[发明专利]一种物料在线分选装置及其扫描成像光谱装置

说明书

本申请公开了一种物料在线分选装置及其扫描成像光谱装置，该扫描成像光谱装置包括：参考激光器、多面扫描镜、参考探测器、以及光谱采集与处理模块；其中，多面扫描镜在旋转过程中对参考激光器发出的参考激光信号以及物料发出的光信号进行反射；参考探测器采集参考激光器经多面扫描镜反射后的参考激光信号、并根据该参考激光信号生成扫描成像光谱装置的采集触发信号；光谱采集与处理模块根据采集触发信号，采集和处理通过多面扫描镜获取的物料光谱数据。本申请利用多面扫描镜扫描获取物料光谱数据，并采用参考激光器探测提供同步采集触发信号，能够监测多面扫描镜的速度稳定性，提高系统检测的稳定性和可靠性；实现了物料按材质在线分选。

技术领域

本申请涉及光学检测技术领域，具体来说，涉及一种物料在线分选装置及其扫描成像光谱装置。

背景技术

目前，全球塑料产品的总产量超过100万吨。由此造成了一个全球性的环境问题即废旧塑料给环境所带来的污染。废旧塑料很难自然降解，同时对自然环境无亲和力，因此各国政府都在积极推动废旧塑料的回收利用。城市生活垃圾中的废旧塑料通常由多品种塑料混杂组成，常见类型包括：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚氯乙烯(PVC)等。

目前，识别废旧塑料材质的方法包括人工识别、静电分选、重力浮选、X射线谱分析、红外光谱分析等手段，其中红外光谱分析方法是较为先进、运用广泛的技术。红外辐射与物质发生相互作用时，与分子振动频率的倍频或组合频相近的波长位置会存在较强的吸收，由于化学成份及官能基团的不同，不同种类塑料对在近红外范围的吸收特征存在明显差异，通过测量材料在近红外区域的透射或反射光谱，可以对塑料材质类型进行识别。

为了实现在线塑料分选会将成像技术与光谱技术结合，相应采取的装置通常有两类，一类是高光谱成像装置即高光谱相机，如“R.Leitner，Real-time classification ofpolymers with NIR spectral imaging and blob analysis”中描述的采用高光谱相机作为高光谱成像装置，但考虑到高光谱相机中的红外面阵CCD价格昂贵甚至某些国家会对中国禁运，导致应用此光谱成像装置的价格昂贵甚至受限。另一类是扫描成像光谱装置即利用多面镜或振镜扫描成像，并利用线阵CCD采集塑料物料的红外光谱，如美国专利US6914678B1中采用的是基于多面镜的扫描成像光谱装置。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本申请提出一种物料在线分选装置及其扫描成像光谱装置，能够在物料分选的过程中，监测扫描速度的稳定性，提高系统检测的稳定性和可靠性。

本申请的技术方案是这样实现的：根据本申请的一个方面，提供了一种扫描成像光谱装置。

该扫描成像光谱装置包括：参考激光器、多面扫描镜、参考探测器、以及光谱采集与处理模块；

其中，多面扫描镜在旋转过程中对参考激光器发出的参考激光信号以及物料发出的光信号进行反射；

参考探测器采集参考激光器经多面扫描镜反射后的参考激光信号、并根据该参考激光信号生成扫描成像光谱装置的采集触发信号；

光谱采集与处理模块根据采集触发信号，采集和处理由多面扫描镜扫描的物料光谱数据。

在一个实施例中，光谱采集与处理模块包括光谱采集设备和光谱分析设备，光谱采集设备通过光纤与光谱分析设备连接。

其中，光谱分析设备为光谱仪，且优选的，光谱仪为正交C-T结构形式的光谱仪；光谱仪中包括红外探测器。