Cámaras hiperespectrales para investigación e industria
Captura espectros ópticos en una imagen sin tocar la muestra
Detecta diferencias químicas, estructurales o composicionales sin disolver, cortar ni contaminar, para control de procesos, monitorización, diagnóstico e inspección.
Desde caracterización espectral en investigación hasta clasificación en línea, una sola cámara hiperespectral mide en segundos lo que antes exigía reactivos, preparación y múltiples equipos.
Cámara Hiperespectral
Cuando ver (en RGB) no basta
Las diferencias de composición, humedad o estructura pueden pasar desapercibidas. Los controles visuales y destructivos no siempre son viables, y la espectroscopía puntual requiere preparación y ralentiza el análisis.
Sin información espectral robusta y fiable, validar o caracterizar implica asumir incertidumbre.
En laboratorio o en línea, asegurar una analítica óptima reduce el coste técnico, operativo y reputacional. Y las cámaras hiperespectrales push-broom lo logran combinando una alta sensibilidad y SNR con alta resolución espacial.
Consigue información espectral y espacial completa sin tocar la muestra
Las cámaras hiperespectrales miden la firma espectral fingerprint de cada punto de la muestra, sin contacto y en segundos para no dejar pasar ni un detalle.
Permiten identificar materiales, detectar anomalías y clasificar según la química o estructura de la muestra, incluso en condiciones cambiantes o con geometrías irregulares.
Con resoluciones de hasta < 5 nm en VNIR y captura en segundos, permiten generar modelos predictivos y construir mapas químicos en laboratorio o planta sin alterar la muestra ni interrumpir el flujo de trabajo.
Detección de % de humedad, grasa, proteína, microorganismos y cuerpos extraños.
Espesor y uniformidad de recubrimientos y control de calidad de sustancias.
Identificación de pigmentos, capas ocultas o restauraciones previas.
Detección de residuos de disparos, fluidos corporales, falsificaciones y evidencias.
Separación automatizada por composición, tamaños, forma y grosor, incluso en materiales similares.
Espectros de semiconductores, nanomateriales, polímeros y superficies funcionales.
Nuestra solución para análisis hiperespectral
ClydeHSI
Plataformas push-broom VNIR, NIR, SWIR y Raman para análisis espectral completo en laboratorio, línea piloto o planta.
Su gama de cámaras cubre de 400 a 2500 nm, con resolución < 2 nm y captura sin contacto, incluso en condiciones variables.
Así implantamos visión hiperespectral en tu laboratorio
Como partner oficial de ClydeHSI, te acompañamos en todo el ciclo de implantación
Evaluamos tus condiciones de análisis reales (tipo de muestra, rango espectral, entorno de uso) y proponemos la configuración más adecuada según precisión, estabilidad y velocidad.
Calibramos, certificamos y montamos el sistema completo para obtener resultados desde el primer día.
Quien te asesora es quien lo instala y responde si surge una incidencia.
Hacemos seguimiento local y mantenimiento en español, sin centralitas.
El equipo correcto de tecnología hiperespectral no se elige por catálogo. Se define contigo.
Reduce la incertidumbre, no las muestras
Tanto si necesitas clasificar materiales en línea como caracterizar muestras en investigación, la visión hiperespectral te permite ver lo que otros métodos no muestran, sin preparar ni alterar la muestra.
Integramos contigo el sistema que se adapta a tu entorno: planta, laboratorio o unidad de I+D.
Definición de Cámara hiperespectral
Las cámaras de Imagen Hiperespectral (HSI) son una herramienta analítica que combina la espectroscopia óptica con la captura de imágenes. A diferencia de los sistemas de visión RGB tradicionales de tres canales, la imagen hiperespectral captura un espectro óptico completo compuesto por cientos de bandas para cada píxel. Esto genera una huella o firma espectral única del material que permite su identificación. La imagen hiperespectral es un método de análisis rápido, no invasivo y sin contacto que mejora aplicaciones como el control de calidad de productos de consumo, mejora de procesos industriales y el avance de la investigación científica.
