友思特 基于高光谱技术的塑料分拣方案

基于友思特 BlackIndustry 系列高光谱相机,利用光谱特征曲线,精确区分塑料材质

高速产线的传送带上,对形态相似的塑料制品分类筛选的优质方案,适用于 PE、PP、PS、PET 和 PVC等聚合物

基于不同材料物质的光谱特征曲线所具备的反射波段和强度的差异,突破视觉的紧凑型相机

900nm - 1748nm 超宽波长范围,多达425个可选光谱带,1330Hz 的高帧率,1280px 高空间分辨率,ROI模式可选取特定波长区域精确分析

塑料废品的回收存在哪些难题?

生活和工业场景的回收材料种类繁多

从企业或家庭收集的各种废物流中有效筛选可回收的材料存在很大的困难。高效筛选可回收的材料有助于确保可持续的循环经济。废旧物品成分材料多种多样,主要包括各种塑料、复合材料、有机材料(木材、纸张、堆肥)、矿物以及黑色金属和有色金属。

不同材料的塑料外观相似,肉眼不便判别

塑料是很难具体分类的材料之一,它们大多外观相似,但在实际组成材料上有较大差别,且无法用肉眼判断,其回收政策也有所差异。

机器视觉方案的局限性-可见光相机

常规的可见光相机可基于传感器检测到的塑料形态、颜色和其在传送带的位置对塑料进行分类。然而,回收阶段的塑料分选更加复杂。许多种不同材质组成的塑料废物被堆砌在一起,部分外形、色彩十分相近,此时,通过可见光相机将很难做到精准识别。

友思特机器视觉相机,可用于基于色彩和形态的塑料异物检测

友思特 高光谱相机:基于光谱特征曲线的分拣技术

友思特高光谱相机 BlackIndustry SWIR 1.7 Max 用于塑料分拣产线

高光谱成像:材料分选的优势技术

针对外观相似而材质不同的塑料的精确分选,高光谱成像这种光电技术可利用精确测量物体反射的电磁辐射来轻松实现。

看见塑料的“指纹”:光谱特征曲线

电磁辐射的反射强度与波长的函数显示在光谱特征曲线中,针对光谱曲线,每种材料反射光线的方式不同,每种材料的反射光谱也是独一无二的,就像人类指纹一样,因此可以通过反射光谱识别相应的材料,以及分析材料和物体的各种特性。

用于高速产线的推扫式高光谱相机

推扫式相机特别适合产线检测场景,可以适配高速移动的传送带。友思特 BlackIndustry SWIR 1.7 Max 推扫式高光谱相机对塑料区分的检测案例,能够揭示其在回收行业的应用潜力。

高光谱相机塑料分拣 应用案例

PVC等不同类型塑料的光谱特征

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PVC(塑料型聚氯乙烯):PE 和 PP 之后的第三大塑料聚合物,常用于管道、窗框、园林家具、电缆涂层、合成革等。成本低、耐用、难以自然分解,焚烧时易产生有毒物质氯化氢,对人体产生损伤,还会导致土地腐坏。只有全部分离,才能进一步回收操作。

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PVC 的光谱反射率:在 1700nm 左右的第三吸收带具有特别高的吸收率。前两个吸收带无法保证正确检测,是因为它们受到塑料纯度和形状的强烈影响。可以检测的第三吸收带的波长范围越精确,识别出PVC的精度就越高。

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友思特 BlackIndustry SWIR 1.7 Max 高光谱相机:基于独特的波长范围和高灵敏度的传感器,可检测到所有三个吸收带。结果显示可高效检测和区分塑料,保证回收安全和质量。

特性

PE

PET

组成

热塑性树脂,由乙烯经聚合制作而成

聚对苯二甲酸乙二醇酯,经多道工序获得

占比

塑料总量的30%

塑料总量的6%

化学特性

稳定,耐酸碱、低温-100~70℃,无味

物理机械性能比较高,电绝缘性优良

安全性

无毒,遇强光后易氧化,分解释放有毒物质

稳定,不易释放有毒物质

成本

较低

较高

应用

包装(瓶盖)、箔片、管道、涂层、泡沫等

包装(瓶身)、电子设备外壳、纺织纤维等

PE和PET的光谱曲线

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塑料瓶回收:瓶身由PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)制成,瓶盖由PE(聚乙烯)制成,仅PET能进入回收循环。然而,从压制后的碎片的外观和色彩来说,PE和PET的形态和颜色都没有太大差别,常规的可见光相机很难区别,需要更多信息以便明确材质做精确分选。

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实测方案:当混合样品通过传送带时,BlackIndustry 相机会记录传感器从 900nm - 1748nm 波长范围内材料的光谱特征。如左图,PE和PET材料的光谱特征完全不同,即可准确区分。

PET和PE两种塑料的颜色标注与分类

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BlackStudio:可对采集的数据进行实时处理和分类,对移动塑料样品直接标注颜色。

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全速视频展示了 BlackIndustry SWIR 1.7 Max 在快速移动的平台上按聚合物类型自动对塑料薄片进行分类。该方案的相机具备1330Hz 的高帧率和 1280 像素空间分辨率,与高速工业传送带保持同步,确保精确分类。多感兴趣区域 (ROI) 模式可实现超高帧速率。此外还可以选择特定波长,从而在保持高精度的同时减少数据量。

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友思特 BlackIndustry SWIR 1.7 Max 高光谱相机:可按聚合物类型对塑料进行分选,利用材料光谱特征的差异准确识别和分类 PE、PP、PS、PET 和 PVC。它提供了一种快速高效的解决方案,减少了分拣时间和费用,同时提高了准确性。

方案优势

超宽波长范围

900nm - 1748nm 波长覆盖

可选特定波长

保持高精度+显着减少数据量

高帧率

1330Hz 帧速率

超高空间分辨率

Max 版具有 1280px 高空间分辨率

高适配性图像处理软件

可以直接对采集的数据实时处理和分类

可集成和可在线化的设备

适用于高速工业产线的在线检测需求

套装产品介绍

BlackIndustry SWIR 1.7 短波红外高光谱相机

友思特 BlackIndustry SWIR 1.7 是一款智能线扫描(推扫式)短波红外高光谱成像相机,可以获取具有极高空间分辨率的实时光谱数据。900 - 1830 nm 短波红外范围内具备出色的灵敏度,420个光谱波段可选,非常适合工业在线应用。

BlackStudio 高光谱成像软件

友思特 BlackStudio 是一款专为高光谱成像而设计的高级记录软件,适用于 ENVI 格式图像的实时数据采集和分析,可提供实时光谱数据采集。它专为 BlackIndustry 系列的高光谱相机量身定制,可用于工业在线等应用。

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