operano in modo indipendente ma aggregano le informazioni mantenendo l’integrità dei dati in ogni singolo sito.

MicroAI

Con sede a Dallas, Tx, MicroAI™ è un’azienda pioniera nello sviluppo di soluzioni di Intelligenza Artificiale (AI) e apprendimento automatico (Machine Learning) per uso locale (Edge). L’azienda sviluppa soluzioni di AI su misura per le macchine connesse, i dispositivi edge e le risorse critiche incorporando la sua tecnologia proprietaria di Edge AI nativa direttamente sui microcontrollori (MCU) e sui microprocessori (MPU) presenti negli endpoint. Ciò consente una modellazione AI accurata e specifica per il dispositivo che risponde ai requisiti di sicurezza informatica (cybersecurity) di nuova generazione, e assicura la manutenzione predittiva avanzata, l’ottimizzazione delle prestazioni IoT e miglioramenti significativi nell’efficienza complessiva degli impianti e delle linee produttive (OEE).

Per maggiori informazioni visitate www.micro.ai

Teledyne FLIR: termocamere ad alta velocità e ad alta risoluzione

Le nuove termocamere a onda media e lunga offrono funzionalità avanzate di registrazione, trigger e sincronizzazione per scienziati, ingegneri e ricercatori

Teledyne FLIR presenta oggi due famiglie di termocamere della Serie X, X858x e X698x, che offrono capacità di imaging termico ad alta velocità e alta risoluzione per la ricerca scientifica e applicazioni ingegneristiche nello spettro dell’infrarosso a onda media (MWIR) e a onda lunga (LWIR).

Le termocamere X858x e X698x offrono funzionalità avanzate di registrazione, trigger e sincronizzazione, inclusa la possibilità di regolare da remoto la messa a fuoco, migliorando la qualità dell’acquisizione dei dati termici, risparmiando tempo ed eliminando qualunque tipo di stress quando si opera in ambienti dinamici.

Gli utenti possono quindi trasferire senza problemi i dati dall’unità di memoria a stato solido integrata (SSD) a un computer per l’elaborazione e l’analisi, eseguite tramite FLIR Research Studio o FLIR Science Camera SDK. Questa esperienza semplificata consente agli utenti di accedere immediatamente a una copia locale dei dati, fornendo la revisione e l’analisi degli stessi in tempo reale. Le termocamere supportano anche registrazioni di lunga durata, limitate solo dalle dimensioni di un SSD standard e integrato. Tale funzione elimina la necessità di alcuni utenti di avere sistemi di registrazione dati ad alta velocità, risparmiando potenzialmente tempo e costi significativi in termini di hardware e integrazione aggiuntivi.

“Le nuove famiglie di termocamere X858x e X698x della Serie X sono i modelli più flessibili e ad alte prestazioni della gamma di termocamere scientifiche FLIR realizzate fino a oggi”, ha affermato Desmond Lamont, Global Business Development Manager di Teledyne FLIR. “Oltre a consentire un’acquisizione dei dati termici più precisa e comoda con il controllo programmatico dell’obiettivo, le termocamere includono la possibilità di registrare direttamente sull’SSD integrata, il che significa che gli utenti possono configurare rapidamente le proprie termocamere per registrare per lunghi periodi, senza la necessità di investire o integrare sistemi di registrazione basati sul frame grabber. Questa funzione aumenta notevolmente l’utilità delle termocamere della Serie X in cui l’acquisizione di dati su tempi più lunghi è fondamentale, e può far risparmiare all’utente decine di migliaia di dollari, oltre a offrire dimensioni e peso complessivamente inferiori per l’intero sistema”.

Ogni nuova termocamera include anche un ingresso trigger dedicato sul pannello posteriore e un nuovo ingresso Tri-level Sync, che fornisce un facile accesso a tutti i metodi di registrazione e sincronizzazione tra più unità e tipi di termocamera. Ciò offre una maggiore flessibilità per gli specifici requisiti di registrazione dell’utente. In combinazione con il supporto dell’obiettivo motorizzato, ogni modello include una ruota portafiltri integrata a quattro posizioni. La ruota può essere caricata con filtri a densità neutra o spettrali che migliorano ulteriormente la qualità della registrazione risparmiando tempo e riducendo lo stress, soprattutto quando la termocamera si trova in una posizione remota.

