一種激光探針識別塑料的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種激光探針識別塑料的裝置，包括激光器、激光波長反射鏡、聚焦透鏡、位移平臺、光譜儀、ICCD和分類器模塊，激光器、激光波長反射鏡和聚焦透鏡依次位于同一光路上；位移平臺位于該聚焦透鏡的出射光路上，用于放置待測塑料；光譜儀通過采集頭采集位于位移平臺上的待測塑料的激光探針光譜；ICCD與光譜儀相連，用于拍攝采集到的待測塑料的激光探針光譜；分類器模塊用于將拍攝到的待測塑料的激光探針光譜與已知塑料類別的塑料激光探針光譜相比，從而識別待測塑料的類別。本實(shí)用新型通過對激光光路的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式、光譜采集部件及其連接方式等進(jìn)行改進(jìn)，能夠有效解決塑料識別的問題，并且該裝置識別精度高、速度快。
【專利說明】
一種激光探針識別塑料的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于激光精密檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種激光探針識別塑料的裝 置，該識別裝置尤其是基于碳、氫、氧和氮非金屬元素，具有識別精度高、速度快的特點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的快速發(fā)展，塑料制品的用量日益增加。在方便人們生活的 同時(shí)，也帶來了諸多問題。由于塑料制品的生產(chǎn)需要消耗石油資源，及其在自然界中難降解 的特性，若處理不當(dāng)，會造成自然資源和能源的極大浪費(fèi)，并導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，需 要解決廢舊塑料的回收再利用問題。而廢舊塑料回收的關(guān)鍵是對其進(jìn)行分類。通常情況下， 不僅需要對不同類型的塑料進(jìn)行快速分類，而且也需要對不同廠家生產(chǎn)的同類型塑料進(jìn)行 歸類。然而，不同廠家生產(chǎn)的相同塑料往往因添加的增色劑不同呈現(xiàn)不同顏色，實(shí)際分類回 收中需要把同類型的不同顏色塑料樣品歸為一類。因此，亟需一種新的檢測方法，以解決目 前相同類型不同顏色的塑料分類難題。
[0003] 激光探針技術(shù)，即激光誘導(dǎo)擊穿光譜（laser-induced breakdown spectroscopy， 簡稱LIBS)技術(shù)是一種新型的成分分析技術(shù)，該技術(shù)由于具有不受樣品表面顏色影響、多元 素同時(shí)分析、遠(yuǎn)程探測、快速、無須繁瑣的樣品預(yù)處理及微損、高靈敏度等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而成 為目前元素檢測領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。
[0004] 研究論文《支持向量機(jī)算法在激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)塑料識別中的應(yīng)用研究》(物 理學(xué)報(bào)，第62卷，21期)采用16條特征譜線，包括6條金屬譜線和10條非金屬譜線將支持向 量機(jī)算法(support vector machine，簡稱SVM)與激光探針技術(shù)相結(jié)合對11種塑料的平均 識別精度為98.73 %。中國專利文獻(xiàn)《一種提高激光探針?biāo)芰献R別精度的方法及裝置》(公告 號為104730041A，公告日為2015年6月24日）公開了一種塑料分類中特征譜線的權(quán)重調(diào)整算 法，用于提高關(guān)鍵特征譜線的貢獻(xiàn)率，從而提高塑料識別分類的準(zhǔn)確率。
