欧美成人精品日本亚洲专区|中文字幕无欧美在线观看|久久久久亚洲av成人网毛片|午夜福利1000欧美在线观看

15601689581
當(dāng)前位置:主頁 > 技術(shù)文章 > 高光譜成像塑造可持續(xù)回收的未來

高光譜成像塑造可持續(xù)回收的未來

更新時間:2023-12-19 點擊次數(shù):592

高光譜成像塑造可持續(xù)回收的未來


將廢物有效回收成可重復(fù)使用的原材料是我們必須采取的重要努力之一,以阻止全qiu變暖和過度開采自然資源?;厥绽玫沫h(huán)境效益是顯而易見的?;厥绽每梢员Wo(hù)自然資源,減少溫室氣體和污染,以及在能源生產(chǎn)中使用化石燃料。它可降低塑料能耗約70%,鋼材能耗降低約60%,紙張能耗降低40%,玻璃能耗降低30%。


圖片1.png


一個重要的價值在于可重復(fù)使用的材料。然而,我們離回收目標(biāo)還很遠(yuǎn)。大部分收集的廢物仍然用于能源生產(chǎn)并在發(fā)電廠燃燒 - 而不是重復(fù)使用。價格通常是回收率低的一個因素,因為用原材料生產(chǎn)新產(chǎn)品通常比回收材料便宜。


為了使回收不僅在生態(tài)上而且在經(jīng)濟(jì)上可行,重復(fù)使用材料需要比使用原始材料更便宜、更容易。通過適當(dāng)?shù)牟牧咸幚矸椒ǎ梢杂行У鼗厥詹煌牟牧喜⑥D(zhuǎn)化為利潤。這就是高光譜成像可以發(fā)揮作用的地方。


當(dāng)前在高效回收方面面臨的挑戰(zhàn)


典型的廢物管理過程包括在回收設(shè)施中收集廢物,分離成不同的廢物部分,清潔以及zui終分類為放置在垃圾填埋場,燃燒或根據(jù)類型和純度回收的材料。


分揀過程是回收的關(guān)鍵步驟。更好的分揀精度意味著更好地分離不同等級的材料,從而提高回收率。典型的分揀過程基于多種技術(shù)的混合,不能只依賴于一種檢測技術(shù)。所使用的檢測技術(shù)通常會限制可以分類的收集材料的類型和數(shù)量。


圖片2.png

大多數(shù)回收廠使用不同的技術(shù),從條形碼閱讀器和RGB相機(jī)到X射線和渦流系統(tǒng)。雖然它們在一定程度上是有能力的技術(shù),但它們并不是wan 美的解決方案,因為它們識別材料的能力有限。


例如,如果塑料瓶缺少條形碼,則無法檢測它是PET還是HDPE。電渦流檢測器可以分辨導(dǎo)電金屬,但不能分離塑料或紙漿。RGB相機(jī)可以將瓶子分為透明,黑色和彩色,但無法區(qū)分一種塑料類型與另一種塑料類型。


當(dāng)回收部分的純度不足以再利用時,我們就會失去可回收材料來填埋或能源生產(chǎn)。糟糕的分類結(jié)果也會導(dǎo)致利潤損失,這使得回收無利可圖,并且依賴于公眾的支持。


不同的廢物流需要不同的檢測和處理方法才能有效回收,而目前的回收方法不夠靈活、高效和信息豐富,無法應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。


為了彌補檢測技術(shù)的不足,仍然使用人力。手工分類垃圾緩慢、不準(zhǔn)確、昂貴且危險,并且將不同的塑料類型彼此分開仍然是不可能的,因為人眼無法區(qū)分它們。


為了高效、盈利和安全地工作,回收工廠必須配備能夠可靠、高純度地分離不同材料的傳感器。胸超成像為準(zhǔn)確和可持續(xù)的廢物回收提供了強(qiáng)大的技術(shù)。


高光譜相機(jī)如何提高回收效率?