La famiglia di termocamere X858x MWIR e SLS LWIR è dotata di un sensore raffreddato con una risoluzione ad alta definizione (1280×1084) e un frame rate di 180 Hz, per acquisire delle immagini più raffinate con i relativi dati. Le termocamere X698x MWIR e SLS LWIR sono dotate di una risoluzione termica 640×512 con un frame rate superiore a 1 kHz, per acquisire eventi ad alta velocità in stop motion, sia in laboratorio che sul campo dove avvengono i test.

Per ulteriori informazioni, tra cui disponibilità locale, prezzi e opzioni di acquisto, visita il sito:

https://www.flir.com/instruments/science/next-generation-x-series.

KELLER: nuovo trasmettitore di pressione differenziale

Ideale per tutte le esigenze industriali, ecco il nuovo trasmettitore che offre affidabilità e performance eccellenti

Molte le caratteristiche del nuovo strumento presentato da KELLER.

Resistenza ai sovraccarichi molto elevata: ± 35 bar anche nel campo di misurazione 0…350 mbar

• Misurazione della pressione differenziale ad alta precisione con dipendenza di pressione base compensata (trasmettittore di pressione differenziale più preciso del tradizionale)

• Sensore duale: misurazione abs e diff.

• Design molto compatto

• OWmo rapporto qualità/prezzo

• Misurazione della pressione base indipendente

• Campo di pressione da 350 mbar a 35 bar

• Uscita dei segnali: ΔP, pressione base, temperatura

• Diverse connessioni elettriche (binder, cavo, M12)

• Connessione RS485, compr. soqware di gestione per il controllo del salvataggio della programmazione

• Da una parte, diagramma/dall’altra parte, parte posteriore del sensore di pressione

• Il lato + sostiene un diagramma di acciaio inox. La pressurizzazione sulla parte posteriore (lato -) avviene direttamente sul silicone del sensore.

Per maggiori informazioni e offerte: www.keller.it

SICK: lettori a camera per codici in miniatura

SICK Lector61x

Con il Lector61x, SICK amplia la sua gamma di lettori di codici a camera. Il dispositivo compatto rileva codici 1D, 2D e Stacked per identificare, ispezionare o monitorare i processi di produzione

La tendenza a produrre lotti costituiti da un solo pezzo (batch size 1) guida lo sviluppo di nuovi processi produttivi nel settore dell’automazione.

Per garantire tempi di produzione brevi, nonostante la continua richiesta di personalizzazioni e per rimanere competitivi nella produzione, SICK fornisce soluzioni specifiche basate su sensori come il nuovo Lector61x.

Riconosciuto come “il più piccolo lettore 1D/2D a camera”, il Lector61x misura appena 30 mm x 40 mm x 50 mm e va ad integrare la serie Lector per il rilevamento di codici 1D, 2D e Stacked.

Oltre al settore logistico e automobilistico viene utilizzato soprattutto per la tracciabilità di delicati componenti miniaturizzati, specialmente nell’industria elettronica e solare per l’identificazione di componenti, dispositivi elettronici e circuiti stampati, nonché per l’ispezione di date di scadenza, serializzazione e identificazione del contenuto di imballaggi nel settore dei beni di consumo.

Grazie alla custodia compatta e al sistema di montaggio ad innesto rapido può essere installato senza problemi su linee di produzione con spazio limitato.

Il Lector61x si distingue per le sue eccezionali caratteristiche di lettura di codici molto piccoli, di scarsa qualità e con distanze di lettura brevi.

E’ in grado di leggere persino codici non visibili dall’occhio umano.

Il suo potente decoder DPM permette inoltre la lettura di codici laserati o punzonati tramite algoritmi di decodifica intelligenti, anche in caso di basso contrasto, sporco o bassa qualità di stampa del codice.

L’illuminazione flessibile con 8 LED e due set di colori può essere personalizzata a piacimento e consente un’identificazione affidabile dei codici, indipendentemente dalla superficie o dal colore del codice.

