案例研究:SPECIM高光譜相機在塑料分揀和回收中的應用

Mondo 科技 更新 2024-03-08

近年來,隨著人口的增加、生活節奏的加快和生活必需品的迭代更新,生活垃圾的產量迅速增加,垃圾的成分也變得更加複雜和多樣化。 這種情況的出現增加了垃圾分類的複雜性和難度。 現有的各種垃圾檢測分類方法存在檢測時間長、分類效率低、無法同時對各種垃圾進行快速分類等問題。

在眾多不同型別的垃圾中,廢塑料的分類是現階段垃圾分類的重要和關鍵部分。 塑料在我們的生活中隨處可見,現階段的廢塑料大多不是**自己,而是在垃圾填埋場或焚燒爐中結束生命。 還有一小部分塑料對行業有價值,但分離這些塑料的成本和時間都很高。 目前國內塑料分揀大多是人工完成的,還存在檢測時間長、分級效率低、多種塑料不能同時快速分揀等問題。

如何快速有效地對塑料進行分類

廢舊塑料通常可以貼上標籤進行巨集觀識別,但是當分類的塑料很小或標籤錯誤時,分類效果會很差。 在這些情況下,通過顏色視覺化進行手動分類是不正確或不可行的。

圖1 各種塑料製品的材質

如何安全、快速、高效地對廢塑料進行分類,已成為再生資源行業的重要課題之一。

高光譜技術通過檢測塑料產品的化學成分對塑料產品進行分類,近年來在行業中得到應用。 然而,一些簡單的高光譜檢測儀器的侷限性也阻礙了該技術在塑料工業中的具體應用,例如:

檢測速度慢,投資回報率低。

黑色塑料的分類效果較差。

*貴。 使用高光譜相機對塑料進行分揀

柯尼卡美能達集團旗下SPECIM作為專注於高光譜成像技術的品牌,是全球高光譜成像技術的領導者之一,也是致力於覆蓋行業400-5300nm全光譜範圍的高光譜相機製造商。 特別是在塑料**行業,Specim FX系列的幾款高光譜相機已被用於可再生資源工廠,以對不同型別的廢塑料進行分類。

使用 FX 系列高光譜相機測量、分析和分類大部分白色或透明樣品,例如 PE、ABS、PVC、PS、PA、PP、PC 和 PET。

圖2 待測塑料樣品影象。

使用 Specim Insight 軟體處理資料,為每個樣本資料立方體構建 PLS-DA 模型。 我們將FX10的光譜範圍限制在700-1000nm,以消除樣品顏色的任何偏差。

圖3 不同SPECIM高光譜相機測試的偽彩色影象(綠色PE、紅色ABS、藍色PVC、黃色PS、白色PA、海綠色PP、青色PC、紫色PET)

從上圖可以看出,常規分揀效果更好。

使用 FX10

我們可以對大多數樣本進行分類。 其中 PC 通常是透明的,因此只能對邊緣進行分類,而中心被錯誤地歸類為背景。

使用 FX17

我們製作了乙個準確而穩健的模型。 此外,由於 PC 通常是透明的,因此只能對邊緣進行分類,而中心則被錯誤地歸類為背景。

使用短波紅外相機

我們製作了非常精確的模型。 所有樣品都經過精心分類,包括由PC製成的樣品。

使用 FX50

資料模型不如SWIR和FX17相機建立的模型可靠和準確,但相關性仍然是可以接受的,透明PC也可以分類。

圖4 SPECIM高光譜相機測量的常見塑料(PE、ABS、PVC、PS、PA、PP、PC、PET)的光譜反射率曲線

眾所周知,黑色塑料現在廣泛應用於汽車和電子行業,因此分類和**至關重要。 然而,使用傳統的近紅外工業相機進行分揀並不能產生良好的效果,因為黑色塑料中的碳基顏料幾乎吸收了所有的近紅外光,使其難以區分和識別。 2019 年,SPECIM 開發了 FX50 高光譜相機,可以覆蓋 2700 至 5300 nm 的測試。 利用FX50對PS、ABS、PE、PA、PC製成的黑色塑料樣品進行檢測,然後利用Specim Insight軟體搭建PLS-DA模型進行資料分類,效果達到分選的目的。

圖5 黑色塑料SPECIM的高光譜測試影象。

綜上所述,可以看出,SPECIM FX系列高光譜相機適用於各種塑料分類,無論其顏色如何,並且可以根據應用要求應對不同型號的相機。

適用於不同塑料的SPECIM高光譜相機型號(*PE、LDPE和HDPE不能分開,**黑色塑料適用)。

高效、準確** 節約自然資源,減少溫室氣體和汙染,在能源生產中使用化石燃料。 SPECIM**解決方案幫助可再生資源行業更好地對廢塑料進行分類和分類。

關於Specim

作為高光譜成像(HSI)行業的領先企業之一,SPECIM產品覆蓋了從可見光到熱紅外的所有波段,為使用者提供全面的高光譜成像解決方案,以滿足工業、科研使用者的多樣化需求。 產品包括工業高光譜相機、實驗室高光譜相機和機載高光譜相機,可適應客戶特定的使用場景。 SPECIM專注於分揀機客戶,在分揀**、食品和製藥行業擁有廣泛的客戶群。 去年,Specim 正式推出了新的 SpecimOne 高光譜成像平台,這使得將高光譜成像技術與分選機整合變得更加容易和快捷。 從2021年開始,Specimone平台將開始交付。 通過Specimone平台,柯尼卡美能達將進一步擴大其在工業領域的高光譜成像業務。

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