Upload
donguyet
View
216
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dr. Heinrich Grüger / Fraunhofer IPMS08.02.2011
© Fraunhofer IPMS
FCM Workshop “Sicherung der internationalen Obst- und Gemüsekette- ein Plus an Gesundheit”
Optische Analyse
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 2For internal use only
HintergrundAuch biologisch / chemisch einwandfreie Lebensmittel können sehr großeQualitätsunterschiede aufweisen
Geschmack
Haltbarkeit
Hohe Eindringtiefe: Information auf der Inneren der Frucht
Rechtzeitiges Erkennen und vorausschauende Analyse können durchNutzungsoptimierung Vorteile erzeugen:
Endverbraucher Mosterei Biokraftstoff
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 3For internal use only
NIR Spektralanalytik
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 4For internal use only
Scanning Grating SpektrometerCzerny-Turner Configuration
Zeitsequenzielle Spektrenerfassung: Kein Array notwendig
Zwei Spiegel (1x sphärisch, 1x parabolisch)
Kernbauelement: MEMS scanning grating Chip
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 5For internal use only
MEMS Technologie
TMAH-etched <100> grating
Sinus-grating with BPSG layer
TMAH-etched tilted <111> grating
Comb Drive
Torsion Spring
Bond Pads
Frame
Isolation Trenches
Reflection Grating
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 6For internal use only
Scanning Grating Spektrometer
• Bereich 950...1900nm
• Größe 120 x 90 x 80 mm³
• Auflösung <10nm
• λ-Stabilität 0.5...1nm
• TI TMS320F2812 (120MIPS)
• 12 Bit AD-Converter
• USB 1.1 Interface
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 7For internal use only
Scanning Grating Spektrometer
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 8For internal use only
Hyper Spectral Imaging
Conveyor Belt
Objective Lens
Entrance Slit
Collimator
MOEMSScanning Grating
Refocusing Optic
1D Detector Array
Scanned Object Field
λ1λ0λ3
Rotation Axis
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 9For internal use only
Hyper Spectral Imaging (HSI)
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 10For internal use only
HSI: Beispiel Apfel
HSI
Drehung um 360° zurErfassung der gesamtenApfeloberfläche.
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 11For internal use only
HSI: Beispiel Steak
Steak
NIR transparente Waageschale
HSI
Langsamer Scanner
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 12For internal use only
HSI: Digitale Bildrekonstruktion
X(i)
Y(j)
λ(k)
Identification, [quantification] : autocorrelation, OLUC, [OLUP]
hyper spectral
image cube
image after identification
identification-results: substance @ X(i),Y(i)visualization
conveyor belt PET PP
© Fraunhofer IPMSDr. Heinrich Grüger I 08.02.2011 I slide 13For internal use only
Beispiele zu Möglichkeiten und Grenzen
Beispiel Obst und Gemüse
Reifegraderkennung
Druckstellen
Beispiel Honig
Wassergehalt, Zuckermatrix
Kein Zugang zu Prolin oder HMF
Beispiel Fleisch
Eiweiß, Fett, Wasser, Bindegewebe
Kein Zugang zu Mikroorganismen (Salmonellen,...)
Beispiel Spirituose
Alkoholgehalt