高光譜相機(jī)可以根據(jù)材料的化學(xué)成分準(zhǔn)確可靠地區(qū)分材料。它們測量和分析從材料反射或通過材料透射的光譜。當(dāng)測量稱為近紅外(NIR)的可見光區(qū)域以外的光譜時,我們看到化學(xué)上不同的材料具有du 特的光譜。


多光譜技術(shù)改善了這種情況;但是,它有其局限性。多光譜相機(jī)通常采集一到三個光譜數(shù)據(jù),或者在某些相機(jī)中zui多采集8個光譜波段,這意味著在每個分揀位置,它只能識別一些基本材料。結(jié)果的純度也經(jīng)常受到限制,因為材料流中存在干擾因素。


直到zui近幾年,高光譜成像在垃圾分類中的使用一直受到高光譜相機(jī)在速度、空間分辨率、堅固性、連接性和高成本方面的性能不足的限制。


zui近的發(fā)展提高了高光譜相機(jī)的速度和分辨率,而它們的實施成本現(xiàn)在符合商業(yè)解決方案的投資回報率標(biāo)準(zhǔn)。此外,現(xiàn)在還提供用于實時處理高光譜相機(jī)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)的算法和解決方案。


對于在線分選應(yīng)用,線掃描高光譜相機(jī)是唯yi實用且正常工作的解決方案,因為它只需一次掃描即可同時精確地從生產(chǎn)線中的每個像素捕獲整個材料流的整個光譜數(shù)據(jù)。


圖片3.png

線掃描(推掃式)高光譜熱像儀可以安裝在現(xiàn)有和新的分揀線上,具有適當(dāng)?shù)恼彰骱蛯崟r數(shù)據(jù)處理解決方案,就像任何線陣掃描熱像儀一樣。逐個像素的材料識別結(jié)果可通過商業(yè)機(jī)器視覺系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口獲得。然后,結(jié)果可用于控制空氣噴嘴或揀選機(jī)器人。


與傳統(tǒng)傳感器技術(shù)相比,高光譜相機(jī)解決方案在各種廢物處理過程中具有zhuo 越的性能和多種優(yōu)勢,如表1所示。


圖片4.png

表 1.高光譜成像在分類不同類型廢物流方面的附加值


當(dāng)與其他技術(shù)結(jié)合使用時,高光譜相機(jī)通過提供有關(guān)材料類型的精確信息來提高分揀精度。新一代的高光譜相機(jī)可以將回收材料的純度提高近100%。將再生塑料的純度提高幾個百分點,其價值就會翻倍。提取更多可回收材料也意味著我們在垃圾填埋場處    理的廢物更少。


與具有固定光譜波段的多光譜相機(jī)相比,高光譜相機(jī)具有靈活性,可以適應(yīng)各種廢物流的分類。當(dāng)新的排序算法可用時,它還可以采用它們。


高光譜成像在塑料回收中的優(yōu)勢


在所有制造的塑料中,只有9%被回收利用。12%被焚燒發(fā)電,79%用于垃圾填埋場或自然。據(jù)估計,到2050年,海洋中的塑料將超過魚類。大多數(shù)不可回收的塑料廢物來自無法可靠地將不同類型的塑料分開。


圖片5.png



不同的聚合物在近紅外光譜區(qū)域中具有可識別的光譜特征,因此可以進(jìn)行分類。然而,許多光譜特征彼此接近。在這里,高光譜相機(jī)的高光譜分辨率是高分選精度的關(guān)鍵。例如,使用 PP、PE 和 PET 塑料,純度可以達(dá)到接近 99%。


圖片6.png


使用高光譜相機(jī)分揀黑色塑料


很大一部分可回收塑料由黑色塑料組成,特別是在汽車和電子工業(yè)中,它們添加了碳基顏料以產(chǎn)生深灰色或黑色。黑色塑料類型很難識別,到目前為止,還沒有可靠的傳感器技術(shù)來對這些材料進(jìn)行分類以供重復(fù)使用。即使是近紅外高光譜相機(jī)也在苦苦掙扎,因為黑碳基顏料幾乎吸收了所有的近紅外光。


除近紅外區(qū)域外,不同的塑料在稱為中波紅外(MWIR)的較長紅外區(qū)域中具有特征光譜特征,其中大多數(shù)黑色顏料比NIR區(qū)域“更少"(吸收性較低)。因此,中波紅外光可以穿透黑色材料并從黑色材料反射,從而使其光譜識別成為可能。


使用在中波紅外區(qū)域運行的Specim FX50高光譜相機(jī),我們可以分揀純度接近99%的黑色ABS塑料。它是目前市場上唯yi一款在中波紅外地區(qū)運行的高光譜相機(jī),具有工業(yè)在線使用所需的速度、分辨率和靈敏度。


