CN211888005U - 一种垃圾金属铜自动识别回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了本实用新型中的垃圾金属铜自动识别回收装置，从生活垃圾中自动鉴别出金属铜，包括清洗激光器、红外吸收光谱仪、激光诱导击穿光谱仪、控制单元、金属回收箱、废料箱和带式传送装置，带式传送装置包括一条垃圾传送带和两条废料传送带；废料传送带与垃圾传送带的连接处分别设有分拣开关，清洗激光器、红外吸收光谱仪、激光诱导击穿光谱仪、带式传送装置和分拣开关分别与控制单元连接。本实用新型基于激光诱导击穿光谱技术和红外吸收光谱技术两种技术的结合，大大提高了鉴别的准确性和和回收便捷度。
Description
技术领域
本实用新型涉及废品回收设备技术领域，具体说是一种垃圾金属铜自动识别回收装置。
背景技术
近年来，随着人们生活品质的提高，环境污染如何治理成为了人们在生活与工作中面对的一大难题。而其中，垃圾的有效合理分类成为了人们目前关注的重点，在我们的生活垃圾中，金属铜是一种对环境和生物体有着巨大危害的重金属。但是如果我们能将生活垃圾中的铜元素鉴别并提取，那我们不仅减轻了环境污染的负担，而且能重新应用于电力与电子工业、能源与石化工业、机械和冶金工业等许多领域内。但是目前市面上并没有一种可以鉴别并且分离金属铜的装置。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种垃圾金属铜自动识别回收装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种垃圾金属铜自动识别回收装置，从生活垃圾中自动鉴别出金属铜，包括清洗激光器、红外吸收光谱仪、激光诱导击穿光谱仪、控制单元、金属回收箱、废料箱和带式传送装置，所述带式传送装置包括一条垃圾传送带和两条废料传送带，所述清洗激光器和金属回收箱分别设于所述垃圾传送带的传送始端和传送末端，所述红外吸收光谱仪和激光诱导击穿光谱仪沿所述垃圾传送带依次设置，用于对垃圾传送带上输送的生活垃圾进行检测，所述金属回收箱通过两条所述废料传送带与所述垃圾传送带连接，两条所述废料传送带的始端分别设于红外吸收光谱仪与激光诱导击穿光谱仪之间和激光诱导击穿光谱仪与金属回收箱之间，所述废料传送带与所述垃圾传送带的连接处分别设有由分拣开关，所述清洗激光器、红外吸收光谱仪、激光诱导击穿光谱仪、带式传送装置和分拣开关分别与所述控制单元连接。
本实用新型进一步的设计方案中，上述红外吸收光谱仪包括红外吸收光谱仪激光器、数据处理器和红外光谱探头，所述红外光谱探头与数据处理器连接，所述红外吸收光谱仪激光器与数据处理器分别与所述控制单元连接。
本实用新型进一步的设计方案中，上述激光诱导击穿光谱仪包括激光诱导击穿光谱仪激光器、聚光镜、等离子体光谱仪、信息处理器和等离子体光谱探头，所述激光器、信息处理器和等离子体光谱探头分别与所述等离子体光谱仪连接，所述激光诱导击穿光谱仪激光器与信息处理器分别与所述控制单元连接。
激光诱导击穿光谱技术（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种基于原子或离子的发射光谱分析技术，利用聚焦透镜将脉冲激光聚焦在样品表面实现对待测样品的烧蚀，击发后产生瞬态等离子体，通过收集分析等离子体发射的光谱，可实现对任何物理形态的样品（固态、气态或液态）中所含元素成分的定性及含量的定量分析检测技术。相对于传统的光谱分析技术，LIBS技术因具有无需样品预处理、快速、灵敏度高以及多元素同时探测的优点而被广泛关注，是一种极具应用潜力的光谱分析检测技术。
红外吸收光谱技术（ Infrared Spectroscopy，IR）最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。通过与标准谱图比较，可以确定化合物的结构；对于未知样品，通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。近年来红外光谱的定量分析应用也有不少报道，尤其是近红外、远红外区的研究报告在增加。如近红外区用于含有C，N，O等原子相连基团化合物的定量；远红外区用于无机化合物的研究等。红外光谱还可作为色谱检测器。
本实用新型具有以下突出的有益效果：
本实用新型可以高效地鉴别和分离金属铜的装置，本实用新型的装置基于激光诱导击穿光谱技术（LIBS）和红外吸收光谱技术（IR）两种技术的结合，大大提高了鉴别的准确性，同时，用传送带连接整个装置可以基本实现自动化处理。
附图说明
图1为实施例中垃圾金属铜自动识别回收装置结构示意图；
图2为实施例中垃圾金属铜自动识别回收装置连接示意图；
图3为实施例中红外吸收光谱仪工作示意图；
图4为实施例中激光诱导击穿光谱仪工作示意图；