Las cámaras de Imagen Hiperespectral (HSI) son mucho más que una cámara. Nos ayudan a entender mejor el mundo que nos rodea, aumentando la realidad que podemos percibir. Las cámaras hiperespectrales generan imágenes ricas en colores que nuestros ojos desnudos no pueden ver. En lugar de ver un color nos permiten obtener un espectro óptico completo para cada píxel de la imagen.
Ventajas de las Cámaras hiperespectrales
- No invasiva ni destructiva: Los materiales no se dañan ni se tocan. Permite su uso en bienes culturales de alto valor.
- Velocidad y sencillez: Capaz de seguir líneas de producción a cientos de frame/s. Posibilidad de integrar sin grandes modificaciones de la línea.
- Alta especificidad: Identificación de materiales visualmente idénticos.
- Multiparámetros: Un mismo sistema espectral puede darnos información de varios parámetros sin afectar su resultado.
- Versatilidad: Posibilidad de trabajar con diferentes técnicas de espectroscopia manteniendo el set-up.
- Automatización e industria 4.0: Totalmente compatible con los actuales estándares de la industria para la automatización en la toma de decisiones.
- Robustez y seguridad: Sistemas robustos con mantenimiento bajo capaces de trabajar 24/7.
Preguntas frecuentes sobre Cámaras hiperespectrales
Nuestros ojos tienen tres tipos de células receptoras capaces de recibir información de una pequeña parte del espectro electromagnético, el rango visible ( 400 - 700 nm). Gracias a los sensores actuales podemos ver mucho más allá de nuestro limitado rango visible (400 - 700 nm). Somos capaces de exceder nuestras limitaciones biológicas y “ver como abejas” obteniendo información de mayor energía en el rango UV ( 190 - 400 nm). Por el lado contrario, en el rango IR, podemos estudiar la absorción de moléculas y enlaces minerales en todo el rico y amplio espectro infrarrojo (750 - 2.500nm). El acceso a esta información complementaria abre todo un mundo invisible a nuestros ojos.
Lás cámaras hiperespectrales suelen cubrir 4 principales rangos espectrales:
- UV: 220 - 400 nm
- VisNIR: 400 - 1100 nm
- NIR: 900 - 1.700 nm
- SWIR: 900 - 2.500 nm
A diferencia de las técnicas de análisis puntuales (FORS, Raman, FT-IR, uXRF), la HSI nos permite conocer que hay en la muestra, cuanto hay y dónde está. Podemos estudiar cualitativa y cuantitativamente compuestos farmacéuticos, alimentos, minerales, evidencias forenses e incluso obras de arte. En este tipo de muestra la información espacial es clave y proporciona información crítica imposible de obtener punto por punto.
Esta técnica ya se usa en multitud de aplicaciones y nos ayuda a conocer y entender mejor el mundo. Toda esta información es accesible a Además gracias a los sensores actuales podemos ver mucho más allá de nuestro limitado rango visible (400 - 700 nm). Somos capaces de exceder nuestras limitaciones biológicas y “ver como abejas” obteniendo información de mayor energía en el rango UV ( 190 - 400 nm). Por el lado contrario, en el rango IR, podemos estudiar la absorción de moléculas y enlaces minerales en todo el rico y amplio espectro infrarrojo (750 - 2.500nm). El acceso a esta información complementaria abre todo un mundo invisible a nuestros ojos.
La técnica hiperespectral trabaja a alta velocidad, de forma no invasiva y sin tocar ni dañar la muestra. En muchas industrias y aplicaciones esto es clave y requisito indispensable. Cuando añadimos una capa de procesamiento de espectro e imagen es cuando de verdad obtenemos todo el potencial de la imagen hiperespectral. Podemos procesar las imágenes y espectros en tiempo real y acelerar y mejorar nuestra toma de decisiones de forma autónoma, objetiva y automatizada. Sustituimos una decisión subjetiva por un sistema de control reproducible, robusto y confiable.