以下是在實驗室中使用 Specim FX50 高光譜相機(jī)測量的黑色塑料分選示例。測量了 34 塊 ABS 和 PE 以及 50 塊 PS(共 <> 塊)。對于每個樣品組,一半的樣品有光澤,另一半樣品具有漫反射表面。下圖顯示了由 ABS、PS 和 PE 制成的樣品可以使用 Specim FX<> 進(jìn)行準(zhǔn)確分類。


圖片7.png


高光譜成像在紡織品回收中的優(yōu)勢


與焚燒和填埋相比,紡織品回收減少了對環(huán)境的影響。如果可以根據(jù)使用的纖維類型正確分類和分離,那么幾乎 100% 的紡織品和服裝都可以回收利用。


增加紡織品回收的一個障礙是,構(gòu)成服裝的各種纖維使再加工和回收成為一項挑戰(zhàn)。雖然可以使用人力進(jìn)行分類,但這在經(jīng)濟(jì)上幾乎不可行,并且會帶來很多錯誤來源。


近紅外光譜區(qū)域中的高光譜相機(jī)可以分離zui常見的紡織部分類型,從而實現(xiàn)自動機(jī)器人化加工?;诮t外高光譜相機(jī)的紡織品分揀具有多種優(yōu)勢:

· 非接觸式,適合應(yīng)用于傳送帶

· 提供有關(guān)純材料和混合材料的信息(定性和定量分類)

· 分類對使用的顏色或染料不敏感

· 易于配置不同的分揀線和新材料

· 為了獲得精確的顏色信息,高光譜相機(jī)可以取代RGB相機(jī)。


棉花在水、殺蟲劑和殺蟲劑方面是一種資源ji其密集的作物。使用再生棉花可以節(jié)省大量自然資源并減少農(nóng)業(yè)污染。一些材料如棉和亞麻可以回收用于汽車絕緣或堆肥,但石油基纖維如聚酯幾乎沒有重復(fù)使用的機(jī)會。


圖片8.png



焚燒材料特性



盡管材料回收率正在增加,但仍有必要焚燒某些不可回收材料的部件。這些“廢物轉(zhuǎn)化為能源"發(fā)電廠從商業(yè)、建筑、家庭和工業(yè)等各種來源接收材料,并將其用于垃圾衍生燃料 (RDF) 發(fā)電廠的發(fā)電。


RDF的值來自熱含量(圖像KK) - 由材料類型決定。某些材料,如玻璃、巖石或泥土,熱值為零。含水量和冰也會影響該過程。


精確的燃燒過程控制和熱值只能基于正確的材料識別來計算。近紅外區(qū)域的高光譜成像為此提供了在線解決方案。


高光譜成像塑造了回收的未來



提高分揀精度可提高回收材料的純度和價值,以及可重復(fù)使用的廢物百分比。為了提高分揀精度,我們需要更好的檢測系統(tǒng)。


高光譜成像對回收行業(yè)和社會的潛在影響是巨大的。高光譜相機(jī)是一種準(zhǔn)確、可靠、無損、非接觸式的檢測工具,可提高操作效率、提高材料純度并提高盈利能力。


先jin的高光譜相機(jī)技術(shù)、分析軟件和光譜庫已經(jīng)可用,并在現(xiàn)代回收機(jī)器和廢物分類設(shè)施中使用,并且由于解決以前不可行的分類任務(wù)的需求不斷增長,預(yù)計未來還會增長。


上海昊量光電作為芬蘭Specim中國地區(qū)的代理商,為您提供專業(yè)的選型以及技術(shù)服務(wù)。


關(guān)于昊量光電:

上海昊量光電設(shè)備有限公司是光電產(chǎn)品專 業(yè)代理商,產(chǎn)品包括各類激光器、光電調(diào)制器、光學(xué)測量設(shè)備、光學(xué)元件等,涉及應(yīng)用涵蓋了材料加工、光通訊、生物醫(yī)療、科學(xué)研究、國 防、量 子光學(xué)、生物顯微、物聯(lián)傳感、激光制造等;可為客戶提 供完 整的設(shè)備安裝,培訓(xùn),硬件開發(fā),軟件開發(fā),系統(tǒng)集成等服務(wù)。

昊量微信在線客服

昊量微信在線客服

版權(quán)所有 © 2024上海昊量光電設(shè)備有限公司 備案號:滬ICP備08102787號-3 技術(shù)支持:化工儀器網(wǎng) 管理登陸 Sitemap.xml