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NPI PIS-UHX-NIR近紅外鹵素光源技術:高功率紅外照射與半導體/生體檢測應用

更新時間:2026-04-08      瀏覽次數:42
PIS-UHX-NIRPIS-UHX-AIRPIS-UHX-IR是日本NPI公司推出的高性能近紅外(NIR)鹵素光源裝置系列。該系列產品專為需要高強度紅外照射的工業視覺、無損檢測及科研實驗場景設計。相比傳統的100W機型,該系列搭載了150W高功率燈泡,提供了更強的光輸出強度,同時通過三種不同的光譜配置(NIR/AIR/IR),滿足了從通用成像到深紅外穿透的多樣化需求。

NPI PIS-UHX-NIR近紅外鹵素光源技術:高功率紅外照射與半導體/生體檢測應用


核心技術:150W直流點燈與光譜定制


PIS-UHX系列的核心優勢在于其150W直流點燈技術。該設備采用直流(DC)供電方式驅動鹵素燈泡,有效消除了交流電(AC)帶來的光源閃爍現象,確保了光強輸出的高穩定性(電壓穩定度±0.1%)。這一特性對于高精度的機器視覺系統和光譜分析至關重要。

為了適應不同的光譜響應需求,該系列提供了三種特定的波長型號,用戶可根據檢測對象的光學特性進行精準選型:
型號照射波長范圍峰值波長典型應用特征
PIS-UHX-NIR400~1100nm800nm通用型近紅外檢測,性價比高
PIS-UHX-AIR400~1700nm1000nm深紅外穿透,適用于特殊材料分析
PIS-UHX-IR650~1500nm800nm可見光截止,專用于純紅外環境(注:該型號已停產)


硬件規格與環境適應性


PIS-UHX系列采用了寬電壓輸入設計,適應全球不同的電力環境,同時具備高效的強制風冷系統以保證長時間穩定運行。

  • 電氣參數

    • 輸入電壓:AC100V~240V(寬幅輸入),允許范圍AC85V~264V。

    • 功率因數:0.95以上。

    • 點燈方式:直流點燈,電壓可變范圍2-15V,支持外部信號調光。

  • 物理參數

    • 尺寸:124(W) × 165(H) × 224(D)mm(不含突起部)。

    • 重量:約2.7kg。

    • 冷卻方式:強制風扇冷卻,確保設備在0~40℃環境下穩定工作。


應用場景:半導體與生體科學


得益于其高功率輸出和特定的紅外光譜特性,PIS-UHX系列在以下高精尖領域具有不可替代的作用:


1. 半導體與硅晶圓檢測

硅(Silicon)材料在近紅外波段(特別是波長超過1100nm時)具有透光性。PIS-UHX系列中的PIS-UHX-AIR(波長可達1700nm)和PIS-UHX-IR(波長可達1500nm)能夠穿透硅晶圓表面,使內部的電路結構、缺陷或雜質可視化。這使得該光源成為半導體制造和封裝檢測中不可少的工具。


2. 生體科學與農業食品檢測

在生體科學分野和農業領域,近紅外光常用于非破壞性檢測。水分子在近紅外區域有特定的吸收峰,
利用PIS-UHX系列的特定波長(如NIR的800nm峰值或AIR的1000nm峰值),研究人員可以分析生物組織的光學特性。


①. 生體組織成像與水分分析

在生體科學分野,該光源常用于研究光在組織中的散射和吸收特性。由于血紅蛋白和水分子在近紅外波段(700-1100nm)具有不同的吸收光譜,PIS-UHX-NIR的800nm峰值波長常被用作探針,用于觀察皮下血管分布或進行簡單的組織氧合度評估。此外,利用水分子在1450nm附近(PIS-UHX-IR/AIR覆蓋范圍)的強吸收特性,該設備可用于皮膚水分含量的非侵入式檢測研究。


②. 農業與食品的非破壞性檢測

在農業和食品工業中,近紅外光譜是分析物質成分的黃金標準。PIS-UHX系列作為穩定的寬帶光源,被廣泛應用于以下場景:
  • 糖度與水分測定:通過穿透或反射光譜,分析水果(如蘋果、蜜瓜)內部的糖度(Brix值)和水分含量,無需破壞果皮即可篩選優果。

  • 內部缺陷檢測:利用紅外光的穿透能力,檢測果蔬內部的褐變、空心或蟲害。

  • 成分分析:在食品加工線中,用于快速識別脂肪、蛋白質或水分的分布情況,確保產品質量的一致性。


光學擴展:濾鏡與精密配件系統


為了進一步拓展上述應用場景,PIS-UHX系列支持豐富的光學配件,允許用戶構建定制化的光學檢測系統。


1. 紅外透過濾鏡系統

為了消除可見光干擾,獲得純凈的紅外圖像,用戶可選配專用的長波通濾鏡:
  • OF-IR80N:透過波長800nm~,截止可見光,常用于強調深紅外特性的硅晶圓檢測。

  • OF-R70:透過波長700nm~,用于一般的近紅外成像。

  • 配套適配器:提供PFA-IR80N-22.5等專用適配器套裝,確保濾鏡能穩固安裝在光導管出射口。


2. 耐熱線導管(Light Guide)

光的傳輸介質對于系統性能至關重要。由于PIS-UHX系列功率較高,且不同型號的熱輻射分布不同,必須根據型號選擇合適的導管:
  • 標準型(PLG-1-1000-8R):適用于PIS-UHX-NIR。

  • 超耐熱型(UHR系列)PIS-UHX-AIR與PIS-UHX-IR機型必須使用此類導管。由于這兩種型號輻射能量更高,普通導管可能因過熱而損壞,超耐熱型導管采用特殊SUS護套和接口設計。


3. 精密控制組件

  • 調光板(PRB系列):支持模擬電壓(PRB-006DA)、并行數字(PRB-006DP)及RS232C串行通信(PRB-006DR)三種調光方式,實現256級亮度精細調節,滿足不同曝光需求。

  • 機械快門(PMS系列):提供常開(PMS-016-O)和常閉(PMS-016-C)兩種選項,用于精確控制曝光時間,配合科研級相機進行微秒級的光信號捕捉。


總結


NPI PIS-UHX系列近紅外鹵素光源裝置憑借150W高功率直流點燈技術,解決了傳統光源亮度不足和閃爍干擾的問題。其三款光譜型號(NIR/AIR/IR)的差異化設計,配合超耐熱導管精密濾鏡系統,使其成為半導體晶圓檢測、生體組織研究及農產品品質分析領域的理想光源。特別是PIS-UHX-AIR型號提供的深紅外波段(至1700nm),為需要長波長穿透力的前沿科研應用提供了強有力的支持。



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