10 GigE Flächenkameras für höchste Datenraten
10 GigE Flächenkameras übertragen ihre Bilddaten über 10 Gigabit Ethernet, also über gewöhnliche Netzwerktechnik mit zehnfacher Bandbreite. Eine Einsteckkarte für die Bildaufnahme entfällt, das Kabel darf bis zu 100 Meter lang sein. Damit lassen sich Auflösungen und Bildraten übertragen, die eine einfache GigE-Verbindung längst nicht mehr schafft.
Im Sortiment stehen 29 Modelle mit Auflösungen von 5 bis 103 Megapixel, monochrom oder farbig, durchgängig mit CMOS-Sensor. Neben unserem Standardsortiment liefern wir auf Anfrage selbstverständlich auch alle anderen bekannten Marken, exakt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten.
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Produkte im Überblick
10 GigE richtig auslegen: von der Datenrate zur Kamera
10 Gigabit Ethernet überträgt Bilddaten über dieselbe Netzwerktechnik wie ein Bürorechner, nur mit zehnfacher Bandbreite. Eine Einsteckkarte für die Bildaufnahme entfällt, die Kamera hängt an einer Netzwerkkarte. Das klingt einfach, verschiebt die eigentliche Frage aber nur: Passt die Datenmenge Ihrer Anwendung überhaupt durch die Leitung, und hält der Rechner dahinter mit? Diese Seite rechnet beides durch. Alle Bauformen und Schnittstellen im Überblick zeigt die Oberkategorie Flächenkameras.
Die Bandbreitenrechnung, Schritt für Schritt
10 Gigabit pro Sekunde entsprechen rechnerisch 1250 Megabyte pro Sekunde. Nach Abzug der Protokollköpfe und der üblichen Reserve bleiben in der Praxis rund 1100 Megabyte pro Sekunde nutzbar. Die benötigte Datenrate ergibt sich aus drei Größen: Pixelzahl mal Bytes je Pixel mal Bildrate.
Bei 8 Bit Monochrom ist ein Pixel ein Byte. Bei 12 Bit werden zwei Byte übertragen. Bei Farbe mit 8 Bit je Kanal sind es drei Byte, sofern die Kamera bereits fertig umgerechnete Farbbilder liefert und nicht das rohe Bayer-Muster.
Ein Rechenbeispiel: Ein Sensor mit 5120 mal 5120 Pixeln hat 26,2 Megapixel. Monochrom mit 8 Bit bei 41,5 Bildern je Sekunde ergibt das 26,2 Millionen mal 1 Byte mal 41,5, also rund 1088 Megabyte pro Sekunde. Das liegt knapp unter der praktischen Obergrenze. Dieselbe Kamera in Farbe wäre bei rund 3260 Megabyte pro Sekunde und damit weit darüber.
| Auflösung | Monochrom, 8 Bit | Monochrom, 12 Bit | Farbe, 8 Bit je Kanal |
|---|---|---|---|
| 5 MP | rund 220 fps | rund 110 fps | rund 73 fps |
| 12 MP | rund 91 fps | rund 45 fps | rund 30 fps |
| 25 MP | rund 44 fps | rund 22 fps | rund 14 fps |
| 50 MP | rund 22 fps | rund 11 fps | rund 7 fps |
| 65 MP | rund 16 fps | rund 8 fps | rund 5 fps |
| 103 MP | rund 10 fps | rund 5 fps | rund 3 fps |
Die Werte sind Grenzen der Schnittstelle, keine Kameradaten. Was ein einzelnes Modell tatsächlich leistet, steht auf seiner Produktseite. Liegt Ihre Rechnung über der Grenze, hilft nur eines von dreien: kleinerer Bildausschnitt, geringere Bildrate oder eine schnellere Schnittstelle.
Auflösung aus der Prüfaufgabe zurückrechnen
Die Pixelzahl folgt aus dem kleinsten Merkmal, das Sie sicher erkennen müssen. Als Faustregel gelten drei Pixel je Merkmal für eine reine Anwesenheitsprüfung und zehn Pixel je Merkmal für eine Messung mit Toleranzangabe. Aus Objektbreite geteilt durch Merkmalgröße mal Pixel je Merkmal ergibt sich die nötige Sensorbreite in Pixeln.
Ein Beispiel: Ein Bauteil ist 200 Millimeter breit, das kleinste Merkmal misst 0,1 Millimeter und soll vermessen werden. 200 geteilt durch 0,1 sind 2000 Merkmale, mal 10 Pixel ergibt 20.000 Pixel Sensorbreite. Das übersteigt jede Flächenkamera und führt entweder zu mehreren Kameras nebeneinander oder zu einer Zeilenkamera. Bei 0,5 Millimeter Merkmalgröße wären es 4000 Pixel und damit ein Sensor der Klasse 12 bis 25 Megapixel.