[0005] 以上研究方法及對應(yīng)的裝置均是在塑料分類中獲得較高的分類精度，但由于在分 析中均采用了金屬元素特征譜線，而金屬元素往往是作為改變塑料的物理化學(xué)性質(zhì)所添加 的，或者是塑料加工過程中摻雜的雜質(zhì)元素，即使對于同種塑料這些金屬元素的含量因廠 家不同而差別較大，因此，采用金屬元素光譜譜線進(jìn)行塑料的分類識別往往面臨分類精度 較低，甚至對部分無金屬添加劑的塑料無法分類等技術(shù)難題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型的目的在于提供一種激光探針 識別塑料的裝置，其中通過對其關(guān)鍵的激光光路的結(jié)構(gòu)及其設(shè)置方式、光譜采集部件及其 連接方式等進(jìn)行改進(jìn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠有效解決塑料識別的問題，并且該裝置識別精 度高、速度快。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種激光探針識別塑料的 裝置，其特征在于，包括激光器(1)、激光波長反射鏡（14)、聚焦透鏡（13)、位移平臺（10)、光 譜儀(7)、ICXD (6)和分類器模塊，其中，
[0008] 所述激光器（1)、所述激光波長反射鏡（14)和所述聚焦透鏡（13)依次位于同一光 路上;所述位移平臺（10)位于該聚焦透鏡（13)的出射光路上，用于放置待測塑料；
[0009] 所述光譜儀(7)通過采集頭(9)采集位于所述位移平臺（10)上的所述待測塑料的 激光探針光譜；
[0010] 所述ICCD(6)與所述光譜儀(7)相連，用于拍攝采集到的所述待測塑料的激光探針 光譜；
[0011]所述分類器模塊用于將拍攝到的所述待測塑料的激光探針光譜與已知塑料類別 的塑料激光探針光譜相比，從而識別待測塑料的類別。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，該激光探針識別塑料的裝置還包括位移傳感器
[12] ，該位移傳感器（12)用于監(jiān)控所述待測塑料的表面與所述聚焦透鏡（13)之間距離的變 化。
[0013] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述光譜儀(7)采集的所述待測塑料的激光探針 光譜為波長在200nm~975nm范圍內(nèi)的碳元素、氫元素、氧元素和氮元素的譜線。
[0014] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述光譜儀(7)采集的所述待測塑料的激光探針 光譜為波長為247 · 76nm~247 · 96nm、656 · 2nm~656 · 4nm、777 · 2nm~777 · 4nm、746 · 8nm~ 747 · 0nm、388 · 2nm ~388 · 4nm 和656 · 2nm ~656 · 4nm 處的光譜。
[0015] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述分類器模塊是將拍攝到的所述待測塑料的激 光探針光譜中碳元素、氫元素、氧元素和氮元素的譜線逐一與所述已知塑料類別的塑料激 光探針光譜中相應(yīng)的碳元素、氫元素、氧元素和氮元素的譜線相比較。
[0016] 作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)選，所述分類器模塊是將拍攝到的所述待測塑料的激 光探針光譜中波長為247 · 76nm~247 · 96nm、656 · 2nm~656 · 4nm、777 · 2nm~777 · 4nm、 746 · 8nm~747 · 0nm、388 · 2nm~388.4nm和656 · 2nm~656 · 4nm處的譜線分別與所述已知塑料 類別的塑料激光探針光譜中波長為247 · 76nm~247 · 96nm、656 · 2nm~656.4nm、777 · 2nm~ 777 · 4nm、746 · 8nm ~747 · 0nm、388 · 2nm ~388 · 4nm 和656 · 2nm ~656 · 4nm 處的譜線相比較。
[0017] 通過本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中的激光 探針識別塑料的裝置是通過采用塑料中主要非金屬元素的特征譜線，從識別塑料種類的多 樣性以及識別效率方面同時(shí)進(jìn)行了改善和提升，有利于激光探針技術(shù)在塑料分類識別中的 推廣應(yīng)用。具體而言，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：
[0018] (1)與傳統(tǒng)的LIBS技術(shù)識別塑料時(shí)需采用非金屬和金屬元素譜線相比較，本實(shí)用 新型僅需通過選取塑料中主要元素的6條特征譜線：C I 247.86nm，HI 656.3nm，0I 777.3nm，NI 746.9nm，C-N(0,0)388.3nm，C2(0,0)656.3nm，不僅與傳統(tǒng)LIBS在塑料識別精 度保持了一致，而且由于本實(shí)用新型采用較少的特征譜線，降低了訓(xùn)練分類器模型所用的 時(shí)間，從而提高LIBS分類識別塑料的效率；