Infine la nuova funzione di messa a fuoco graduale con LED di feedback e LED di puntamento permette una messa in servizio semplice e immediata. Immagine: SICK_Lector61x_0085363

Turck Banner: sensori efficaci e flessibili

sensori Q45 ultrasonic

I nuovi sensori Q45UAA sono wireless, compatti e particolarmente performanti. Sono denominati Q45 Ultrasonic All-in One

Turck Banner Italia, tra i principali fornitori di sensori, illuminatori e segnalatori industriali, sistemi bus e sicurezza, presenta con i nuovi sensori wireless Q45UAA Ultrasonic All-in-One, una serie di dispositivi in grado di risolvere in modo efficiente le più svariate applicazioni.

La gamma di sensori e nodi wireless All-in-One serie Q45 include da ora i nuovi sensori a ultrasuoni a corto raggio del Q45UAA. Con un raggio di rilevamento da 100 mm a 1 m, questi dispositivi compatti sono progettati per adattarsi facilmente in spazi ristretti e monitorare in modo affidabile contenitori di dimensioni molto ridotte.

Una volta installato, il Q45UAA può monitorare, ad esempio, il livello di riempimento di liquidi o solidi in un serbatoio o contenitore e comunicare i dati a un controller wireless DXM su una rete wireless.

Un solo dispositivo “cost-effective” di rapida applicazione

Il Q45UAA alloggia un sensore, un nodo wireless e la batteria in un dispositivo compatto e completamente wireless che rappresenta un risprmio se comparato con l’acquisto dei componenti singoli. Il design All-in-One elide il tempo, la manodopera e i costi di installazione di sensori e nodi separati, un vantaggio significativo per applicazioni su larga scala.

Prevenire i problemi prima della loro insorgenza

Il sensore a ultrasuoni wireless All-in-One semplifica il monitoraggio dei livelli in qualunque contenitore da qualsiasi posizione abilitata in una rete. Gli operatori hanno accesso a dati puntuali e precisi e recepiscono  potenziali problemi già durante il monitoraggio dei livelli da parte del sensore. Grazie a questo sensore gli operatori possono interrompere gli overflow e pompare la cavitazione anche prima che si attivino gli allarmi.

Versatilità per la risoluzione di qualsiasi applicazione

I sensori wireless Turck Banner Q45All-in-One semplificano il monitoraggio e la raccolta di dati da un singolo punto o più punti su risorse critiche all’interno di una struttura o impianto complesso. Gli utenti possono distribuire e ridistribuire un singolo sensore Q45 All-in-One più volte o distribuire più sensori All-in-One in una rete.

L’involucro compatto e la dimensione più piccola del sensore Q45UAA usati come aggiuntivi, rendono ancora più semplice l’implementazione in applicazioni strette e difficili da raggiungere.

La serie Turck Banner Q45 Ultrasonic All-in-One offre la possibilità di automazioni di fabbrica e soluzioni IIoT per molte applicazioni, tra le quali il monitoraggio del livello di riempimento di serbatoi, silos o contenitori anche di prodotti secchi come anche il rilevamento di presenza e assenza.

La versione del sensore di pressione All-in-One Q45PS e il nodo wireless misurano specificamente la pressione di aria, gas e fluidi di sistemi e apparecchiature, mentre la versione Q45THA All-in-One è dedicata al monitoraggio della temperatura e umidità. Con il software cloud Turck Banner Connected Data Solutions è semplicissima la creazione di una soluzione IIoT end-to-end che aiuterà nell’identificazione e risoluzione rapida dei problemi e sarà un ausilio alle decisioni tempestive basate sui dati.

SICK, nuova SensorApps per creare sensori specifici

sensori sick

Lo strumento crea singole SensorApps, senza competenze di programmazione, e risolve facilmente diverse attività di automazione

“I concetti di automazione sono raramente standard”, spiega il Dr. Timo Mennle, SICK AppSpace Strategic Product Manager di SICK AG responsabile della produzione dei sensori.

Anche se si ha presumibilmente a che fare con un problema standard, è necessario un ulteriore lavoro di configurazione e personalizzazione per molti progetti.

Questi sono dettagli che potrebbero rapidamente causare costi e ritardi più elevati durante l’installazione. I clienti SICK possono creare le proprie SensorApps personalizzate per risolvere singole applicazioni di sensori, senza dover programmare nulla.

