時「食」安心，你可以這樣防範！

雖然世界各地的語言和文化各不相同，但沒有什麼比優質、健康的食物更能將所有人聚集在一起。安全食品的穩定供應被認為是理所當然的。然而，農業和食品包裝行業的專業人士清楚地知道在包裝過程中分析、監控和檢查食品的重要性。這些公司面臨重大挑戰，例如農產品被石頭或其他碎片污染、包裝破損或未密封、產品標籤錯誤以及農產品變質。幸運的是，許多解決方案都可以使用當今的技術，包括 SWIR、InGaAs、CCD/CMOS 和 X 射線。

咖啡生產就是一個例子，它透過機器視覺得到增強。為了乾燥咖啡豆，將它們放在地上的防水布上，耙起並放入漏斗中。

 

在這個耙動過程中，岩石或礫石很容易與咖啡豆混合。在豆子包裝之前，需要將這些石頭分揀出來。如果石頭被忽視並與咖啡豆一起包裝，它們可能會帶來衛生問題，並可能導致咖啡研磨機破裂。機器視覺可用於區分形狀和尺寸相似的物品。

 

將攝影機和探測器放置在整個生產線的檢測位置將有助於根據短波紅外光譜識別材料，從而區分咖啡豆和石頭。
 
例如，咖啡豆供應商完成乾燥過程，然後將咖啡豆包裝發送給咖啡公司。他們使用整合視覺輔助系統來區分好豆子和壞豆子，包括識別石頭等異物。

保護和保存食品和包裝

幸運的是，相機和感測器可用於旨在改善食品檢查、分類、安全和品質的設備。這些系統可以為作業人員提供在食品發貨前識別食品和包裝問題所需的能力。視覺檢測可以防止不安全、低品質的食品進入貨架，並節省企業因退回有缺陷的包裝而產生的成本。無論流程需要簡單的短波紅外線 (SWIR) 檢測還是客製化解決方案，我們都在此找到了許多可以提高農產品和包裝安全性的解決方案。

產業問題

目前世界人口為 77 億，預計到 2025 年將增長到 97 億，農業公司面臨著滿足對高品質食品不斷增長的需求的挑戰。為了取得成功，他們必須不斷分析和優化食品分類和檢驗流程。

從歷史上看，人們不斷的對食物進行分類，以確保只有高品質的產品才能進入商店。隨著產品數量持續增長，由於準確性和成本問題，這種方法不再可行，例如：

•   人類視覺可能會因相似的顏色和形狀而感到困惑，也無法辨識皮膚或包裝下的缺陷
•   沿著輸送帶傳送的農產品數量增加
•   人工成本高
•   到達市場後退回缺陷產品的費用

這些問題為自動化機器視覺技術鋪平了道路。借助機器視覺，企業可以透過檢測人類難以看到的問題來減少食品分類和包裝中的錯誤。其中一些問題的例子包括：水果和蔬菜皮上或皮下的水分含量和表皮受損、包裝破洞以及區分異物和形狀和顏色相似的商品。

SWIR：看到表面之下

水分含量極大影響農產品的品質和保存期限。輕微的額外水分痕跡可能表示黴菌已經開始。表皮受損表示氧氣已經滲透到果皮或果皮並進入水果中。碰傷的水果或蔬菜會出現棕色斑點和/或最終完全變成棕色。雖然大多數水果可以安全食用，但碰傷的水果不美觀或可能熟得太過。

為了優化食品分選檢測過程，有必要在傳送帶上的戰略位置放置不同的高速成像設備。這些感測器將自動掃描農產品，以檢測農產品上的可見和不可見缺陷，這些缺陷應該被過濾掉，這樣它們就不會到達商店。
當蘋果沿著傳送帶移動時，會使用 InGaAs 和 CMOS 相機進行掃描。InGaAs 相機將顯示皮膚下方開始形成的肉眼無法看到的缺陷。CMOS 相機將顯示可見缺陷。

InGaAs 感測器

InGaAs 影像感測器有兩種不同類型：線性和區域。InGaAs線性影像感測器因其高線速率和高靈敏度而適用於農產品的線上分類。它們具有多種截止波長、像素數和行讀出速度。大多數線性影像感測器都採用金屬或陶瓷封裝，但也有其他一些採用柔性塑膠電纜作為較便宜的選擇。InGaAs 面陣影像感測器適用於高光譜成像。這些面陣具有高速幀速率、低讀出雜訊和高靈敏度的特性。它們具有各種截止波長、像素陣列和幀速率。

InGaAs 相機使用 1D 或 2D InGaAs 影像感測器提供即插即用解決方案。它們也是基於原始相機構建多光譜/高光譜成像 (HSI) 相機的簡單解決方案。

包裝缺陷

食品包裝後，可以使用 CCD/CMOS 工業相機發現以前未發現的缺陷。當大量消費包裝商品沿著生產線輸送時，CCD/CMOS 相機可以識別可見缺陷，例如包裝中的凹痕或刺孔。應優先考慮高速和高解析度的要求。有時，產品包裝下方會發生洩漏，InGaAs 相機可以偵測到。當發生包裝破損時，這些有缺陷的產品需要被分類出來，不能流向市場。有時，透過生產線的設備未以適當標準填充，InGaAs 相機也可以偵測未正確填充的包裝。

用於 UV-VIS 的矽基影像感測器

對於食品檢測中使用的 UV-VIS 成像，宏惠光電提供一系列(CMOS) 影像感測器。CMOS技術的創新使得這些影像感測器易於使用，因為所有必要的訊號處理電路都形成在感測器晶片上，並且只需要簡單的輸入脈衝和單一電源來操作它們。機器視覺成像系統中的高速 CMOS 影像感測器用於食品包裝生產，例如檢查標籤、檢查商品是否有凹痕或其他可見缺陷。

CMOS產品：

•    CMOS 線性影像感測器具有從紫外線到高達 1100 nm 的近紅外線區域的高靈敏度。它們具有多種像素配置（從 128 像素到 4,096 像素）、靈敏度和生產線速度
•    CMOS 面陣影像感測器提供各種陣列配置，範圍從 30 x 30 像素到 1,280 x 1,024 像素

用於短波紅外線成像的 InGaAs 偵測器和相機

InGaAs線性影像感測器因其高線速率和高靈敏度而適用於農產品的線上分類。它們具有多種截止波長、像素數和行讀出速度。大多數線性影像感測器都採用金屬或陶瓷封裝，但其他感測器則採用柔性塑膠電纜作為較便宜的選擇。

SWIR 高光譜成像剛開始用於食品加工應用，例如杏仁分級和品質檢測，不僅能夠檢測異物，還能夠對堅果等食品進行分級或識別成分。

在監測農作物、農產品、識別水果甜度等其他應用中，一種高光譜解決方案是影像感測器模組，具有多種波長選擇（例如高達 2.55 µm），可用於高光譜成像系統與專用光學元件相結合。

InGaAs 面陣影像感測器適用於短波紅外線高光譜成像。食品檢測通常需要高速幀速率、低讀出雜訊和高靈敏度，這些都是面陣影像感測器的特徵。宏惠光電提供完整的產品線，具有從 1.7um 到 2.5um 的各種截止波長，還提供從感測器到模組的選項。

文章來源: https://www.novuslight.com/from-farm-to-fork-vision-systems-in-the-food-industry_N11583.html#atop