[0019] (2)本實(shí)用新型由于僅需采用塑料所含主要元素碳、氫、氧、氮對應(yīng)的特征譜線，不 僅可以識別含有金屬元素的塑料，而且可以識別不含金屬元素的塑料，大幅擴(kuò)展了激光探 針分類識別塑料的種類。
[0020] (3)需要特別指出的是，本實(shí)用新型方法不受塑料顏色影響，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家生 產(chǎn)的不同顏色的同種類型塑料制品歸類，有利于廢舊塑料制品的循環(huán)利用，有效降低環(huán)境 污染。
[0021] (4)本實(shí)用新型中激光探針識別塑料的裝置在光譜采集過程中采用位移傳感器以 監(jiān)控塑料樣品表面高度的變化，使得塑料表面與聚焦透鏡之間的距離保持一致，以降低由 于樣品表面的不平整性帶來的干擾。
[0022] 綜上，本文明中激光探針識別塑料的裝置能夠提高激光探針技術(shù)識別塑料的效 率，并擴(kuò)展識別塑料的種類。
【附圖說明】
[0023] 圖1是本實(shí)用新型中的激光探針識別塑料的裝置。
[0024] 圖中各附圖標(biāo)記的含義如下：1為激光器;2為計(jì)算機(jī);3為數(shù)字延時(shí)發(fā)生器;4為觸 發(fā)線;5為數(shù)據(jù)線;6為ICCD; 7光譜儀;8為光纖;9為采集頭;10為位移平臺；11為樣品；12為位 移傳感器;13為聚焦透鏡;14為激光波長反射鏡(即激光譜線反射鏡）。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所 涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0026] 如圖1所示，本實(shí)用新型中激光探針識別塑料的裝置，包括激光器1、激光波長反射 鏡14、聚焦透鏡13、位移平臺10、光譜儀7、I(XD6和分類器模塊，其中，激光器1、激光波長反 射鏡14和聚焦透鏡13依次位于同一光路上;位移平臺10位于該聚焦透鏡13的出射光路上， 用于放置待測塑料;光譜儀7通過采集頭9采集位于位移平臺10上的待測塑料的激光探針光 譜;ICCD6與光譜儀7相連，用于拍攝采集到的待測塑料的激光探針光譜;分類器模塊用于將 拍攝到的待測塑料的激光探針光譜與已知塑料類別的塑料激光探針光譜相比，從而識別待 測塑料的類別。
[0027]該激光探針識別塑料的裝置還包括位移傳感器12,該位移傳感器12用于監(jiān)控待測 塑料的表面與聚焦透鏡13之間距離的變化。
[0028] 光譜儀7采集的待測塑料的激光探針光譜為波長為247 · 76nm~247 · 96nm、656 · 2nm ~656·4nm、777·2nm~777·4nm、746.8nm~747.0nm、388.2nm~388·4nm和656·2nm~ 656.4nm處的光譜。或者，分類器模塊是將拍攝到的待測塑料的激光探針光譜中波長為 247·76nm~247·96nm、656·2nm~656·4nm、777·2nm~777.4nm、746·8nm~747·0nm、388·2nm ~388.4nm和656.2nm~656.4nm處的譜線分別與已知塑料類別的塑料激光探針光譜中波長 為247·76nm~247·96nm、656·2nm~656·4nm、777·2nm~777·4nm、746·8nm~747·Onm、 388 · 2nm~388 · 4nm和656 · 2nm~656 · 4nm處的譜線相比較。
[0029]上述激光探針裝置具體工作原理過程如下：數(shù)字延時(shí)發(fā)生器3同時(shí)發(fā)出脈沖信號 觸發(fā)激光器1和ICCD6，脈沖信號觸發(fā)激光器3輸出脈沖激光，激光束經(jīng)反射鏡14反射，垂直 經(jīng)過聚焦透鏡13聚焦到樣品11表面，激發(fā)出等離子體。等離子體輻射光由采集頭9收集并耦 合至光纖8傳輸至光譜儀7。與此同時(shí)，被脈沖信號觸發(fā)的ICCD6記錄經(jīng)光譜儀7衍射、分光后 的等離子體發(fā)射光。ICCD6與計(jì)算機(jī)2連接，利用光譜分析軟件對光譜進(jìn)行讀取等操作。在激 光脈沖作用于樣品11的過程中，樣品11表面保持固定的水平高度，位移傳感器用于監(jiān)控樣 品表面的高度變化。計(jì)算機(jī)2控制位移平臺10沿X方向和Y方向做"弓"運(yùn)動，使得激光脈沖作 用于樣品表面不同的位置。