Nell’ecosistema appSpace SICK, i sensori programmabili e i dispositivi perimetrali possono essere configurati per nuove attività utilizzando SensorApps.

Molte app sono già disponibili per il download tramite l’AppPool SICK.

Per applicazioni specifiche, SensorApps può essere utilizzato in modo indipendente dal cliente e sviluppato insieme agli esperti SICK con il supporto di una comunità di sviluppatori. Fino ad ora, le competenze di programmazione di base erano necessarie per generare il proprio SensorApps in SICK AppStudio.

Con una nuova interfaccia grafica in SICK AppStudio, gli utenti possono risolvere applicazioni specifiche anche senza competenze di programmazione configurando e collegando blocchi funzionali predefiniti in un flusso di dati.

Il punto di partenza è sempre capire cosa devono fare i sensori: “Se un cliente vuole distinguere e contare le bottiglie deodoranti utilizzando il colore del tappo, crea un flusso di dati dai blocchi funzionali esistenti in una libreria. Dopo ogni passo, ottiene un’anteprima del risultato e può anche modificare immediatamente la configurazione del processo di creazione “, dice Mennle.

Grazie all’architettura aperta di SensorApps, c’è ancora la possibilità di regolare il codice sorgente dei blocchi funzionali per implementare applicazioni più impegnative e requisiti individuali.

Nuove SensorApps per appPool

“Elaborando graficamente i flussi di dati, creiamo le basi per un target e un gruppo di utenti più grandi. Poi più utenti possono approfittare di questo per le loro applicazioni”, dice Mennle. La crescente domanda di blocchi funzionali nuovi e adattati può essere soddisfatta dalla comunità di sviluppatori. La diversità e le possibilità dell’AppPool SICK sono in crescita, così come i campi di applicazione di sensori e sistemi di sensori.

SICK è uno dei principali fornitori di soluzioni al mondo per applicazioni basate su sensori nel settore industriale. Fondata nel 1946 da Dr.-Ing. e. h. Erwin Sick, l’azienda con sede a Waldkirch im Breisgau vicino a Friburgo, è tra i leader tecnologici di mercato. Con oltre 50 filiali e investimenti azionari e numerose agenzie, SICK mantiene una presenza in tutto il mondo. Nell’anno fiscale 2019, SICK ha avuto più di 10.000 dipendenti in tutto il mondo e un fatturato di gruppo di circa 1,8 miliardi di euro. Ulteriori informazioni su SICK sono disponibili su Internet al http://www.sick.com o per telefono al numero 49 (0)7681202-4183.

Trasmettitore industriale da VAISALA

Vaisala affermato produttore di trasmettitori di umidità, presenta il nuovo trasmettitore Indigo 520 che unisce la tecnologia più evoluta a eccellenti funzionalità

Capace di gestire fino a due sonde contemporaneamente, il trasmettitore industriale offre maggiore praticità, compatibilità e precisione, anche nelle applicazioni industriali più difficili.

Il trasmettitore industrale Indigo 520 è un trasmettitore con custodia metallica robusta, compatibile con l’ampia gamma di sonde intelligenti Indigo di Vaisala per la misura di umidità, temperatura, punto di rugiada, biossido di carbonio, perossido di idrogeno vaporizzato e contenuto di umidità in olio.

Può gestire contemporaneamente fino a due sonde di misura, misurando gli stessi o i diversi parametri simultaneamente.

Le sonde possono essere rimosse in modo semplice e rapido ogni volta che lo si desidera. Il trasmettitore industriale si presenta con un solido alloggiamento in metallo con grado di protezione IP66 e NEMA 4 ed è dotato di uno schermo touchscreen con vetro temprato.

Indigo 520 visualizza le misure in tempo reale e le trasmette ai sistemi di automazione tramite segnali analogici e contatti relè o, in digitale, tramite protocollo Modbus TCP/IP su rete Ethernet.

La connessione Ethernet del trasmettitore industriale, offre anche un’interfaccia web e una sicurezza informatica che risponde agli standard moderni.

La serie di prodotti Indigo by Vaisala, rappresenta la soluzione ideale per misure multiparametriche e connettività flessibile.

Il design modulare consente agli utenti di scegliere e combinare tra loro le informazioni necessarie, per operare negli ambienti industriali più esigenti.