| Auflösung | Modelle | Typische Verwendung |
|---|---|---|
| 5 MP | 2 | Schnelle Prüfung, hohe Bildrate wichtiger als Detail |
| 12 MP | 4 | Ausgewogen, mittlere Sichtfelder |
| 24 und 25 MP | 10 | Schwerpunkt des Sortiments, Messen und Oberflächenprüfung |
| 31 MP | 2 | Größeres Sichtfeld bei gleichem Detail |
| 50 und 61 MP | 5 | Große Bauteile in einem Bild, Elektronikinspektion |
| 65 MP | 4 | Feine Strukturen auf breiter Fläche |
| 103 MP | 2 | Höchstes Detail, niedrige Taktzahl |
Netzwerkkarte, Kabel und Rechner
Eine 10 GigE Kamera an einer gewöhnlichen Gigabit-Karte läuft nicht. Der Rechner braucht eine 10 Gigabit Netzwerkkarte, angebunden über mindestens PCI Express der dritten Generation mit acht Bahnen, sonst wird der Steckplatz zum Engpass. Zwei Steckerformen sind verbreitet: 10GBASE-T über RJ45 mit Kabel der Kategorie 6A bis 100 Meter, oder SFP+ mit Direktverbindungskabel bis etwa sieben Meter beziehungsweise Glasfaser darüber hinaus. 10GBASE-T ist bequemer zu verlegen, zieht aber je Anschluss spürbar mehr Leistung und erzeugt entsprechend Wärme.
Vier Einstellungen sind Pflicht, sonst verliert die Verbindung unter Last Pakete: Jumbo Frames auf Kamera, Karte und Switch gleichzeitig aktivieren, die Empfangspuffer im Treiber auf den Höchstwert setzen, je Kamera eine eigene Karte oder zumindest einen eigenen Anschluss vorsehen und die Strecke vom Firmennetz trennen. Passende Kabel und Netzteile stimmen wir auf den Aufbau ab.
Denken Sie auch an das, was nach der Kamera kommt. Ein Datenstrom von einem Gigabyte pro Sekunde muss im Rechner ankommen, verarbeitet und gegebenenfalls gespeichert werden. Arbeitsspeicherbandbreite, Prozessorkerne und Massenspeicher gehören in dieselbe Rechnung wie die Kamera.
Wann 10 GigE die falsche Wahl ist
10 GigE passt, wenn die berechnete Datenrate mit Reserve unter 1100 Megabyte pro Sekunde bleibt, wenn Kabelwege bis 100 Meter gefragt sind und wenn kein zusätzlicher Steckplatz für eine Aufnahmekarte frei ist. Es passt nicht, wenn der Auslösezeitpunkt auf wenige Mikrosekunden genau liegen muss, denn Ethernet arbeitet paketbasiert und liefert keine feste Latenz. Für solche Fälle sind CoaXPress oder Camera Link mit einem Frame Grabber die richtige Wahl. Es passt ebenso wenig bei Endlosmaterial auf einer Bahn, dort führt der Weg zur Zeilenkamera.
Zum vollständigen System gehören neben der Kamera ein Objektiv mit ausreichendem Bildkreis, denn große Sensoren verlangen große Optiken, und eine auf die Oberfläche abgestimmte Beleuchtung. Das gesamte Lieferprogramm zeigt die Produktübersicht.
Häufige Fragen zu 10 GigE Flächenkameras
Wie viel Datenrate schafft 10 GigE in der Praxis?
Brutto sind es 10 Gigabit pro Sekunde, rechnerisch 1250 Megabyte pro Sekunde. Nach Abzug der Protokollköpfe und mit einer sinnvollen Reserve rechnen Sie mit rund 1100 Megabyte pro Sekunde. Prüfen Sie Ihre Anwendung mit der Formel Pixelzahl mal Bytes je Pixel mal Bildrate, bevor Sie ein Modell auswählen.
Brauche ich einen Frame Grabber?
Nein. Die Kamera liefert ihre Daten über die Netzwerkkarte, eine eigene Aufnahmekarte entfällt. Eine 10 Gigabit Netzwerkkarte belegt allerdings ebenfalls einen PCI Express Steckplatz, der Vorteil liegt also weniger im Platz als in der Standardtechnik und der Kabellänge.
Welche Netzwerkkarte und welches Kabel brauche ich?
Eine 10 Gigabit Karte mit mindestens PCI Express der dritten Generation und acht Bahnen. Bei 10GBASE-T über RJ45 verwenden Sie Kabel der Kategorie 6A bis 100 Meter, bei SFP+ ein Direktverbindungskabel bis etwa sieben Meter oder Glasfaser für längere Strecken. Jumbo Frames und große Empfangspuffer sind in beiden Fällen einzustellen.
Wann ist CoaXPress die bessere Wahl?
Immer dann, wenn der Auslösezeitpunkt exakt festliegen muss, etwa bei einer Kamera, die zu einem Drehgeberimpuls oder einem Blitz synchron auslöst. Ethernet überträgt in Paketen und hält die Latenz nicht auf Mikrosekunden konstant. CoaXPress führt außerdem Strom und Daten über dasselbe Koaxialkabel.
Monochrom oder Farbe?
Monochrom liefert bei gleicher Pixelzahl mehr nutzbares Detail, kommt mit weniger Licht aus und erzeugt nur ein Drittel der Datenmenge einer Farbkamera. Farbe brauchen Sie, wenn die Farbe selbst das Prüfmerkmal ist. Im Sortiment stehen 17 monochrome und 12 farbige Modelle.
Liefern Sie auch Marken außerhalb des Sortiments?
Ja. Im Shop ist unser Standardsortiment gelistet. Auf Anfrage liefern wir selbstverständlich auch alle anderen bekannten Marken der industriellen Bildverarbeitung sowie Sonderausführungen, exakt auf Ihre Anforderungen zugeschnitten.