[0030] 不同廠家生產(chǎn)的同類型工業(yè)塑料，為滿足某種物理或化學(xué)性能，往往添加不同的 添加劑，如增色劑、阻燃劑等。在塑料制品加工過程中，除碳?xì)溲醯赝?，其它金屬元素?常是作為添加劑為改變某一性能所使用的，所以不同廠家生產(chǎn)的同類型塑料中金屬元素含 量差異很大，部分塑料甚至不含金屬元素。因此，若選用金屬元素譜線作為特征譜線，不僅 由于金屬元素含量的差異導(dǎo)致識別精度偏低，而且對于不含金屬元素的樣品由于檢測不到 該元素對應(yīng)的金屬譜峰強(qiáng)度值而無法識別，限制了LIBS分類識別塑料的種類。針對上述問 題，本實(shí)用新型僅需采用塑料中的主要元素碳?xì)溲醯獙?yīng)的特征譜線，將LIBS技術(shù)與SVM模 型結(jié)合，可以大幅提高LIBS技術(shù)在塑料識別中的效率，擴(kuò)展其識別塑料的種類。本實(shí)用新型 所提出的激光探針識別塑料的裝置尤其是基于碳?xì)溲醯窃氐募す馓结樇夹g(shù)對多種塑 料的分類方法，在具體識別時(shí)，可采用以下步驟：
[0031] 1.塑料制品的光譜數(shù)據(jù)采集。為獲得塑料激光探針光譜的最佳光譜強(qiáng)度和光譜信 號背景比，對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，包括激光脈沖能量、ICCD延遲時(shí)間以及門寬。在最佳工藝 參數(shù)下，利用激光探針技術(shù)采集S種塑料的等離子光譜，每種塑料樣品采集N個(gè)等離子體光 譜，因此S種塑料共采集M 1 = SXN個(gè)光譜。
[0032] 2.選取特征譜線。為拓展LIBS分類識別塑料種類的范圍，只選取非金屬元素對應(yīng) 的特征譜線。由于碳?xì)溲醯撬芰现兴闹饕?，因此選取Cl 247.86nm，HI 656.3nm， OI 777.3nm,NI 746.9nm，C-N(0,0)388.3nm，C2(0,0)656.3nm六條非金屬元素特征譜線。
[0033] 3.特征譜線歸一化。由于碳元素是所有塑料的基體元素，因此利用碳元素對應(yīng)的 特征譜線進(jìn)行歸一化處理。將選取的6條特征譜線強(qiáng)度值除以C 1247.86nm譜線強(qiáng)度值作為 歸一化的強(qiáng)度。
[0034] 4.訓(xùn)練SVM分類器模型。在MATLAB軟件環(huán)境下運(yùn)行LIBSVM工具箱，其中SVM算法的 核函數(shù)采用徑向基函數(shù)(RBF) AVM算法中的懲罰參數(shù)c以及核函數(shù)參數(shù)g對SVM模型的識別 分類精度有重要影響，因此采用遺傳算法和交互驗(yàn)證法分別對c、g參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將M1組光 譜數(shù)據(jù)(每組光譜數(shù)據(jù)包括5個(gè)歸一化強(qiáng)度值)根據(jù)對應(yīng)的塑料類型為其設(shè)定標(biāo)簽。將％組 光譜數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的標(biāo)簽值作為SVM算法的輸入，用于訓(xùn)練并建立SVM分類器模型。
[0035] 5.待識別塑料制品的光譜數(shù)據(jù)處理。對于待識別的塑料，采用相同的激光探針實(shí) 驗(yàn)裝置，在相同的工藝參數(shù)下，采集每種塑料的等離子體光譜，共獲得跑個(gè)等離子體光譜。 按照步驟2和3的方式選取特征譜線并對特征譜線進(jìn)行歸一化處理，得到M2組光譜數(shù)據(jù)(每 組光譜數(shù)據(jù)包括5個(gè)歸一化強(qiáng)度值）。根據(jù)每組光譜數(shù)據(jù)對應(yīng)的塑料類型，為其設(shè)定標(biāo)簽值， 設(shè)置方式同步驟4。
[0036] 6.SVM分類器模型對塑料制品的識別分類。將待識別的M2組光譜數(shù)據(jù)(不包含標(biāo)簽 值)輸入到訓(xùn)練后的SVM分類器模型，輸出是待識別塑料每組光譜數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)測標(biāo)簽值。 將輸出的標(biāo)簽值與實(shí)際設(shè)定的標(biāo)簽值對比，相同的標(biāo)簽值表示預(yù)測準(zhǔn)確，反之，預(yù)測錯(cuò)誤， 從而可以獲得每種塑料的識別精度。
