抗击新冠肺炎疫情是世界各国的首要议程。全球各国都在努力尽快为人民提供疫苗。但是，提供80亿剂疫苗(每人至少一剂)并不容易。玻璃瓶是成功交付数十亿剂疫苗的关键因素之一。世界每年生产500亿个这样的玻璃瓶。目前，玻璃瓶制造商正在大规模增加产量，以避免疫苗瓶成为供应链的瓶颈。但医疗级疫苗瓶并非普通标准玻璃管。无论是卷边瓶、螺纹瓶还是安瓿瓶，都是硼硅酸盐玻璃制成的，需要定制生产线。由于任何化学干扰都会影响疫苗的效果，因此必须防止容器与内部液体发生化学反应。即使是最小的划痕、裂缝或裂缝也可能导致整个批次不能使用，污染生产线，甚至在灌装过程中停止生产线。
因此，疫苗对玻璃瓶制造商的要求很高：不仅要快速批量生产，而且要保持很高的质量标准。同时，提高产能通常需要大量的时间和金钱。德国Bad K?nigshofen公司为检测疫苗瓶提出了经济高效、快速集成、极其可靠的解决方案。Isotronic GmbH公司开发了管状玻璃自动检测系统"VialChecker"。此系统使用uEye CP相机系列的IDS工业相机作为尺寸和表面检测的图像处理组件。
应用
疫苗瓶通常可容纳2-100毫升液体。平均高45mm，宽11.5毫米。即使在极端温度下，制造商也使用硼硅酸盐玻璃生产玻璃瓶，以保持疫苗在储存和运输过程中所需的稳定状态。装运疫苗的玻璃瓶需要满足高质量的要求。同时，大规模生产必须在最短的时间内完成。因此，缺陷检测需要高可靠性和快速的质量控制。我们怎样才能做到这一点？
采用高分辨率传感器，同时实现高帧率的高性能相机。将IDS uEye CP系列的GigE工业相机与工业级触摸屏显示器和控制柜相结合，然后连接到各自的生产系统和智能软件。VialChecker现有两个版本的疫苗瓶尺寸和表面自动检测一体化检测系统。"VialChecker Geometry"用于检测尺寸是否符合要求，"VialChecker Cosmetic"检查每个瓶子的表面是否完美。我们可以选择后者来完成一些几何测试，或者作为一个独立的系统来完成更高要求的任务。
VialChecker Geometry包含50多种尺寸检查，可对标准和非标准管状玻璃产品进行测试，测量精度最高可达0.01毫米。另一方面，IDS凭借其强大的功能，相机可以使用0.1平方毫米的精度检测出裂纹、划痕、缺口、夹杂物或污渍等缺陷。智能软件可以实现故障描述的准确分析和分类。
我们在制造过程中的各个环节进行测试，比如直接在瓶子成型或包装前进行测试。一个系统通常支持3到8个相机，因此可以沿生产线集成多个不同的测量站。Isotronic公司首席运营官Valentin Mayer-Eichberger解释说：根据客户的需要，系统将指定或补充适当数量的传感器或相机，如测量玻璃厚度。如果需要8台以上的相机，我们会用几台电脑来工作。” 例如，这些相机观察玻璃管或玻璃底部的横向旋转，并提供高分辨率图像。
IDS相机每次旋转至少可以捕捉20张图像，因此VialChecker每分钟可检测多达120个小瓶，精度很高。尺寸测试精度为0.01mm，外观测试精度0.1平方毫米。除实时、低延迟处理外，还有详细的系统运行记录。软件的高可靠性保证了产品的尺寸在几何产品规格范围内，同时满足质量要求。
根据具体要求和检测任务，测量站需要不同型号的相机。目前，Isotronic主要用于公司IDS GigE uEye CP系列相机。内置用于缓冲图像序列120 MB图像内存，这些相机功能强大，具有自己的像素预处理功能，非常适合例如VialChecker这种多摄像头系统。这些IDS相机以满速传输数据PoE(以太网供电)，单根电缆可达100米的传输距离。
首选型号之一是UI-5250CP-M-GL，200万像素CMOS传感器是IDS产品中最敏感的传感器之一。它有两个版本：单色和彩色，具有极好的感光灵敏度。此外，它提供了多种可切换的快门模式，可以捕捉运动中物体的真实图像，对于高对比物体，可以捕捉无噪音的图像。Valentin Mayer-Eichberger解释选择IDS uEye相机的原因：“IDS重要的是要快速可靠地检测玻璃表面的缺陷。”因此，UI-5241LE相机可以同时检查多个图像特征，或者在同一曝光系列中捕捉多个参数AOI图像。小巧紧凑，功能强大IDS相机凭借其52 fps帧率特别适用于高速完成生产线上的各种检测任务：Valentin Mayer-Eichberger 强调:该系统可以高速处理，每分钟可以完成120个检测周期。但是，除此之外IDS除了相机令人信服的性能，还有其他原因让我们选择IDS：
好用的软件
IDS相机能使用C 与系统直接连接。IDS公司专门开发的软件算法能够检测错误，并通过显示器输出错误消息。我们不仅有一套可以报告好坏的测量系统，还可以记录每个产品的质量，并在一段时间内显示统计数据。用机器调节器检查一切是否正确，瓶子是否已经调整好。
为满足客户需求，Istronic软件开发了直观、友好的界面。此外，VialChecker通过持续更新和软件改进，为远程支持进行了优化。Valentin Mayer Eichberger对此深信不疑：“这是一个动态的、可持续系统的基础。我们用机器学习来完成高要求的任务，例如：错误分类。用于处理大量数据的现场或者基于云端的解决方案，以及详细的分析和流程优化也属于服务范围内。
例如，我们可以分析一段时间内的故障频率，以及监测工具磨损情况并发出警报。用于生产过程监控的云服务范围广泛：“在生产过程结束时，我们根据质量指标计算图表。测量系统验收时可出具测量精度证书。”
展望
专家预计未来两年中，疫苗瓶的全球需求量将再增加10至20亿支。主要疫苗生产商之一的AstraZeneca公司负责人也在疫情初期发出警告：“全世界的疫苗瓶并不够用。”全世界的疫苗瓶制造商都在加紧生产用于保护疫苗这种珍贵液体的玻璃瓶。为确保对珍贵疫苗液体的保护以及对质量的高要求，人们对自动、高性能测试系统的需求比以往任何时候都高。Valentin Mayer Eichberger指出：“此外，在新冠疫情大流行之前，该行业就得到了普遍增长，尤其是亚洲地区的需求量明显增加。”这对VialChecker等系统来说意味着良好的应用前景：该系统可以帮助生产商避免使疫苗瓶成为疫苗供应链的瓶颈。