图中，1-清洗激光器，2-红外吸收光谱仪，3-激光诱导击穿光谱仪，4-控制单元，5-金属回收箱，6-废料箱，7-带式传送装置，8-垃圾传送带，9-废料传送带、10-分拣开关，11-红外吸收光谱仪激光器，12-数据处理器，13-红外光谱探头，14-激光诱导击穿光谱仪激光器，15-等离子体光谱探头，16-聚光镜，17-等离子体光谱仪，18-信息处理器。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
参见图1-4，本实用新型中的垃圾金属铜自动识别回收装置，从生活垃圾中自动鉴别出金属铜，生活垃圾最好是金属垃圾，包括清洗激光器1、红外吸收光谱仪2、激光诱导击穿光谱仪3、控制单元4、金属回收箱5、废料箱6和带式传送装置7，带式传送装置7包括一条垃圾传送带8和两条废料传送带9，清洗激光器1和金属回收箱5分别设于垃圾传送带8的传送始端和传送末端，红外吸收光谱仪2和激光诱导击穿光谱仪3沿垃圾传送带8依次设置，用于对垃圾传送带8上输送的生活垃圾进行检测，金属回收箱5通过两条废料传送带9与垃圾传送带8连接，两条废料传送带9的始端分别设于红外吸收光谱仪2与激光诱导击穿光谱仪3之间和激光诱导击穿光谱仪3与金属回收箱5之间，废料传送带9与垃圾传送带8的连接处分别设有分拣开关10，清洗激光器1、红外吸收光谱仪2、激光诱导击穿光谱仪3、带式传送装置7和分拣开关10分别与控制单元4连接；分拣开关10采用机械手或翻板式拣选器，机械手或翻板式拣选器有控制单元4进行控制。
红外吸收光谱仪2包括红外吸收光谱仪激光器11、数据处理器12和红外光谱探头13，红外光谱探头13与数据处理器12连接，红外吸收光谱仪激光器11与数据处理器12分别与控制单元4连接；红外吸收光谱仪2是商用的，整体购买，具体为界面反射型红外光谱仪，型号:JC515-PM-IRRAS。
激光诱导击穿光谱仪3包括激光诱导击穿光谱仪激光器14、聚光镜16、等离子体光谱仪17、信息处理器18和等离子体光谱探头15，激光诱导击穿光谱仪激光器14、信息处理器18和等离子体光谱探头15分别与等离子体光谱仪17连接，激光诱导击穿光谱仪激光器14与信息处理器18分别与控制单元4连接；激光诱导击穿光谱仪激光器14的型号为ContinuumNd：YAG脉冲激光；等离子体光谱仪17型号为Avaspec ULSi 2048。
具体应用本实用新型具体时，在金属铜的鉴别和回收中，垃圾金属铜自动识别回收装置首先使用一束较强的激光对金属垃圾进行清洗，去除泥土等杂质成分。然后使用一束单色激光照射在金属表面使得金属铜在高温状态下氧化为氧化铜CuO和氧化亚铜Cu2O等金属氧化物。接着，采用红外吸收光谱技术，用一束连续光照射在金属表面，用光谱探头收集信号得到吸收光谱图后，对图像进行数据分析对比，从而检测出金属是否含有铜的氧化物，如若检测结果显示不含有铜的氧化物，则对金属进行废料处理；若检测结果显示含有铜的氧化物，则进行下一步的LIBS技术分析。LIBS技术是采用一束较强的单色激光照射在金属表面，使金属产生等离子体，采用光谱探头收集分析信号后，可以定性、定量分析金属是否含有铜元素以及铜元素的含量，若分析结果显示不含有铜元素，则将金属送入废料箱6中；若分析结果显示含有一定量的铜元素，则对金属进行回收。
图1中对样品进行激光清洗的同时就可以实现样品中金属铜的高温氧化。废料传送带9与所述垃圾传送带8的连接处分别设有两个自动控制分拣开关10，在第一个连接处，经过图像分析后，若金属含有铜的氧化物则进行下一步LIBS分析，若不含则进入废料箱6中；在第二个连接处，经过分析后，若金属含有一定量铜元素则对金属进行回收，若不含则进行废料处理。IR和LIBS的具体工作流程分别如图3和图4所示。
本实用新型基于LIBS技术的铜元素成分在线检测元素比例方法，以及基于IR技术的铜氧化物组检测，实现高精准在线探测待测垃圾中的铜。同时结合检测过程中的传送带运输，实现了对金属铜的全自动鉴别和快速回收。
激光诱导击穿光谱技术Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS是一种基于原子或离子的发射光谱分析技术，利用聚焦透镜将脉冲激光聚焦在样品表面实现对待测样品的烧蚀，击发后产生瞬态等离子体，通过收集分析等离子体发射的光谱，可实现对任何物理形态的样品固态、气态或液态中所含元素成分的定性及含量的定量分析检测技术。相对于传统的光谱分析技术，LIBS技术因具有无需样品预处理、快速、灵敏度高以及多元素同时探测的优点而被广泛关注，是一种极具应用潜力的光谱分析检测技术。
红外吸收光谱技术 Infrared Spectroscopy，IR最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。通过与标准谱图比较，可以确定化合物的结构；对于未知样品，通过官能团、顺反异构、取代基位置、氢键结合以及络合物的形成等结构信息可以推测结构。近年来红外光谱的定量分析应用也有不少报道，尤其是近红外、远红外区的研究报告在增加。如近红外区用于含有C，N，O等原子相连基团化合物的定量；远红外区用于无机化合物的研究等。红外光谱还可作为色谱检测器。