[0037] 實(shí)施例1
[0038]實(shí)施例1中的基于非金屬元素的激光探針識別塑料的方法包括如下步驟：
[0039] 1.塑料制品的光譜數(shù)據(jù)采集。實(shí)驗(yàn)選用20種常用工業(yè)塑料制品，共分為11類，如表 1。光譜采集在空氣環(huán)境下進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。采用調(diào)Q開關(guān)Nd: YAG脈沖激光器1 (Beamtech Nimma400，波長532nm，脈寬5ns，最大重復(fù)頻率IOHz)作為激發(fā)光源，激發(fā)出的等 離子體福射光由采集頭9收集并傳輸至光譜儀7 (Andor Technology ,Mechel le5000,波長范 圍 200_975nm，分辨率 λ/Δλ = 5000)進(jìn)行分光，ICCD6(Andor Technology,iStar DH-334T1024X 1024像素)對光譜儀7傳過來的光譜信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。光譜采集過程中控制樣 品表面沿X方向和Y方向做"弓"形運(yùn)動。為防止空氣擊穿，激光聚焦透鏡(焦距15cm)焦點(diǎn)位 于塑料樣品表面以下1.5mm處。位移傳感器12監(jiān)控樣品表面至聚焦透鏡13之間的距離，以降 低由于距離的變化所帶來的干擾。
[0040] 為獲得最佳的光譜強(qiáng)度和光譜信號背景比，激光單脈沖能量設(shè)為40mJ，ICCD延時(shí) 和門寬分別設(shè)為2.5ys和2ys。
[0041] 在以上工藝參數(shù)下，采集20種塑料的等離子體的光譜，每種樣品采集50個(gè)光譜，因 此20種塑料共采集1000個(gè)光譜。
[0042] 表 1
[0045] 2.選取特征譜線。由于碳?xì)溲醯撬芰现械闹饕?，因此選取CI 247.86nm，HI 656.3nm，0I 777.3nm,NI 746.9nm，C-N(0,0)388.3nm，C2(0,0)656.3nm六條非金屬元素特 征譜線，對應(yīng)每組光譜數(shù)據(jù)包含6個(gè)特征譜線強(qiáng)度值。
[0046] 3.特征譜線歸一化。將每組數(shù)據(jù)中6個(gè)特征譜線強(qiáng)度值除以C I 247.86nm譜線強(qiáng) 度值作為歸一化的強(qiáng)度。
[0047] 4.訓(xùn)練SVM分類器模型。SVM算法中的懲罰參數(shù)c和核函數(shù)參數(shù)g分別設(shè)為12.1257、 0.75786。將1000組光譜數(shù)據(jù)(每組光譜數(shù)據(jù)包括5個(gè)歸一化強(qiáng)度值)根據(jù)對應(yīng)的塑料類型為 其設(shè)定標(biāo)簽（1~11)。將1000組光譜數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的標(biāo)簽值作為SVM算法的輸入，用于訓(xùn)練 并建立SVM分類器模型。
[0048] 5.待識別塑料制品的光譜數(shù)據(jù)處理。采用相同的激光探針實(shí)驗(yàn)裝置，在相同的工 藝參數(shù)下，采集每種待識別塑料的等離子體光譜，每種塑料采集50幅光譜。選取碳?xì)溲醯?素對應(yīng)的6條特征譜線并讀取特征譜線強(qiáng)度值，以CI 247.86nm譜線強(qiáng)度值進(jìn)行歸一化處 理，共得到20種待識別塑料樣品的1000組光譜數(shù)據(jù)，根據(jù)每組光譜數(shù)據(jù)對應(yīng)的塑料類型，為 其設(shè)定一個(gè)標(biāo)簽值，設(shè)置方式同步驟4。
[0049] 6. SVM分類器模型對塑料制品的識別分類。將1000組光譜數(shù)據(jù)(不包含標(biāo)簽值)作 為SVM分類器模型的輸入，得到每組光譜數(shù)據(jù)對應(yīng)的預(yù)測標(biāo)簽值。將預(yù)測標(biāo)簽值與實(shí)際設(shè)置 的標(biāo)簽值進(jìn)行對比，得到每種塑料的分類識別精度，在98%-100%之間，20種塑料的平均識 別精度為99.6%，如表2所示。以上結(jié)果可以看出，采用激光探針技術(shù)與SVM算法相結(jié)合，在 空氣環(huán)境下，僅采用6條非金屬元素的特征譜線，即可實(shí)現(xiàn)對不同顏色以及不同類型工業(yè)塑 料制品的高精度分類。
