Hyper Spectral Imaging in vogelvlucht

Twaalf jaar geleden startte Ing. Frans van der Meij van SpectraPartners in Haarlem met de distributie van Hyper Spectral Imaging-apparatuur in de Benelux. Samen met partner van het eerste uur Spectral Imaging Ltd. (Specim) werd een fundament gelegd voor een spectaculaire ontwikkeling van deze technologie.

Tijdens de beginperiode was er alleen een spectrograaf beschikbaar waarmee de klant zelf aan de slag moest om een hyper spectrale camera te bouwen. Voor de whizzkids onder de ontwikkelaars natuurlijk een prachtige uitdaging: door onderzoekers van de Universiteit Wageningen en TNO Delft werden in die tijd vele prachtige oplossingen ontworpen die de kracht van Hyper Spectral Imaging aantoonden. Voor een bredere toepasbaarheid van deze technologie was dit echter niet de juiste weg. Specim en SpectraPartners voorzagen de spectrografen toen van zelf ontwikkelde lenzen en camera’s van derden en zo werd een eerste stap gezet met de leveringen van de complete Specim Hyper Spectral camera’s.

Onze klanten vroegen ons vervolgens om een scanner te ontwikkelen die in combinatie met de camera de Hyper Spectrale Datacube genereert. Daarom werd de Specim Hyper Spectral Imager (HSI) ontworpen: deze functioneert als een lijnscan-camera (de zogenaamde Push Broom-technologie) die op de x-as de spatiële informatie weergeeft terwijl de y-as de spectrale informatie toont. Voor een compleet beeld van een te meten object dient dan óf de camera te worden bewogen óf het product. Op de stand van SpectraPartners ziet u een dergelijke opstelling.

Er zijn inmiddels verschillende hyperspectrale scanners beschikbaar met scanafmetingen variërend van 20 bij 40 cm tot 50 bij 100 cm. Ook zijn er Rotatie-scanners leverbaar die gemonteerd op een statief, een 360 graden-beeld kunnen vastleggen. Zelfs complete boorkernen kunnen zo volledig automatisch worden gescand.

De bijgeleverde data-acquisitie software maakt het leven van de gebruiker zeer eenvoudig aangezien
de totstandkoming van de datacube volledig is geautomatiseerd. Zowel de donkerstroom als wit-referentie (Flat Field-correcties) worden automatisch opgeslagen in een formaat dat compatibel is met een breed scala aan softwarepakketten zoals Evince, Matlab of ENVI waarna dataverwerking kan plaatsvinden.

Inmiddels zijn er ook softwarepakketten beschikbaar die in-line draaien, zoals Breeze. Zo zijn de afzonderlijke componenten uitgegroeid tot een alles-in-een hyper spectraal camera als volwassen industrieel instrument. SpectraPartners informeert u graag over de brede toepasbaarheid en mogelijkheden!

Toepassingen

Veel industriële bedrijven zijn inmiddels overgestapt op deze technologie. Niet alleen in het visuele en NIR-gebied (0,4 – 1um) zijn oplossingen voorhanden; de InGaAs-camera maakte het mogelijk verder te kijken tot circa 1.7um. Inmiddels is er een indrukwekkende serie nieuwe camera’s voor diverse applicaties ontwikkeld met een nog verfijndere technologie, zoals:
– de SWIR met een bereik van 1 – 2,5 um
– de MWIR met een bereik van 3 – 5 um
– de LWIR met een bereik van 8 – 12 um

Met de inzet van dit type hyper spectraal camera’s worden steeds meer nieuwe applicaties mogelijk. Bijvoorbeeld: door gebruik te maken van een klein vliegtuig of een speciaal ontwikkelde drone worden met behulp van onze VNIR- en SWIR-camera’s snel grote oppervlakten in kaart gebracht zodat er daken met asbest kunnen worden ontdekt en zó sanering doeltreffend kan worden doorgevoerd. Ook FX10 en FX17-camera’s zijn geschikt bevonden om on board opnames te maken. De eerste testvluchten hebben onlangs plaatsgevonden.