La famiglia di prodotti Indigo comprende sonde intelligenti intercambiabili, trasmettitori robusti e il software Insight per PC.

Insieme creano una solida catena di dati per migliorare i processi industriali in termini di efficienza energetica, sicurezza e qualità del prodotto finale.

Le sonde utilizzano le rinomate tecnologie dei sensori Vaisala, come HUMICAP®, CARBOCAP®, DRYCAP® e PEROXCAP®, che Vaisala sviluppa continuamente per garantire prestazioni all’avanguardia.

Supportata dalle tecnologie costruttive di sensori di misura, affermata a livello mondiale, la serie Indigo copre una gamma completa di parametri di misura, quali umidità e temperatura, punto di rugiada, contenuto di umidità disciolta in olio, biossido di carbonio (CO2) e perossido di idrogeno vaporizzato (H2O2).

Analisi chimiche industriali: principi, strumenti e soluzioni

Laboratorio analisi chimiche

Tutela dell’ambiente, qualità dei prodotti, ottimizzazione dei processi e sicurezza: queste sono solo alcune delle ragioni per cui l’analisi chimica delle sostanze sta diventando sempre più fondamentale all’interno delle imprese di ogni settore industriale.

Protezione ambientale, qualità costante del prodotto, ottimizzazione dei processi e sicurezza: solo alcuni dei motivi per cui l’analisi dei liquidi sta diventando sempre più essenziale.

Liquidi come acqua, bevande, latticini, prodotti chimici e farmaceutici devono essere analizzati giorno dopo giorno: un compito quotidiano per soddisfare i severi regolamenti GxP e gli obiettivi di produttività durante il ciclo di vita del prodotto.

Con Endress+Hauser è possibile contare non solo su strumenti di eccellenza, progettati secondo i più elevati standard di settore, ma anche su input tecnici di altissima qualità e su team di assistenza con grande esperienza.

Taratura di pH in laboratorio

Le apparecchiature di misura devono essere ispezionate e sostituite con regolarità, il che comporta costi notevoli.

In passato, i sensori di pH venivano sostituiti allo scadere di un determinato periodo di tempo.

Questi sensori erano di tipo analogico, pertanto non era possibile tenere uno stock di sensori pretarati da sostituire velocemente. Endress+Hauser ha proposto la tecnologia digitale Memosens, la quale ha reso possibili varie migliorie.

I sensori di pH digitali Orbisint CPS11D, ora possono essere tarati in laboratorio e i dati di taratura vengono salvati direttamente nella testa dei sensori. I sensori ora possono essere utilizzati con qualsiasi cavo Memosens digitale e trasmettitore Memosens in campo.

L’Azienda ha così potuto ottenere:

• una differenza qualitativa tra taratura di laboratorio e in campo;

• continuità della produzione, grazie ai sensori di pH pretarati;

• i sensori rimangono in servizio più a lungo, poiché vengono sostituiti solo quando effettivamente necessario, non in base alle ore totali di utilizzo.

Una nota società di prodotti per la cura della persona, ha scelto di utilizzare la tecnologia Memosens digitale di Endress+Hauser per garantire la massima disponibilità dei propri strumenti di misura.

Nello stabilimento dell’Azienda in Germania, si lavora su tre turni nell’arco delle 24 ore, cinque giorni alla settimana. Le caratteristiche dell’assortimento di prodotti consentono di produrre in continuo: per questo, l’elevata disponibilità dei sistemi e dei macchinari è particolarmente importante.

Lo stabilimento chiude solo una volta all’anno, per un periodo di varie settimane, per permettere lo svolgimento di attività di manutenzione e taratura, durante le quali i misuratori – che di norma sono permanentemente installati nei sistemi – vengono messi fuori servizio, testati e tarati.

Lo stabilimento ha una procedura speciale per gestire i punti di misura del pH impiegati per la produzione e il trattamento delle acque di scarico.

Le interazioni con i fluidi di processo determinano una contaminazione generale dei sensori di pH. 2.

Il secondo caso di studio analizzato riguarda invece la più grande impresa di trasformazione del latte in Svizzera. Lo stabilimento a ovest di Zurigo, produce latte in polvere e mozzarella. In linea con il concetto di sostenibilità del caseificio premium, l’azienda applica anche l’alta efficienza energetica al suo processo di trattamento delle acque reflue.

