廢舊聚酯纖維製品成分識別裝置的製作方法
2023-06-10 07:04:26 4
本實用新型涉及資源再利用技術領域，具體涉及一種廢舊聚酯纖維製品成分識別裝置。
背景技術：
如今，以聚酯為代表的化纖產品在日常生活中所佔的比重越來越大，但是隨著石油等自然資源的日益緊缺以及不斷增大的需求量，在未來幾十年，如果沒有新的油田被發現的話，全球將面臨石油資源枯竭的危機。於是，人們開始將目光轉移到生產再生聚酯纖維上，即通過對原生聚酯產品的再加工得到新型的再生產品，即可以有效利用資源又能保護環境、減少汙染。隨著再生聚酯工業的發展，由廢棄聚酯瓶和廢棄紡織品為原料生產的再生聚酯纖維及紡織服裝逐漸開始流行起來，再生聚酯纖維織物及服裝的使用已經成為一種時尚，市場發展潛力巨大。
發達國家從20世紀50年代就開始研究回收利用廢舊PET的方法，到目前為止，世界許多大公司和研究機構均投入了巨大的人力物力從事這方面的研究，一些工藝已經實現了商業化運行。最早使再生PET纖維工業化的企業是美國的WELLMAN公司，產品在非織造布、地毯、家紡、汽車等領域都有應用，品種達80多個，公司所用原料都為100％的回收聚酯瓶。日本帝人(Teijin)公司的「纖維-纖維」閉環回收體系，改變了廢舊衣物堆置消亡的命運，使廢舊服裝被永續回收利用成為可能。目前該體系已較為成熟，其回收再生的纖維織造的面料質量上乘，可用於男女成衣市場。
我國再生聚酯纖維行業發展起步較晚，但是也有三十多年的歷史，20世紀90年代主要採用臺灣和韓國生產的單螺杆紡絲設備，生產填充針刺非織造布和紗線等，1987年吉林省紡織技術公司從德國引進了我國第一條再生纖維生產線。進入21世紀，我國再生PET行業發展迅速，2010年我國再生聚酯纖維產能600度萬噸，實際產量近400萬噸，約佔全球總產量的80％，中國已成為再生聚酯纖維的第一生產大國。尤其是在江浙滬皖地區，採用回收聚酯瓶加工再生纖維的廠家很多，並逐漸形成一定的生產規模，基本上可以達到廢料不廢的目標。但是相對於國外發達國家和地區，我國在廢棄紡織品特別是聚酯產品方面尚未形成規模，廢棄聚酯的回收利用率、技術水平和產品檔次還有相當差距，再生纖維的品質亟待提高。
從市場上回收的廢舊纖維製品成分複雜，不同成分纖維的回收再利用途徑迥異，鑑別廢舊纖維製品的成分及其含量是再利用的前提。廢舊纖維製品混合物如果採用先破碎再分類的方法(重力分離、溶劑分離等)，勢必導致環境汙染和成本大幅增加。開發根據廢舊纖維製品顏色、成分與含量等信息進行分揀的智能識別系統，快捷、有效、成本低，預期能獲得良好效果，實現廢舊纖維製品識別、分離的突破。目前尚未見基於傅立葉變換衰減全反射紅外光譜等技術手段對廢舊纖維製品成分與含量進行識別的系統。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種結構設計合理，準確率高的廢舊聚酯纖維製品成分識別裝置。
本實用新型所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現：
一種廢舊聚酯纖維製品成分識別裝置，包括成分與含量識別系統、輸送裝置和轉運機械手，所述轉運機械手設置於輸送裝置一側，所述成分與含量識別系統設置於輸送裝置上方，且所述成分與含量識別系統與轉運機械手通過信號相接，能夠驅動轉運機械手動作；
所述轉運機械手一側設置有存放臺，用於放置分揀出的樣品，在存放臺設置有不同的分區，轉運機械手能夠根據檢測出的成分與含量將同一類別的樣品放置的同一分區內。
所述輸送裝置採用皮帶式輸送設備。
所述成分與含量識別系統主要包括紅外光譜儀主機及含量探頭，其中含量探頭用於探測廢舊纖維製品的含量數據信息，並將探測到的含量數據信息送入紅外光譜儀主機，紅外光譜儀主機對這些數據進行分析對比，從而確定含量探頭所探測到的廢舊纖維製品的成分與含量，發出信號給轉運機械手，驅動其進行分揀動作。
