塑料中光谱特征检测方案(高光谱仪)

Quantum DesignCHINA SPECIM FX17 近红外小((NIR)高光谱相机用于塑料回收 国内垃圾分选技术现状 当前，传统的垃圾处理流程为：将垃圾收集到垃圾处理厂，按材料类型进行分类，进行必要的清洁，最终分选出少部分可利用的再生材料，如纸张、：塑料、金属等，而绝大部分垃圾将被焚烧或倒入垃圾填埋场。 图1：传统的垃圾处理流程 在回收行业中，智能识别分拣技术是关键。成熟有效的识别分拣技术意味着更高的回收纯度，，i而回收材料的高纯度则意味着更高的回收价值。 ◆ 如今，大多数回收企业均采用多种分选技术，从条形码读取器和 RGB相机，到X射线和涡流系统等。尽管它们在某种程度上已是功能强大的技术，但因无法识别材料的材质，，它们并不是一种完美的智能垃圾回收解决方案。例如，如果一个塑料瓶缺少带有条形码的标签，则无法识别法它是 PET 还是 HDPE.涡流检测器虽可以识别金属，但无法分离塑料或纸张。RGB相机虽可以将瓶子按颜色进行 分类，但无法按塑料的材质进行识别。 因为缺少一种完美的垃圾回收解决方案，导致回收来的材料因纯度不高而无法再利用，回收企业也因无法盈利而只能依赖政府的补贴。 当前，为了弥补检测技术的不足，需靠人工对材料进行二次分类。但人工分选效率低，人力成本高，且无法从透明塑料瓶中分离出塑料的类型 (PP/PE/PET等)。 那究竟有没有一种完美的机器视觉垃圾分选解决方案呢?答案是肯定的，这正是芬兰 SPECIM FX系列近红外高光谱相机的用武之地。作为芬兰 Specim 公司在中国的官方代理商，Quantum Design 中国子公司(www.qd-china.com)将为您介绍 SPECIM FX 系列高光谱相机如何大幅提高垃圾回收率和回收纯度。 看近红外(NIR)高光谱工业相机如何提高回收率? SPECIM FX17 近红外(NIR)高光谱相机技术可以根据物料的化学成分准确可靠地识别出不同的材质。高光谱相机采集目标在900-1700nm光谱范围内224个波段下的光谱信息和图像信息，得到目标的数据立方体。 在可见光范围 (VNIR：380-780nm)， 每种颜色都有其各自特征的光谱信息。在近红外((NIR：900-1700nm光谱范围时，我们发现化学成分不同的材料具有不同的光谱信息。智能分选软件则根据特征光谱信息来识别不同的材质。 高光谱成像在工业生产线上使用受到成像速度、空间分辨率、安装简易性和成本的限制。随着芬兰 SPECIM 公司持续地对高光谱成像技术的大力研发投入，其高光谱相机的速度、分辨率、成本早已达到工业解决方案的标准。此外，智能 算法和计算机性能的提高，也让实时处理高光谱相机采集到的大量数据变的简单可行。 对于工业在线应用，线扫描型高光谱相机是唯一切实可行的解决方案，因为它可以精确地同时捕获样品的每个像素的全光谱数据。 图2： SPECIM FX17高光谱成像智能分拣回收方案 高光谱相机、卤素灯光源、实时数据处理软件，可以像传统线扫描相机一样安装在分拣生产线上。通过标准接口(CameraLink或 GigE) 将材料的每个像素点的全光谱信息传输给商用机器视觉系统，系统的识别结果也可用于控制喷气嘴或抓取机器人。 高光谱相机解决方案的性能和优势： 垃圾类型 性能 优势 生活垃圾 同时对垃圾中的所有材质进行数据采集和识别 可分类：塑料、纺织品、金属、3玻璃、纸 张、纸板；保证了回收的高纯度；提高回收附加值 建筑垃圾 同时对垃圾中的所有材质进行数据采集和识别 分离出可燃材料； 提高木材、玻璃、金属的回收附加值 工业垃圾 同时对垃圾中的所有材质进行数据采集和识别 分离可燃材料； 提高回收附加值 塑料 同时、可靠地识别多种塑料(聚合物) 保证了回收纯度(接近100%)； 提高了塑料碎片的回收价值； 纺织品 可对天然纤维和合成纤维进行识别和分类 定性和定量分析(混合纺织品) 当与其他检测技术结合使用时， SPECIM 高光谱相机通过提供各种材料的光谱信息来使分类更加准确。 最新一代的高光谱相机 SPECIM FX17可将回收材料的纯度提高到接近100%。 众所周知，即使将回收塑料的纯度提高仅几个百分点，使它的回收价值就能翻倍，这将大幅提高回收企业的盈盈。 回收案例 塑料回收 图3： 废旧塑料回收率 大多数塑料垃圾无法被回收，是由于不能准确的将不同材质的塑料彼此分离，导致回收的塑料纯度无法保证。 大多数聚合物在 NIR (900-1700nm 光谱区域内各自具有独特的光谱信息，因此可以进行精准分类。 但也有许多光谱特征彼此相似的塑料，此时， SPECIM FX17高光谱相机的光谱分辨率(8nm)是保证分选精度的关键因素，例如，分选 PP、PE、PET塑料，可以保证接近99%的分选准确度。 图4：SPECIM FX17 高光谱相机可设别的塑料类型 有关芬兰 SPECIM FX 系列高光谱相机技术原理和运用案例的详◆细信息，请参阅：https：//qd-china.com/zh/pro/detail2/2/1912091743351/1910202114894 SPECIM FX17近红外高光谱相机用于塑料回收据调查，在所有废旧塑料中仅有9％被回收，12％被焚烧发电，而79％的塑料垃圾被填埋或进入到自然环境中。 据估计，到2050年，海洋中的塑料数量将超过鱼类的数量。图3： 废旧塑料回收率大多数塑料垃圾无法被回收，是由于不能准确的将不同材质的塑料彼此分离，导致回收的塑料纯度无法保证。大多数聚合物在NIR（900-1700nm）光谱区域内各自具有独特的光谱信息，因此可以进行精准分类。 但也有许多光谱特征彼此相似的塑料，此时，SPECIM FX17高光谱相机的光谱分辨率（8nm）是保证分选精度的关键因素，例如，分选PP、PE、PET塑料，可以保证接近99％的分选准确度。图4： SPECIM FX17高光谱相机可设别的塑料类型