Un ejemplo claro es la clasificación de frutas y hortalizas. La manipulación se sucede en varias etapas desde la cosecha, limpieza, clasificación, graduación y envasado antes de ser finalmente enviadas al mercado. Se trabaja en líneas de procesamiento de alta velocidad donde los daños no son fácilmente visibles para el ojo humano. La clasificación manual, resulta lenta, costosa, inconsistente, ineficiente y está sujeta a la percepción y al error humano. La imagen hiperespectral es excelente para medir y usar parámetros de la salud de frutas y verduras, como la presencia de magulladuras o daños, contenido en azúcar, color y la apariencia de la piel. Tenemos resultados previos donde el sistema hiperespectral es capaz de usar modelos de clasificación automática consistentes y cuya precisión ha pasado de un 60% con operarios a un 99% con el sistema automatizado.
Los términos Snapshot, Push-broom o Whiskbroom se refieren a los diferentes procesos por los que podemos obtener una imagen hiperespectral. El modo de adquisición impacta directamente en los resultados afectando a la calidad de la imagen y los espectros.
SnapShot: Estas cámaras adquieren la información espacial y espectral en una única toma. Es lo más parecido a una cámara de fotos. El sensor recibe luz durante un instante de toda el área de análisis. Son cámaras muy rápidas pero la sensibilidad es baja y la resolución espacial y espectral es limitada. Como ventaja tienen un menor coste y una integración sencilla.
Whiskbroom (point-scanning) La imagen se forma obteniendo mediaciones punto por punto. la cámara o el objeto se mueve secuencialmente. Permite una alta sensibilidad pero el tiempo de análisis es largo. Limitamos la resolución espacial, obteniendo promedios en regiones.
Push-Broom (line-scanning): Análisis por líneas. Utilizamos un sensor en 2D para registrar simultáneamente una línea de las muestras. Igual que en Whiskbroom la muestra o la cámara se mueve. Es ideal para procesos en línea ya que consigue una alta velocidad de análisis, alta resolución espacial y espectral y una excelente relación señal - ruido (SNR).
La imagen hiper y multi espectral comparten similitudes ya que en ambos casos somos capaces de obtener información espacial (imágen) y espectral de forma no invasiva y sin contacto. La principal diferencia viene dada por la cantidad de información que obtenemos por pixel. Las multiespectrales permiten obtener entre 3 y 15 bandas. Muy útiles para distinguir colores y aplicaciones básicas. Las cámaras hiperespectrales obtienen cientos de bandas (espectro completo). Esto permite captar su firma química y poder usar la espectroscopía para el tratamiento de datos.
Las cámaras hiperespectrales se suelen usar en modo reflectancia, donde iluminamos la muestra con una fuente de luz externa y tras interactuar con el material recogemos y estudiamos la luz reflejada. El material es capaz de reflejar la luz en bandas específicas y únicas del material. Esto genera su espectro de reflexión o huella espectral relativa o absoluta si usamos un material de referencia. Materiales que visualmente son iguales pueden reflejar la luz de forma diferente, permitiendo su identificación. Las cámaras hiperespectrales también permiten trabajar en modo absorción, transmisión, emisión, luminiscencia o scatter (e.g., Raman, Debye, or Mie Scattering).
Las cámaras tipo push-broom, análisis por líneas, capturan la luz a través de de una rendija de entrada (slit) de pocos milímetros. En el interior de la cámara tenemos un elemento dispersivo que separa la luz en sus diferentes longitudes de onda. La luz viaja hasta un sensor bidimensional donde registramos la información espacial (eje X) y la información espectral (eje Y). Esto genera un plano de información. A medida que la muestra se mueve, obtenemos otra nueva línea que genera otro plano. Podemos “apilar” estos planos hasta generar nuestro hipercubo. El hipercubo es una estructura de datos 3D con información espacial (imagen) en x, y e información espectral en el eje z.