所述紅外光譜儀主機能夠將廢舊纖維製品分成3個區間，分別為PET含量大於60％、PET含量介於30％-60％和PET含量小於30％。
所述紅外光譜儀主機內集成有廢舊纖維製品樣品的FTIR-ATR光譜信號數據，應用TQ Analyst光譜分析軟體，對FTIR-ATR光譜信號進行二階微分、校準基線及利用Karl Norris導數濾波器進行濾波降噪預處理，採用偏最小二乘(PLS)法和「剔一」(Leave-one-out)的交互校驗方法，將廢舊纖維製品樣品的光譜數據與樣品相應的滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、毛、棉等按上述系列標準檢測所得成分與含量數據進行擬合建模，逐步剔除奇異點(Outlier)優化，建立校準模型。用建立的模型，分析批量的廢舊纖維製品樣品，將檢測結果與化學法的測定結果進行對比，驗證了模型的預測準確性。
一種廢舊纖維製品成分與含量智能分揀方法，步驟如下：
(1)將回收回來的廢舊纖維製品上的紐扣、拉鏈等處理掉，並將肉眼可見的雜質去除，再進行消毒處理，方便後續分揀的需要；
(2)將步驟(1)中消毒後的廢舊纖維製品放入到輸送裝置上，並使輸送裝置運行；
(3)啟動成分與含量識別系統，含量探頭開始探測輸送裝置上的廢舊纖維製品，紅外光譜儀主機對探測到的成分數據進行數據分析，得出所探測到的廢舊纖維製品屬於哪種成分，再輸出相應的信號給轉運機械手，驅動轉運機械手進行分揀動作；
(4)轉運機械手將同一類別的廢舊纖維製品從輸送設備上抓起放入到存放臺的指定位置。
本實用新型的有益效果是：本申請在目前工業化分揀設備的基礎上引入廢舊纖維製品成分與含量識別組件，能建立廢舊纖維製品智能識別與分揀系統，可以對不同不同成分含量的廢舊纖維製品進行有效分揀，分揀準確率達到98％以上，實際含量的誤差小於2％，以利於後續的回收再利用。
附圖說明
圖1為本實用新型原理框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。
實施例1
如圖1所示，一種廢舊聚酯纖維製品成分識別裝置，包括成分與含量識別系統、輸送裝置和轉運機械手，所述轉運機械手設置於輸送裝置一側，所述成分與含量識別系統設置於輸送裝置上方，且所述成分與含量識別系統與轉運機械手通過信號相接，能夠驅動轉運機械手動作；
所述轉運機械手一側設置有存放臺，用於放置分揀出的樣品，在存放臺設置有不同的分區，轉運機械手能夠根據檢測出的成分與含量將同一類別的樣品放置的同一分區內。
所述輸送裝置採用皮帶式輸送設備。
所述成分與含量識別系統主要包括紅外光譜儀主機及含量探頭，其中含量探頭用於探測廢舊纖維製品的含量數據信息，並將探測到的含量數據信息送入紅外光譜儀主機，紅外光譜儀主機對這些數據進行分析對比，從而確定含量探頭所探測到的廢舊纖維製品的成分與含量，發出信號給轉運機械手，驅動其進行分揀動作。
所述紅外光譜儀主機能夠將廢舊纖維製品分成3個區間，分別為PET含量大於60％、PET含量介於30％-60％和PET含量小於30％。
所述紅外光譜儀主機內集成有廢舊纖維製品樣品的FTIR-ATR光譜信號數據，應用TQ Analyst光譜分析軟體，對FTIR-ATR光譜信號進行二階微分、校準基線及利用Karl Norris導數濾波器進行濾波降噪預處理，採用偏最小二乘(PLS)法和「剔一」(Leave-one-out)的交互校驗方法，將廢舊纖維製品樣品的光譜數據與樣品相應的滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、毛、棉等按上述系列標準檢測所得成分與含量數據進行擬合建模，逐步剔除奇異點(Outlier)優化，建立校準模型。用建立的模型，分析批量的廢舊纖維製品樣品，將檢測結果與化學法的測定結果進行對比，驗證了模型的預測準確性。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。