[0050] 表 2
[0052] 本實(shí)用新型中譜線強(qiáng)度均是以美國NIST基本原子光譜數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)譜線波長 為中心波長，讀取出±0.1 nm范圍內(nèi)（考慮到溫度波動引起譜線波長微小偏移）的最大強(qiáng)度 作為譜線強(qiáng)度。
[0053] 本實(shí)用新型中的分類器模塊可以采用計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)等可以實(shí)現(xiàn)比較分類功 能的t吳塊。
[0054] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不 用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，包括激光器（I)、激光波長反射鏡（14)、 聚焦透鏡(13)、位移平臺（10)、光譜儀(7)、ICCD(6)和分類器模塊，其中， 所述激光器(1)、所述激光波長反射鏡（14)和所述聚焦透鏡（13)依次位于同一光路上； 所述位移平臺（10)位于該聚焦透鏡(13)的出射光路上，用于放置待測塑料； 所述光譜儀(7)通過采集頭(9)采集位于所述位移平臺（10)上的所述待測塑料的激光 探針光譜； 所述ICCD(6)與所述光譜儀（7)相連，用于拍攝采集到的所述待測塑料的激光探針光 譜； 所述分類器模塊用于將拍攝到的所述待測塑料的激光探針光譜與已知塑料類別的塑 料激光探針光譜相比，從而識別待測塑料的類別。2. 如權(quán)利要求1所述激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，該激光探針識別塑料的裝 置還包括位移傳感器（12)，該位移傳感器（12)用于監(jiān)控所述待測塑料的表面與所述聚焦透 鏡（13)之間距離的變化。3. 如權(quán)利要求1所述激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，所述光譜儀(7)采集的所 述待測塑料的激光探針光譜為波長在200nm~975nm范圍內(nèi)的碳元素、氫元素、氧元素和氮 元素的譜線。4. 如權(quán)利要求3所述激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，所述光譜儀(7)采集的所 述待測塑料的激光探針光譜為波長為247.76nm~247.96nm、656.2nm~656.4nm、777.2nm~ 777 · 4nm、746 · 8nm ~747 · 0nm、388 · 2nm ~388 · 4nm 和656 · 2nm ~656 · 4nm 處的光譜。5. 如權(quán)利要求1所述激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，所述分類器模塊是將拍攝 到的所述待測塑料的激光探針光譜中碳元素、氫元素、氧元素和氮元素的譜線逐一與所述 已知塑料類別的塑料激光探針光譜中相應(yīng)的碳元素、氫元素、氧元素和氮元素的譜線相比 較。6. 如權(quán)利要求1所述激光探針識別塑料的裝置，其特征在于，所述分類器模塊是將拍攝 到的所述待測塑料的激光探針光譜中波長為247 · 76nm~247 · 96nm、656 · 2nm~656 · 4nm、 777 · 2nm ~777 · 4nm、746 · 8nm ~747 · Onm、388 · 2nm ~388 · 4nm 和 656 · 2nm ~656 · 4nm 處的譜線 分別與所述已知塑料類別的塑料激光探針光譜中波長為247.76nm~247.96nm、656.2nm~ 656·4nm、777·2nm~777·4nm、746·8nm~747·0nm、388·2nm~388·4nm和656·2nm~656·4nm 處的譜線相比較。
【文檔編號】G01N21/01GK205538680SQ201620194194
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】李祥友, 孫倩倩, 郭連波, 曾曉雁, 陸永楓
【申請人】華中科技大學(xué)