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Bringt aktiv gekühlte LED-Beleuchtung bei der Video-Bildinspektion mehr Effizienz?

Verschiedene Beleuchtungstechnologien im Vergleich.

Nach einer Studie von Forschern bei der US-Firma Quad-Tech, Inc., einem Anbieter von Steuerungssystemen für die Druckindustrie, bieten Visionsinspektionssysteme mit aktiv gekühlter Leuchtdioden-(LED)-Beleuchtungstechnik eine eher verbesserte Inspektionsbildqualität zu niedrigeren Betriebskosten als diejenigen Systeme, die alternative Beleuchtungsmöglichkeiten einsetzen.

Tim Bergin, John Cusack und Kris DeSmet haben die Bilddarstellung von Folien- und Kartonprodukten bei Beleuchtung durch zwei LED-Quellen, Wolfram-Halogen- und Fluoreszenzlichtformen, verglichen. Eine LED ist eine Halbleiterlichtquelle. Wenn sie eingeschaltet ist, rekombinieren Elektronen mit Löchern innerhalb der Vorrichtung und geben Energie in Form von Photonen ab. Optische Komponenten reflektieren und formen das Strahlungsdiagramm, was in hellem Licht resultiert.

Unter den drei Beleuchtungsmöglichkeiten erzeugte LED eine sehr geeignete Weißlichtleistung von 6.700 Kelvin, was zu realitätsgetreuen Farben führt. Desweiteren können RGB-Farbanteile angepasst werden, woraus eine Weißlichtquelle mit einstellbarer Temperatur entstehen kann. Verglichen mit 3.000 Stunden für Fluoreszenz- und unter 700 Stunden für Wolfram-Halogenlampen beträgt die Betriebsdauer von LEDs bis zu 100.000 Stunden.

Zu den wichtigsten Aspekten des LED-Lichtdesigns gehören stabile Lichtintensität und Farbtemperatur. Anhaltende Wärme und höhere Umgebungstemperatur beschleunigen die Abbauleistung der Vorrichtung, was zu verminderter Leistung führt. Bei Verringerung einer weißen LED von 100°C auf 45°C beispielsweise steigert dies die Ausbringungsleistung um 25 Prozent.

Nur mit aktiver (flüssiger) Kühlung erzielte temperaturgeregelte LED-Beleuchtung ist in der Lage, die reproduzierbaren Bedingungen zu schaffen, um ein wiederverwendbares „Golden Template“ einzusetzen und Farbalgorithmen präzise zu überwachen. Aktive Kühlung stellt die Stabilität der Lichtintensität sicher und schützt vor Farbwechseln während Druckläufen und von einem Drucklauf zum nächsten.

Seit ihren Entwicklungsanfängen in den früher 1960er Jahren hat die LED-Technologie erhebliche Fortschritte gemacht. Anfängliche LEDs haben lediglich Rotlicht mit geringer Intensität abgegeben und kamen hauptsächlich als Anzeigelampen für vielerlei Vorrichtungen zum Einsatz. Heutzutage umfasst LED-Technologie die sichtbaren, ultravioletten und infraroten Wellenlängen und wird in zahlreichen Anwendungen, angefangen von Gebäudebeleuchtungen bis hin zu HDTV, eingesetzt.

Die Studienergebnisse wurden in einem 16-seitigen Weißbuch veröffentlicht und können in englischer Sprache unter http://www.quadtechworld.com/downloads/whitepapers/wp022010.pdf heruntergeladen werden.

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