[发明专利]一种双红外在线塑料材质分选装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电分选技术领域，尤其涉及一种双红外在线塑料材质分选装置。

背景技术

在塑料应用范围越来越广泛的现代社会，将废塑料回收并按种类分开具有重要的现实意义，尤其是将PVC从PET中分开并去除的需求较为迫切。这两种材质的塑料用途广泛，密度相近，不易为人眼区分，且互为污染物，PVC塑料的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HC1气体。在纺织工业中，废旧PET回收生产纺织纤维时，PVC成分含量的高低将严重影响产品质量。因为PET的熔融温度较高，在PET处理温度上PVC会严重降解，使得PET表面出现一层黑斑，且PVC拉伸度小，在抽丝过程中极易出现断头，严重影响纺丝的正常进行。因此，将PVC塑料从PET废旧塑料中分解出来，减少PET瓶片杂质含量是现阶段制约PET废旧塑料回收利用的关键环节。

目前废塑料分类的方法有人工、X射线、溶剂、静电和密度等方法，这些方法在对大量塑料进行辨别时，有一定的局限性。X射线可以用来检测重金属原子和卤族元素(含氯PVC)，但无法检测其他塑料。而光学方法则可以实现精度高、速度快、非破坏在线识别。其中，可见光可根据塑料的颜色进行分类，而近红外光则可以根据常见塑料的材质类型进行快速分类。

近红外光谱技术（780-2526nm）是塑料材质自动分选广泛使用的技术之一。近红外光经聚合物分子振动的倍频和组合频吸收后，其吸收谱能够表征相关官能基团，如O-H、N-H、C-H等。若塑料中无其它添加成分（如碳黑、染料等），利用近红外技术可以较容易的区分不同的塑料。但近红外光谱技术一般不适用于鉴别黑色或深色的塑料。

Scott的文献“A two-color near-infrared sensor for sorting recycled plastic waste”（双色近红外传感器分拣回收废塑料）和MSS公司的专利US5966217的原理基本一致，通过卤素灯照射塑料，测量塑料的透射或反射光，利用分束片或者光纤将光分为2部分，通过1660nm和1716nm的带通滤光片后，由单点传感器来观测这两个波段的信号，通过这2个波长处的信号比例来区分PET和PVC这两种塑料片。

NRT公司的专利US6610981主要解决片状塑料检测过程中由于层叠、团聚等造成的误判问题。该专利将塑料的反射光通过光纤分为2部分，分别经过1639nm和1716nm的滤光片后进入相应的单点探测器来探测2波长处的信号比例。该专利指出，如使用两滤波片中心波长为1660nm、1716nm，在层叠或团聚情况下有可能发生误判。

上述这些方法在识别PET和PVC时，主要采用1660nm和1716nm的吸收峰作为特征波长，目前在主流的应用中，近红外探测多采用InGaAs材质的传感器，而标准型的InGaAs传感器(波长响应范围：900-1700nm)无法满足长波长探测要求，需要采用扩展型的InGaAs传感器才可以探测到1716nm这个特征波长，而这类扩展型传感器价格昂贵，目前单点扩展型InGaAs传感器的成本为比相应标准型产品价格高2倍左右，线阵扩展型InGaAs传感器的成本比对应标准型产品价格高3倍以上，在很大程度上增加了设备的成本。

此外，上述专利或方法所采用的信号探测方式，往往只能采用单点传感器，给出原理性分选方案，而难以采用线阵传感器进行多通道同时观测。在实际大产量的在线应用中，这些方法还需解决通道扩展问题，比如需要采用旋转光学扫描多面镜或高速扫描振镜来实现横向方向的扫描，而光学扫描多面镜等部件为精密光学元器件，对机械装置的精度及长期稳定性要求很高，维护起来也较为困难。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题在于在于提供一种成本低、装置简单、易于实现和实用化，并且识别率与已有设备基本相同的双红外在线塑料材质分选装置。

本发明采用以下技术方案解决上述问题：