Recycling is een andere tak van sport waarbij hyper spectraal camera’s worden toegepast. Vooral bij de recycling van plastics is deze technologie een goed hulpmiddel. Omdat het sorteren van voornamelijk zwarte plastics een grote uitdaging bleek aangezien de aanwezige koolstof determinatie onmogelijk maakt, is de MWIR-camera een prachtig hulpmiddel; de absorptiebanden van koolstof hebben bij deze camera immers geen invloed op de metingen. SpectraPartners vertelt u hier graag meer over.

Nieuwste ontwikkelingen

SpectraPartners heeft in de afgelopen jaren reeds vele hyper spectraal camera’s van de hoogste kwaliteit bij diverse projecten over de gehele Benelux geïnstalleerd. De enorme diversiteit aan toepassingen is verbazingwekkend, bijvoorbeeld van haarscheur-detectie in lichtgewicht metalen tot aan droge stof-bepaling van aardappelen. Zo leverden wij ook een volledig geautomatiseerde Phenotype-opstelling (0,4-2,5um) in het Belgische hart van de agrarische industrie tot installatie van apparatuur die sorterings-algoritmes kan bepalen in de high tech-omgeving van Eindhoven. Ook in combinatie met zelflerende, neurale netwerken worden binnenkort nieuwe ervaringen opgedaan in Noord-Nederland.

SpectraPartners is bijzonder trots dat de door hen geleverde hyper spectraal camera’s nu ook worden ingezet voor baanbrekend borstkankeronderzoek waarbij chirurgen door middel van hyperspectraal-beelden zorgvuldige verwijdering van alle kankercellen kunnen bewerkstelligen. Hiervoor zijn recentelijk twee complete camerasystemen inclusief scanners geleverd aan het vooraanstaande Anthonie van Leeuwenhoek Ziekenhuis en het Nederlands Kanker Instituut. Er wordt nu onderzoek gedaan om de camera nog slimmer te maken door middel van zeer gespecialiseerde (nog te ontwikkelen) software. Zo kunnen straks sterk borstbesparende operaties worden uitgevoerd waarbij de kans op het achterblijven van tumorcellen tot nihil kan worden gereduceerd.

Verder is in Friesland onlangs nog een volledig geautomatiseerde HSI-scanner geleverd die in combinatie met een barcode-scanner en een lopende band, grote hoeveelheden agrarische samples bemonstert.

Meetinstrumentatie voor de absolute meting van licht

Naast de prachtige apparatuur van Specim heeft SpectraPartners echter nog meer in het arsenaal: zo leveren wij hoogwaardige meetinstrumenten voor het kwantificeren van stralingsintensiteit vanaf 350-1000 nm. Dit doen wij met gebruik van de spectroradiometers van Jeti en Gooch & Housego en met de luminantie-camera’s van TechnoTeam. Al deze instrumentatie is in-line inzetbaar en levert aan de gebruiker gekalibreerde meetdata op het gebied van kleur, transmissie, luminantie en verlichtingssterkte.

Op onze beursstand laten wij graag voorbeelden van dergelijke apparatuur van Jeti en TechnoTeam aan u zien.

Zo bundelen SpectraPartners en haar leveranciers steeds opnieuw hun krachten om innovatieve oplossingen van hoogwaardige kwaliteit voor uw wensen en uitdagingen te vinden. SpectraPartners gelooft dat de integratie van de nieuwste technische ontwikkelingen niet alleen leidt tot meer efficiëntie maar ook de veiligheid zal bevorderen. Wij nodigen u dan ook van harte uit om uw specifieke wensen aan ons kenbaar te maken. Wij gaan de uitdaging graag samen met u aan!

Het voert echter te ver om alle meetapparatuur variërend van luxmeters tot röntgen- en andere stralingsmeet-apparatuur die wij ook kunnen leveren, hier te bespreken. Wij verwijzen u graag naar onze website www.spectrapartners.nl.

Natuurlijk verzorgen wij verder voor u ook graag onderhoud, kalibratie en reparatie en zelfs verhuur van ons assortiment instrumenten.

Frans van der Meij

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *