一种基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备

1.本发明属于用于生活源塑料制品的回收利用的分选技术领域，涉及生活源塑料制品的快速、精准分选问题，特别是涉及一种基于多光谱影像采集技术的塑料制品分选设备。


背景技术：

2.塑料作为三大合成材料之一，给人类带来了巨大的物质文明，塑料制品已成为人们日常生活中不可或缺的组成部分，因其具有质轻、外观美、加工方便、经济适用等特点推动了工农业的持续发展和当代高科技的兴起。但随着塑料制品消费量不断增大，废弃塑料也不断增多，已对生态安全及人体健康造成了威胁；另一方面，塑料的原料为石油和天然气，都是不可再生的资源，同时也造成了一定的资源浪费。在世界各国都在大力倡导发展低碳经济模式的今天，废旧塑料的回收利用作为一项节约能源、保护环境的措施，普遍受到重视。大力发展作为石化下游产业的重要组成部分的废旧塑料回收和高值化利用产业，具有重要的社会经济双重效益。因此，近年来，世界各国都在积极开展废旧塑料回收利用的研究和产业化工作。
3.废旧塑料的来源主要是工业废弃物和生活垃圾两大部分，多以不同种类塑料混合形式存在。其中，生活源废塑料由于混杂程度高、污染程度大，其高值化利用已成为世界性的难题和挑战。实现废旧塑料的高值化再生利用的前提是其具有较高的纯度，即要求同一品种塑料的鉴别精度往往需要接近100%，以求最大限度地避免不同种类物质的混入，使再生塑料保持原塑料的性能。但传统的鉴别方法没有触及物质的化学结构本身，很难实现高精度的鉴别。
4.如何妥善回收和处理生活源废塑料已成为了我国乃至全世界面临的一项十分严峻而紧迫的课题。从资源循环利用的角度考察，它是可再生或可重复利用的资源，可以通过分类后循环利用，走“持续发展”的道路。目前，我国提倡塑料垃圾的源头分类，这种举措能够从根本上促进城市生活垃圾的减量化、无害化、资源化。但由于法律法规不健全，居民意识普遍不高等原因，这一举措实施起来非常困难。所以我国城市塑料垃圾要实行减量化、无害化、资源化的综合处理，必须要进行垃圾的预处理，即垃圾处理前的分选，因而，完善可靠的生活垃圾分选技术是提高再生资源再利用效率、高值化利用和实现资源综合处理工艺的关键。
5.许多国家在分析研究不同废塑料特性的基础上，主要采用光电分选设备分选废旧塑料，实现了废塑料的深度回收利用。近期也发展了采用静电法、光学法、x射线荧光法、荧光标记法、紫外光谱法、等离子发射光谱法、激光诱导发射光谱法、拉曼光谱法、中红外（mir）法及近红外（nir）法等分选技术，其中红外光谱法无疑是最吸引人的先进技术之一，它是利用红外光谱中合适的倍频和泛频，分选目标物不需要前处理，且分选速度快，成本低，不破坏产品物性，尤其适合塑料等聚合物的分选，将红外波谱进行相关处理，然后进行相关计算建立定性模型，进一步探讨迅速辨别多种塑料的新方法，并已获得了工业应用。
6.现阶段，我国塑料制品的分选处理工序，主要是依靠人工处理。严重存在工作环境艰苦，分拣速度慢，质量无法保障等问题，已经成为制约该行业发展的瓶颈问题，极大地阻碍了塑料制品处理行业的竞争力的提升。现阶段各国针对混合废塑料回收利用的需要，对光谱鉴别技术进行了深入研究，取得了新的进展。大多采用近红外线，中红外线作照射光源，以旋转式滤波器、衍射光栅、棱镜等进行分光，并找到了比较便宜的受光元件，在傅里叶红外光谱的基础上，研制成简易塑料鉴别光谱仪。这类针对混合废塑料鉴别分类而设计的简易塑料专用光谱仪，具有速度快、操作简便、可现场使用等优点，但现有的分选设备光源通常为线光源，采集的光谱数据容易受到杂质和环境的干扰，分选准确率较低、精度较差，无法解决大宗废塑料难分类回收问题。因此，需要发展新型的生活源塑料制品快速、精准分选设备。其中，多光谱影像技术作为一种广谱成像，包含可见光和不可见光光谱，能够同时获取光谱特征和空间图像信息。该项技术的应用可以大程度改善现有分选设备的不足，且适用面广，可带来巨大的经济及社会效益，应大力推广。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种基于多光谱影像采集技术的，用于生活源塑料制品回收利用的快速、精准分选的设备，通过，解决了现有的问题。为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：本发明为一种基于多光谱影像采集技术的，用于生活源塑料制品回收利用的快速、精准分选设备，包括（1）光学系统：主要用光学来检测待选的废塑料，并把检测信号信息提供给分选系统。其中包括光电模块、光源的选择、滤光片的选择、光路的设计、图像传感器的选取；所述光源分布在传送皮带一侧、底部或顶部，光源的灯光照射在塑料制品上，吸收后透射光线被微滤片与图像传感器结合的多光谱图像采集部件摄录，图像传感器分别对废塑料进行动态扫描，并将图像传感器输出的信号经过放大处理，然后输入到控制机构上储存并分析，经过对比分析后确定废塑料的材质后给出剔除信号，该信号产生的延时时间正好等于样品从检测口下落到喷射气枪之间的时间差；（2）分选系统：塑料制品通过分选检测区域后，分选系统接收到不同塑料制品的差异信号后启动高压喷嘴喷出气流把不同塑料制品吹落到对应的收集槽内。包括气流喷吹机构、输出物料机构；（3）系统控制模块：对一定种类的塑料制品，通过系统控制模块下达命令。首先调节塑料制品的流量，当塑料制品进入金属检测区域和光检区域检测后，将其的信号传送给控制系统，控制系统对其进行判断处理后将分选信息传递给分选系统，在这里，分选信息是通过机器学习算法以及深度学习算法实现的，以实现更高精度、更快响应速度的分选效率；通过气动系统，利用气罐的压缩空气，通过过滤阀净化后送给喷气阀组，根据塑料制品在传送皮带上的位置，由控制系统控制喷气阀组对应的某个喷气阀，喷出高速气流，启动喷嘴准备喷吹出不同的塑料制品，并准确击中要作用的塑料制品，使其落入预设的收集槽内，完成整个分选过程。包括废塑料流动速度的控制、信号采集控制系统、信号识别控制、气流喷吹系统控制。
8.（4）三个模块组合成生活源塑料制品的快速精准分选设备，共同完成检测数据的
高速并行处理，提高现阶段分选机的分选速度和精度。
9.具体地说，本发明的目的是这样实现的，一种基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，包括机架、光源、低速传送皮带、高速传送皮带、光谱信号接收器、喷气阀嘴、总控系统、振动筛、收集槽、物料投入口、聚光镜，其特征在于：所述低速传送皮带、高速传送皮带设置在机架上，低速传送皮带与高速传送皮带相邻设置，即低速传送皮带的后端与高速传送皮带的前端相邻设置，低速传送皮带、高速传送皮带均为环形变速传送皮带，低速传送皮带的两端、高速传送皮带的两端均环绕套装在前后端的前、后皮带轮上，且前、后端中的任一端的皮带轮的皮带轴是采用电动机通过皮带轴减速器带动转动从而带动传送皮带移动，低速传送皮带的传送皮带速度为低速，高速传送皮带的传送速度为高速，所述光源分布在高速传送皮带一侧、底部或顶部，光源能照射在位于高速传送皮带上的塑料制品，由微滤片与图像传感器组成的光谱信号接收器与光源相对设置，即相应置于高速传送皮带另一侧、顶部或底部，光源照射塑料制品后、塑料制品吸收光源的灯光照射后的透射光线被由微滤片与图像传感器结合的多光谱图像采集部件进行摄录，图像传感器分别对塑料制品进行动态扫描，并将图像传感器动态扫描信号输出、所输出信号经过放大处理，能实现探测分析透明或不透明的塑料制品；所述聚光镜紧邻光源放置，使光源的光线聚焦于被检测的塑料制品上；所述总控系统包括数控系统以及可编程逻辑控制器；所述光谱信号接收器中所使用的传感器为大尺寸的红外、近红外、高光谱传感器，能接收反射光线；所述喷气阀嘴安装在高速传送皮带尾部一侧的机架上，在与高速传送皮带尾部后端另一侧相邻处设置有接收品的收集槽，在高速传送皮带尾部后端相邻处设置有剔除品的收集槽；所述振动筛安装在低速传送皮带和高速传送皮带的连接处，所述的振动筛大小适中、以及低速传送皮带的传输速率适中、使得从物料投入口进入到低速传送皮带上的塑料制品能从低速传送皮带经振动筛准确无误地输送到高速传送皮带上，避免有的塑料制品从低速传送皮带进入到振动筛后无法进入到高速传送皮带，所述的振动筛其目的是防止塑料制品进入光谱接收器区域时出现相互覆盖的现象，从而影响识别效果；所述物料投入口安装于低速传送皮带的端头机架上， 塑料制品是通过物料投入口进入低速传送皮带，在低速传送皮带上的塑料制品当经过振动筛时通过振动筛振动使其在振动筛上平铺均匀，然后使振动筛上平铺均匀的塑料制品移动而进入相邻的高速传送皮带上，光源照射在高速传送皮带上的生活源的塑料制品，在高速传送皮带采用光谱信号接收器探测生活源的塑料制品的近红外光谱信号，通过总控系统对高速传送皮带上的塑料制品进行定位并传送至喷气阀嘴处，由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴进行喷出，其中通过总控系统定位的塑料制品被由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴喷入到设于与高速传送皮带尾部后端另一侧相邻处的接收品的收集槽中，即根据塑料制品在高速传送皮带上的位置，当移动到高速传送皮带尾部后端时，由可编程逻辑控制器plc控制喷气阀嘴组中相应的某个喷气阀嘴，喷出高速气流，吹到相应的塑料制品上，并准确击中被定位的塑料制品，使其落入到位于高速传送皮带尾部后端另一侧相邻处所预设的接收品的收集槽内，其余未被定位的塑料制品、金属、玻璃及其它非有机物物品通过高速传送皮带移到末端后通过高速传送皮带的高速惯性作用作平抛运动落入到位于尾部后端相邻处所设置的剔除品的收集槽中。
10.进一步地，所述光源为卤钨灯、卤素光源、黑体红外光源或发光二极管。
11.进一步地，所述传送皮带是摊展完全的传送装置，进料时使用低速传送，检测和喷
出阶段使用高速传送，速度为2.5-2.8m/s。
12.进一步地，所述喷气阀嘴是将目标物体喷出至收集槽的一种方式，其气体流速、喷嘴形状尺寸以及喷嘴阵列压强比均会影响目标物体降落情况；其喷嘴管长为15 mm-20 mm，直径为6 mm-8 mm，喷气阀嘴排列方式为上下排列、侧向排列、前后排列，且排列的阵列间距为15 mm-18 mm，等距排布。
13.进一步地，所述振动筛能使得颗粒状的废塑料可以平铺在镜头前，采用圆型振动筛或直线振动筛，振动筛的筛网目数在50-100目之间。
14.进一步地，所述收集槽用来放置选择的塑料制品，设置有接收品的收集槽和剔除品的收集槽。
15.进一步地，所述物料投入口为倾斜式物料投入通道，可以是人工手动上料或机械抓手自动上料。
16.进一步地，所述聚光镜放置在传送皮带上方，可以弥补光线的不足以及适当改变光路，使光线聚焦于被检测的塑料制品上，从而达到最好的照明的效果。
17.进一步地，所述光谱信号接收器中所使用的传感器的表面贴有多个微滤片，每个微滤片有4通道，一个微滤片通过的波长能区别1~2种不同的塑料制品。
18.进一步地，所述数控系统：用于控制设备程序运行以及分析信号，经过对比分析光谱信号后能确定塑料制品的材质的光谱信号并给出剔除信号，该光谱信号产生的延时时间正好等于塑料制品从光谱信号接收器到喷气阀嘴之间的时间差。
19.本发明的有益效果为：1. 基于光谱影像采集技术的，用于生活源塑料制品回收利用的快速、精准分选的设备是光谱与图像传感器的紧密结合体，取代市场上传统的基于光谱特征技术废塑料分选设备，直接避免了传统的光谱信号获取的盲目性，降低了数据处理量，提高准确率。
20.本发明只需采用为数甚少的固定波长的测定，即可快速确定废旧塑料的类型，所组成的产品具有造价低、测量精确、运行可靠、操作简单、低维护量，结构紧凑等特点。
21.本发明实现一次曝光同时获取多幅不同波长的图像。不同图像的像素与像素自动对准，从根本上消除运动造成的空间位置移动的影响。
22.本发明总体结构简单、拆卸方便，便于检修和更换零件，其中光学检测无二次污染，无有害试剂引入，整个过程绿色低碳。
23.本发明适用于大多数通用塑料及工程塑料。本发明快捷、可靠，智能化高，响应时间短，效率高，灵敏度高，穿透试样的能力强，对体积大直径长的试样（如塑料瓶），其谱图也可准确记录，且重现性好。无运动部件，易维修，同时造价低，可在恶劣环境下工作，对再生资源企业、塑料生产厂家、垃圾填埋场、回收站等具有重要的实际应用意义。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
24.图1为实施例的生活源塑料制品自动分选设备的示意图。
25.图2为图1的截面图。
26.图3为图1的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合实例及附图对本发明进一步说明，并且本发明的保护范围并不仅仅局限于下述的实施例。
28.本实施例提供了一种生活源塑料制品分选设备，即一种基于多光谱影像采集技术（近红外光谱波段）的生活源塑料制品快速、精准分选设备，包括机架、光源1、低速传送皮带2、高速传送皮带3、光谱信号接收器4、喷气阀嘴5、总控系统6、振动筛7、收集槽、物料投入口9、聚光镜10，其特征在于：所述低速传送皮带2、高速传送皮带3设置在机架上，低速传送皮带2与高速传送皮带3相邻设置，由于相邻设置因此从物料投入口9进入到低速传送皮带2上的生活源塑料制品能通过低速传送皮带2传输到高速传送皮带3中，即低速传送皮带2的后端与高速传送皮带3的前端相邻设置（但不是紧靠设置，中间优选隔着一个振动筛7），低速传送皮带2、高速传送皮带3均为环形变速传送皮带，低速传送皮带2的两端、高速传送皮带3的两端均环绕套装在前后端的前、后皮带轮上，且前、后端中的任一端的皮带轮的皮带轴是采用电动机通过皮带轴减速器带动转动从而带动传送皮带移动（为一般技术人员能实现的技术），低速传送皮带2的传送皮带速度为低速，高速传送皮带3的传送速度为高速，所述光源1分布在高速传送皮带3一侧、底部或顶部（图中是设置在位于高速传送皮带3上方的机架顶部上），光源1能照射在位于高速传送皮带3上的塑料制品，由微滤片与图像传感器组成的光谱信号接收器4（为现有技术产品）相应置于高速传送皮带另一侧、顶部或底部（图中是设置在机架底部上，与光源1相对设置），光源1照射塑料制品后、塑料制品吸收光源的灯光照射后的透射光线被由微滤片与图像传感器结合的多光谱图像采集部件摄录，图像传感器分别对塑料制品进行动态扫描，并将图像传感器动态扫描信号输出、所输出信号经过放大处理，能实现光谱测定、颜色及影像感应，达到探测分析透明或不透明物体，由于pet、pvc、abs、abs/pc、pp、pmma、pe、ps、pc、pa、pu材质塑料制品以及金属、玻璃及其它非有机物具有不同的光谱、颜色及影像感应，比如可探测pet、pvc、abs、abs/pc、pp、pmma、pe、ps、pc、pa、pu材质并区分塑料、金属、玻璃及其它非有机物；所述聚光镜10紧邻光源1放置，可以弥补光源光线的不足以及适当改变光线光路，使光线聚焦于被检测的塑料制品上，从而达到最好的照明的效果；所述总控系统6包括数控系统以及可编程逻辑控制器(plc)，数控系统为一般技术能实现的，如：用于控制设备程序运行以及分析信号，经过对比分析光谱信号后可以确定塑料制品的材质的光谱信号并给出剔除信号（如：金属、玻璃及其它非有机物的信号），该光谱信号产生的延时时间正好等于塑料制品从光谱信号接收器4到喷气阀嘴5之间的时间差；所述光谱信号接收器4中所使用的传感器为大尺寸的红外、近红外、高光谱传感器，能接收反射光线，表面贴有多个微滤片，每个微滤片有4通道，一个微滤片通过的波长能区别1~2种不同的塑料制品；喷气阀嘴5安装在高速传送皮带3尾部一侧的机架上，是将目标物体喷出至收集槽的一种方式，其喷嘴管长为15 mm-20 mm，直径为6 mm-8 mm，喷气阀嘴排列方式为上下排列、侧向排列、前后排列，且排列的阵列间距为15 mm-18 mm，等距排布，在与高速传送皮带3尾部后端另一侧相邻处设置有接收品8-2的收集槽，在高速传送皮带3尾部后端相邻处设置有剔除品8-1的收集槽；优选地，所述振动筛7安装在低速传送皮带2和高速传送皮带3的连接处，所述的振动筛7大小适中、以及低速传送皮带2的传输速率适中、使得从物料投入口9进入到低速传送皮带2上的塑料制品能从低速传送皮带2经振动筛7准确无误地输送到高速传送皮带3上，避免有的塑料制品从低速传送皮带2进入到振动筛7后无法进入
到高速传送皮带3，所述的振动筛7其目的是防止塑料制品进入光谱接收器4区域出现相互覆盖的现象，从而影响识别效果，可为圆型振动筛或直线振动筛，筛网目数在50-100目之间；所述物料投入口9安装于低速传送皮带2的端头机架上， 塑料制品是通过物料投入口9进入低速传送皮带2，在低速传送皮带2上的塑料制品当经过振动筛7时通过振动筛7振动使其在振动筛7上平铺均匀，然后使振动筛7上平铺均匀的塑料制品移动而进入相邻的高速传送皮带3上，光源1照射在高速传送皮带3上的生活源塑料制品，在高速传送皮带3采用光谱信号接收器4（如：近红外光谱仪）探测生活源塑料制品的近红外光谱信号，通过总控系统（一般技术人员能实现的程序的数控系统以及可编程逻辑控制器plc）对高速传送皮带上的塑料制品进行定位并传送至喷气阀嘴处，由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴进行喷出，其中通过总控系统定位的塑料制品被由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴喷入到设于与高速传送皮带3尾部后端另一侧相邻处的接收品8-2的收集槽中（具体为：根据塑料制品在高速传送皮带上的位置，当移动到高速传送皮带3尾部后端时，由可编程逻辑控制器plc控制喷气阀嘴组中相应的某个喷气阀嘴，喷出高速气流，吹到相应的塑料制品上，并准确击中被定位的塑料制品，使其落入到位于高速传送皮带3尾部后端另一侧相邻处所预设的接收品8-2的收集槽内），其余未被定位的塑料制品、金属、玻璃及其它非有机物物品通过高速传送皮带移到末端后通过高速传送皮带的高速惯性作用作平抛运动落入到位于尾部后端相邻处所设置的剔除品8-1的收集槽中。
29.1.所述物料投入通道包括以下步骤：塑料制品在进料前，选择人工手动上料法，后通过倾斜式传送皮带输送、经物料投入口至传送皮带的低速传送皮带上。
30.2.所述低速传送皮带区内，包括以下步骤：塑料制品在进入光谱信号接收器4的识别模块前，在低速传送皮带上匀速输送，并会通过与之相邻的振动筛进行区域振动达到均匀分布。
31.3.所述振动筛包括以下步骤：振动筛是振动运料区域，作用是使塑料制品之间彼此无遮挡、无重叠然后进入高速传送皮带上，以便达到更好的识别效果。振动后的物料通过振动筛的作用而进入高速传送皮带。
32.4.所述近红外光谱仪探测包括以下步骤：塑料制品进入高速传送皮带后，会进入光谱信号接收器4的近红外光谱探测模块，近红外光谱仪检测到待测样品的近红外光谱信号后，通过总控系统的自动程序将定位信号传送至高压喷嘴。
33.5.所述收集槽包括以下步骤：收集槽分为接收品的收集槽和剔除品的收集槽，位于高速传送皮带下面，被定位的塑料制品经高压喷嘴喷出后落入接收品的收集槽，未被检测到的塑料制品、金属、玻璃及其它非有机物物品则是不符合目标的样品，最终通过高速传送皮带的高速惯性作用作平抛运动落入剔除品的收集槽，后进行下一轮的再检测或者其他应用。

技术特征：
1.一种基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，包括机架、光源（1）、低速传送皮带（2）、高速传送皮带（3）、光谱信号接收器（4）、喷气阀嘴（5）、总控系统（6）、振动筛（7）、收集槽、物料投入口（9）、聚光镜（10），其特征在于：所述低速传送皮带（2）、高速传送皮带（3）设置在机架上，低速传送皮带（2）与高速传送皮带（3）相邻设置，即低速传送皮带（2）的后端与高速传送皮带（3）的前端相邻设置，低速传送皮带（2）、高速传送皮带（3）均为环形变速传送皮带，低速传送皮带（2）的两端、高速传送皮带（3）的两端均环绕套装在前后端的前、后皮带轮上，且前、后端中的任一端的皮带轮的皮带轴是采用电动机通过皮带轴减速器带动转动从而带动传送皮带移动，低速传送皮带（2）的传送皮带速度为低速，高速传送皮带（3）的传送速度为高速，所述光源（1）分布在高速传送皮带（3）一侧、底部或顶部，光源（1）能照射在位于高速传送皮带（3）上的塑料制品，由微滤片与图像传感器组成的光谱信号接收器（4）与光源（1）相对设置，即相应置于高速传送皮带另一侧、顶部或底部，光源（1）照射塑料制品后、塑料制品吸收光源的灯光照射后的透射光线被由微滤片与图像传感器结合的多光谱图像采集部件进行摄录，图像传感器分别对塑料制品进行动态扫描，并将图像传感器动态扫描信号输出、所输出信号经过放大处理，能实现探测分析透明或不透明的塑料制品；所述聚光镜（10）紧邻光源（1）放置，使光源（1）的光线聚焦于被检测的塑料制品上；所述总控系统（6）包括数控系统以及可编程逻辑控制器(plc)；所述光谱信号接收器（4）中所使用的传感器为大尺寸的红外、近红外、高光谱传感器，能接收反射光线；所述喷气阀嘴（5）安装在高速传送皮带（3）尾部一侧的机架上，在与高速传送皮带（3）尾部后端另一侧相邻处设置有接收品（8-2）的收集槽，在高速传送皮带（3）尾部后端相邻处设置有剔除品（8-1）的收集槽；所述振动筛（7）安装在低速传送皮带（2）和高速传送皮带（3）的连接处，所述的振动筛（7）大小适中、以及低速传送皮带（2）的传输速率适中、使得从物料投入口（9）进入到低速传送皮带（2）上的塑料制品能从低速传送皮带（2）经振动筛（7）准确无误地输送到高速传送皮带（3）上，避免有的塑料制品从低速传送皮带（2）进入到振动筛（7）后无法进入到高速传送皮带（3），所述的振动筛（7）其目的是防止塑料制品进入光谱接收器（4）区域时出现相互覆盖的现象，从而影响识别效果；所述物料投入口（9）安装于低速传送皮带（2）的端头机架上， 塑料制品是通过物料投入口（9）进入低速传送皮带（2），在低速传送皮带（2）上的塑料制品当经过振动筛（7）时通过振动筛（7）振动使其在振动筛（7）上平铺均匀，然后使振动筛（7）上平铺均匀的塑料制品移动而进入相邻的高速传送皮带（3）上，光源（1）照射在高速传送皮带（3）上的生活源的塑料制品，在高速传送皮带（3）采用光谱信号接收器（4）探测生活源的塑料制品的近红外光谱信号，通过总控系统对高速传送皮带上的塑料制品进行定位并传送至喷气阀嘴处，由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴进行喷出，其中通过总控系统定位的塑料制品被由可编程逻辑控制器plc控制的喷气阀嘴喷入到设于与高速传送皮带（3）尾部后端另一侧相邻处的接收品（8-2）的收集槽中，即根据塑料制品在高速传送皮带上的位置，当移动到高速传送皮带（3）尾部后端时，由可编程逻辑控制器plc控制喷气阀嘴组中相应的某个喷气阀嘴，喷出高速气流，吹到相应的塑料制品上，并准确击中被定位的塑料制品，使其落入到位于高速传送皮带（3）尾部后端另一侧相邻处所预设的接收品（8-2）的收集槽内，其余未被定位的塑料制品、金属、玻璃及其它非有机物物品通过高速传送皮带移到末端后通过高速传送皮带的高速惯性作用作平抛运动落入到位于尾部后端相邻处所设置的剔除品（8-1）的收集槽中。
2.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述光源（1）为卤钨灯、卤素光源、黑体红外光源或发光二极管。3.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述传送皮带（2）是摊展完全的传送装置，进料时使用低速传送，检测和喷出阶段使用高速传送，速度为2.5-2.8m/s。4.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述喷气阀嘴（5）是将目标物体喷出至收集槽的一种方式，其气体流速、喷嘴形状尺寸以及喷嘴阵列压强比均会影响目标物体降落情况；其喷嘴管长为15 mm-20 mm，直径为6 mm-8 mm，喷气阀嘴排列方式为上下排列、侧向排列、前后排列，且排列的阵列间距为15 mm-18 mm，等距排布。5.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述振动筛（7）能使得颗粒状的废塑料可以平铺在镜头前，采用圆型振动筛或直线振动筛，振动筛的筛网目数在50-100目之间。6.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述收集槽用来放置选择的塑料制品，设置有接收品的收集槽和剔除品的收集槽。7.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述物料投入口（9）为倾斜式物料投入通道，可以是人工手动上料或机械抓手自动上料。8.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述聚光镜（10）放置在传送皮带上方，可以弥补光线的不足以及适当改变光路，使光线聚焦于被检测的塑料制品上，从而达到最好的照明的效果。9.根据权利要求1所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述光谱信号接收器（4）中所使用的传感器的表面贴有多个微滤片，每个微滤片有4通道，一个微滤片通过的波长能区别1~2种不同的塑料制品。10.根据权利要求1-9任一所述的基于多光谱影像采集技术的生活源塑料制品快速、精准分选设备，其特征在于：所述数控系统：用于控制设备程序运行以及分析信号，经过对比分析光谱信号后能确定塑料制品的材质的光谱信号并给出剔除信号，该光谱信号产生的延时时间正好等于塑料制品从光谱信号接收器（4）到喷气阀嘴（5）之间的时间差。

技术总结
本发明公开一种基于光谱影像采集技术的塑料制品快速、精准分选设备。主要包括以下步骤：S1）物料输送；S2）光电检测；S3）分离。本发明可实现一次曝光同时获取多幅不同波长的图像。不同图像的像素与像素自动对准，从根本上消除运动造成的空间位置移动的影响。本发明取代市场上传统的基于光谱特征技术废塑料分选设备，直接避免了传统的光谱信号获取的盲目性，降低了数据处理量，提高准确率。适用于大多数通用塑料和工程塑料以及不同体积的塑料制品。本发明产品可应用于塑料制品分选线上的自动分拣、城市生活垃圾自动分拣、电子固体废弃物和废旧汽车部件分拣，对再生资源企业、塑料生产厂家、回收站等具有重要的实际应用意义。回收站等具有重要的实际应用意义。回收站等具有重要的实际应用意义。


技术研发人员：朱珂郁 曹长林 白龙山 杨松伟 陈庆华 钱庆荣 薛珲 肖荔人 黄宝铨
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/5