Thiết bị cảm biến Sammi dò tìm lỗi sản phẩm

Tại Viện Nghiên cứu Fraunhofer ở Đức, các nhà khoa học đã chế tạo thành công SAMMI, thiết bị cảm biến dùng sóng milimet để soi kiểm tra nhiều loại sản phẩm. Công nghệ này có thể xuyên qua những vật liệu không trong suốt mà không phát ra các tia được xem là có hại, mở ra khả năng kiểm tra an toàn hơn. Thay vì chỉ quan sát bề mặt, SAMMI giúp phát hiện những bất thường nằm sâu bên trong vật thể mà mắt thường hoặc các phương pháp kiểm tra thông thường khó nhận ra. Trong dây chuyền sản xuất thực phẩm, thiết bị có thể kiểm tra xem từng gói hàng đã đủ trọng lượng hay chưa, đồng thời phát hiện tạp chất lẫn trong sản phẩm. Khả năng này đặc biệt hữu ích khi nhà sản xuất cần kiểm soát liên tục số lượng lớn sản phẩm đang di chuyển với tốc độ cao trên băng tải. Nhờ vậy, những gói thiếu nguyên liệu, chứa dị vật hoặc có cấu trúc bất thường có thể được nhận diện sớm, trước khi tiếp tục đến các công đoạn sau. Theo Tiến sĩ Helmut Essen, Trưởng Khoa thiết bị cảm biến và rađa phát sóng milimet thuộc Viện Nghiên cứu Fraunhofer, SAMMI có phạm vi ứng dụng khá rộng. Thiết bị từng được mô tả với khả năng phát hiện mảnh vụn gỗ ẩn trong tã lót, túi khí nằm bên trong nhựa, bánh hạnh nhân bị vỡ và các dị vật trong thức ăn. Những ví dụ này cho thấy công nghệ không chỉ phục vụ ngành thực phẩm mà còn có thể hỗ trợ kiểm tra chất lượng trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác. SAMMI còn được kỳ vọng giúp các nhà nghiên cứu theo dõi quá trình mất nước của thực vật trong những đợt hạn hán nghiêm trọng. Khi lượng nước thay đổi, đặc tính hấp thụ tín hiệu của các khu vực khác nhau trong mẫu thực vật cũng thay đổi theo. Thiết bị vì thế có thể cung cấp thêm thông tin về tình trạng bên trong cây, dù bài gốc không nêu cụ thể phương pháp này sẽ được triển khai ở quy mô nào. Cơ chế hoạt động của SAMMI dựa trên các ăng ten truyền và nhận tín hiệu điện từ ở tần số 78GHz, được bố trí đối diện nhau bên trong thiết bị. Ở giữa hai bảng xoay tích hợp ăng ten, một băng tải đưa mẫu sản phẩm đi qua để hệ thống lần lượt quét những phần khác nhau. Cách sắp xếp này cho phép tín hiệu tiếp cận vật thể từ hai phía, hỗ trợ tạo ra hình ảnh về cấu trúc bên trong mẫu đang được kiểm tra. Các vùng khác nhau của sản phẩm hấp thụ tín hiệu ở những mức độ khác nhau, từ đó tạo nên sự tương phản có thể phân biệt giữa các cấu trúc. Những khác biệt ấy giúp hệ thống nhận ra vị trí bất thường, chẳng hạn khoảng rỗng, mảnh vụn hoặc phần sản phẩm đã bị hư hỏng. Nói cách dễ hiểu, SAMMI không đơn thuần tìm kiếm một hình dạng cụ thể mà quan sát sự chênh lệch tín hiệu giữa các khu vực trong cùng một vật thể. Tiến sĩ Helmut Essen giải thích rằng nhóm nghiên cứu về cơ bản quét vật thể để tìm kiếm những khác biệt bên trong sản phẩm. Hình ảnh của mẫu xuất hiện theo thời gian thực trên màn hình máy quét, giúp người vận hành nhanh chóng theo dõi kết quả kiểm tra. Khả năng hiển thị tức thời này có ý nghĩa quan trọng với dây chuyền sản xuất, nơi việc phát hiện sớm lỗi có thể hạn chế sản phẩm không đạt tiêu chuẩn đi tiếp. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu dự định cải tiến và nâng cấp những ăng ten truyền, nhận tín hiệu của SAMMI lên tần số terahertz. Họ tin rằng khi công nghệ được phát triển thêm, thiết bị không chỉ phát hiện dị vật mà còn có thể phân tích thành phần hóa học cấu thành sản phẩm. Chẳng hạn, SAMMI có thể hướng tới việc xác định một sản phẩm nhựa được chế tạo từ loại nhựa nào, qua đó mở rộng vai trò từ phát hiện lỗi sang nhận diện vật liệu.