质量控制中的多重成像技术(上)

来源:Excelitas Technologies

作者:-

发布时间:2025-09-03

阅读量:10

质量控制中的多重技术(上)

Kavita Aswani博士,埃赛力达高级生物医学应用科学家;

Michael Bulk,埃赛力达光学部产品总监;

Gerhard Holst博士,埃赛力达高级成像产品与应用科学家.


前言

随着技术的不断进步,多个行业在质量控制领域迎来了革命性的创新——多重成像技术。这种技术结合了光照、检测与光学元件的精密配合,能够在各类应用中显著提升检测的准确性和效率。特别是在制造业中,利用多重成像可以大幅改善质量控制和检测过程,帮助企业确保产品质量,提升生产效率。


在本期文章中,我们将深入探讨多重成像在质量控制中的应用,了解其如何在各行业中提升工艺流程与结果准确性。


概述
多重成像技术可显著提升多个行业中质量评估的准确性和效率,尤其是制造业。从图像采集到图像分析,多重成像技术优化了质量控制和检测流程。结合近年来图像分析人工智能软件的发展,多重成像还可对复杂样本进行更深入、全面的分析。


在部署多重成像技术时,照明、检测与光学系统的优选取决于具体应用场景。埃赛力达® 提供种类丰富的光源、相机和镜头,并与客户紧密合作,确保为每一项应用选择最合适的组件。


多重成像技术涵盖照明、检测及光学系统

多重成像是多光谱、高光谱或多颜色成像,应用于吸收、反射或多色荧光成像。常见的多重成像方式包括:


1. 荧光成像:光源照射样品后,样品发出的荧光被送回目镜或相机。多色荧光成像利用宽光谱照明结合光学滤光片,或使用多个波长特定的      LED 或激光进行多波段照明。

图1:多色荧光成像示意图


2. 吸收/反射成像:宽光谱照明或不同波长的光照射样品后,样品的透射光(吸收)或反射光被送回目镜或相机。视目标波长而定,可能需在光源处配置滤光片。

图2:多光谱吸收/反射成像示意


3. 荧光、电致发光及方式:通过组合参数,例如荧光强度与荧光寿命,可实现视觉对比分析,或借助人工智能技术进行光谱分析。

图3:多模态成像示意


多重成像提升跨行业的流程与成果

多重成像被广泛应用于各类无损质量控制和分拣场景,如材料检测(例如木材、塑料、日用品、货币、芯片、废弃物、太阳能电池)及食品质量控制等。

应用示例如下


1. 材料检测:制造商可借助多重成像技术检测木材或织物中的缺陷,从而显著提升品质。在制药行业,多重成像有助于检测药片的成分差异、均匀度、填充水平甚至剂量,同时也能发现污染或异常情况,从而提高质量控制能力。半导体芯片、货币、太阳能电池、艺术品、纺织品等多种材料的质量控制,同样受益于多重成像的无损污染检测与分类应用。

图4:多重成像揭示密封包装内药片的成分信息


2. 食品行业:多光谱成像可用于检测并剔除存在质量或污染问题的食品与材料,识别最佳成熟度,并依据操作人员设定的条件进行分拣,从而确保食品安全并延长保质期。具体可检测的指标包括水果的淤伤、成熟度、硬度和pH值;肉类的脂肪与蛋白质含量;以及多种食品中的农药残留、污染物乃至病原体等。

图5:食品质量控制中的多重成像应用


多重成像还广泛应用于其他行业的检测领域,例如:


3. 数字病理学:通过将荧光标记与明场图像结合,可提供关于分子位置及其在疾病与非疾病状态下相互作用的信息。特定分子的荧光光谱在病变组织中会与正常组织显著不同。


4. 法医科学:多光谱成像可用于血迹检测,即使是在深色表面上,或者在血迹被擦除后也能识别。此外,还可用于揭示隐藏或已被清除的纹身。

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