La società è impegnata a ridurre al minimo l’onere che le sue attività produttive pongono sull’ambiente.

Gli obiettivi erano quindi:

• chiarificare in modo sostenibile le acque reflue, con una riduzione di oltre il 95% della domanda chimica di ossigeno (COD);

• raggiungere un notevole risparmio energetico. Ciò significava ridurre l’elevato carico di COD da 5.000 mg/l a circa 300 mg/l nell’ICR (Internal Circulation Reactor) situato a monte del processo produttivo, e successivamente ridurre il COD a circa 15mg/l nell’SBR (Sequencing Batch Reactor).

Impianto di trasformazione del latte: gestione delle acque reflue Impianto di trasformazione del latte: gestione delle acque reflue.

La soluzione I sistemi di Endress+Hauser garantiscono un processo di pulizia efficace nei reattori sequenziali:

• i sensori ottici digitali Oxymax COS61D assicura una rapida e continua misura dei livelli di ossigeno nelle acque di scarico;

• il trasmettitore multicanale Liquiline CM44 trasferisce i valori alla sala controllo. Il risultato è che il processo di pulizia viene supportato in modo affidabile e allo stesso tempo viene limitata la costosa fornitura di ossigeno. Inoltre, il monitoraggio del pH attraverso i sensori Orbisint CPS11D previene la fermentazione nelle acque reflue.

Attraverso i prodotti e il know how fornito da Endress+Hauser, l’azienda ha potuto:

• Ottenere il 40-50% di risparmio energetico nel processo di trattamento delle acque reflue, grazie alla precisa regolazione dell’apporto di ossigeno;

• risparmiare sui costi in tutte le fasi del processo;

• monitorare in modo simultaneo più punti di misura e parametri, utilizzando trasmettitori multicanale.

Monitoraggio del ciclo acqua/vapore in una centrale elettrica

Il terzo cliente analizzato ha costruito una nuova centrale a biomassa per la fornitura di riscaldamento nella città di Zwickau. L’impianto – completamente automatizzato – situato nella Germania orientale viene alimentato con trucioli di legno e produce 75.000 MWh di teleriscaldamento e 36.000 MWh di energia elettrica all’anno.

Per espandere al massimo la vita produttiva dell’impianto, l’azienda necessitava di un monitoraggio affidabile del ciclo acqua/vapore per rilevare le impurità che altrimenti avrebbero danneggiato le apparecchiature dell’impianto.

Inoltre, il fornitore della turbina aveva indicato un valore massimo di conducibilità di 0.2μS/cm per mantenere le condizioni di garanzia. Dal momento che l’impianto è gestito da soli sette dipendenti e funziona 24 ore su 24, la soluzione doveva essere estremamente affidabile, facile da utilizzare e a bassa richiesta di manutenzione.

Monitoraggio del ciclo acqua/vapore in una centrale elettrica

Per far fronte a questa sfida, la direzione dell’impianto ha deciso di adottare la soluzione di monitoraggio SWAS (Steam/Water Analysis System) di Endress+Hauser, che è stata installata e messa in funzione in soli tre giorni.

La fornitura è costituita da più parti:

• dispositivi di misura ottimizzati per la produzione di energia elettrica (9 sensori Condumax CLS15D per bassa conducibilità, 2 sensori Orbisint CPS11D per la misura di pH con anello salino e 2 trasmettitori multicanale Liquiline CM448 con registrazione dei dati integrata);

• attrezzature da laboratorio per la messa in funzione e la validazione degli strumenti;

• diversi servizi di consulenza e formazione, per personalizzare la soluzione e renderla ottimale per il processo specifico;

• registrazione dei dati relativi alla qualità dell’acqua e del vapore per rispettare le condizioni di garanzia della turbina.

Utilizzando la soluzione e le competenze di Endress+Hauser, il cliente ha potuto ottenere:

• una soluzione completa SWAS in grado di operare in modo affidabile fin dal primo giorno;

• manutenzione minima e funzionamento semplice, grazie ai dispositivi con tecnologia Memosens; • elevata affidabilità e disponibilità della soluzione, che assicurano la messa in servizio ad opera di un solo dipendente.