Технология SWIR для сортировки пластика и идентификации материалов.
1. Введение
В условиях растущего глобального внимания к защите окружающей среды и повторному использованию ресурсов, эффективность и точность переработки пластика и сортировки материалов приобретают критическое значение. Традиционные методы сортировки медленны и подвержены ошибкам, не отвечая современным производственным требованиям. Технология коротковолнового инфракрасного излучения (SWIR), обладающая уникальными оптическими свойствами и высокой чувствительностью, становится ключевым решением для классификации пластика и сортировки материалов. В данной статье рассматривается применение SWIR в идентификации пластика и сортировке материалов, а также анализируются ее преимущества в повышении эффективности автоматизированной сортировки и содействии повторному использованию ресурсов. Чжухай Тяньхуэй — разработчик решений SWIR и поставщик источников света.
2. Технический принцип SWIR
В ближнем инфракрасном диапазоне (SWIR) используется полоса частот 1000–1700 нм, что обеспечивает следующие возможности:
- Молекулярный колебательный спектральный отклик: Различные полимеры демонстрируют характерные пики поглощения, которые действуют как «отпечатки пальцев» материала.
- Высокая проникающая способность: свет проникает сквозь поверхность, обнаруживая внутреннюю структуру независимо от загрязнения поверхности или покрытий.
— Характеристики теплового излучения: чувствительны к микроструктурным изменениям внутри материалов.
3. SWIR в классификации пластмасс
3.1 Техническая реализация
- Спектральные измерения и анализ: SWIR-камеры (InGaAs) собирают отраженные спектры; алгоритмы машинного обучения в реальном времени выполняют идентификацию.
- Многоспектральная SWIR-съемка + высокоскоростные роботизированные манипуляторы: спектральный анализ и сортировка в режиме реального времени
3.2 Примеры из практики
- Переработка пластика: позволяет отличить почти прозрачный ПЭТ от ПВХ (пики поглощения на 1,4 мкм и 1,7 мкм); чистота >99 %.
- Сортировка промышленных отходов: идентифицирует материалы, несмотря на наличие пыли/пленки (≤2 мм); не подвержена влиянию загрязнения поверхности.
- Высокоточная установка: линия SWIR сортирует смесь ПП/ПЭ (с пылью и пленками) со скоростью 1000 кг/ч, точность 99,5 %, количество ложных срабатываний
4. SWIR в общей сортировке материалов
4.1 Техническая реализация
Тот же спектральный/визуализационный подход, распространенный на металлы, стекло и бумагу.
4.2 Примеры из практики
- Извлечение металлов: Разделяет Al, Cu, Fe (чистота >98 %).
- Промышленные отходы: проникает сквозь пыль/пленку; устойчив к загрязнению поверхностей.
- Высокоточная линия обработки металла: SWIR сортирует смесь Al/Cu со скоростью 1200 кг/ч, точность 99 %, погрешность
5. Повышение эффективности автоматической сортировки и повторное использование ресурсов.
- Работа в любых погодных условиях: стабильная работа в условиях смога, дыма, днем и ночью.
- Высокоточная идентификация: низкое рассеяние и специфические для полимера пики обеспечивают чистоту >99 %.
- Интеллектуальные решения на основе данных: аналитика в реальном времени прогнозирует тенденции неправильной сортировки, позволяя вносить упреждающие корректировки.
6. Будущие тенденции и вызовы
- Объединение данных с различных датчиков: SWIR + миллиметровый радар/лидар для еще большей точности и надежности.
- Управление на основе ИИ: алгоритмы обработки больших данных и глубокого обучения будут прогнозировать проблемы сортировки и автоматически настраивать параметры.
— Задачи: дальнейшее повышение точности/надежности; защита данных сортировки от утечки; снижение стоимости системы при массовом внедрении.
7. Заключение
Технология SWIR открывает широкие перспективы для сортировки пластика и смешанных материалов. Повышая скорость и точность автоматического распознавания, она увеличивает объемы переработки и способствует защите окружающей среды. В будущем технологии SWIR будут применяться в большем количестве видов отходов и в рамках экономики замкнутого цикла.
Благодаря глубокому проникновению и низкому рассеянию света в ближнем инфракрасном диапазоне (SWIR) светодиодов, компания Zhuhai Tianhui внедрила решения SWIR для контроля внутренних дефектов и сортировки смол, пластмасс и кремния. Бесконтактные, неразрушающие, работающие в режиме реального времени системы повышают выход годной продукции с первого раза и сокращают затраты на доработку/отзыв продукции. Модули светодиодов Tianhui, использующие кристаллы DOWA, доказали свою точность, простоту интеграции и долговременную стабильность в электронике, автомобилестроении, пищевой упаковке, переработке пластмасс и полупроводниковых производствах, став ключевым оптическим инструментом для повышения качества. В дальнейшем Zhuhai Tianhui продолжит интегрировать источники SWIR с многосенсорным слиянием и интеллектуальными алгоритмами, помогая производителям перейти к более высокой точности, снижению затрат и более эффективному управлению качеством.