如果只是应用IR技术，铜的化合物无法得到准确鉴别；如果只是应用LIBS技术，在对光谱进行分析时，可能会将铜元素的特征光谱与其它元素混淆。本实用新型将IR红外吸收光谱技术和LIBS激光诱导击穿技术两种技术相结合，通过两种判据来判断待测金属垃圾是否有铜，实现铜高精准探测。同时，同时结合检测过程中的传送带运输。极大提高金属垃圾中的金属铜的鉴别准确度和回收便捷度，从而有效地减少了铜的重金属污染，减轻了环境污染的负担，同时，回收后的金属铜作为贵重金属在众多领域都可以实现二次利用。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种垃圾金属铜自动识别回收装置，从生活垃圾中自动鉴别出金属铜，其特征在于，包括清洗激光器（1）、红外吸收光谱仪（2）、激光诱导击穿光谱仪（3）、控制单元（4）、金属回收箱（5）、废料箱（6）和带式传送装置（7），所述带式传送装置（7）包括一条垃圾传送带（8）和两条废料传送带（9），所述清洗激光器（1）和金属回收箱（5）分别设于所述垃圾传送带（8）的传送始端和传送末端，所述红外吸收光谱仪（2）和激光诱导击穿光谱仪（3）沿所述垃圾传送带（8）依次设置，用于对垃圾传送带（8）上输送的生活垃圾进行检测，所述金属回收箱（5）通过两条所述废料传送带（9）与所述垃圾传送带（8）连接，两条所述废料传送带（9）的始端分别设于红外吸收光谱仪（2）与激光诱导击穿光谱仪（3）之间和激光诱导击穿光谱仪（3）与金属回收箱（5）之间，所述废料传送带（9）与所述垃圾传送带（8）的连接处分别设有分拣开关（10），所述清洗激光器（1）、红外吸收光谱仪（2）、激光诱导击穿光谱仪（3）、带式传送装置（7）和分拣开关（10）分别与所述控制单元（4）连接。
2.根据权利要求1所述的垃圾金属铜自动识别回收装置，其特征在于，所述红外吸收光谱仪（2）包括红外吸收光谱仪激光器（11）、数据处理器（12）和红外光谱探头（13），所述红外光谱探头（13）与数据处理器（12）连接，所述红外吸收光谱仪激光器（11）与数据处理器（12）分别与所述控制单元（4）连接。
3.根据权利要求1所述的垃圾金属铜自动识别回收装置，其特征在于，所述激光诱导击穿光谱仪（3）包括激光诱导击穿光谱仪激光器（14）、聚光镜（16）、等离子体光谱仪（17）、信息处理器（18）和等离子体光谱探头（15），所述激光诱导击穿光谱仪激光器（14）、信息处理器（18）和等离子体光谱探头（15）分别与所述等离子体光谱仪（17）连接，所述激光诱导击穿光谱仪激光器（14）与信息处理器（18）分别与所述控制单元（4）连接。
Priority Applications (1)
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| CN202020226698.XU CN211888005U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种垃圾金属铜自动识别回收装置 |
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Publications (1)
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ID=73300385
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| CN202020226698.XU Active CN211888005U (zh) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | 一种垃圾金属铜自动识别回收装置 |
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| CN (1) | CN211888005U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112044807A (zh) * | 2020-07-17 | 2020-12-08 | 江汉大学 | 一种锂电池电极分拣回收装置 |
| WO2022251373A1 (en) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 | Sortera Alloys, Inc. | Sorting of contaminants |
-
2020
- 2020-02-28 CN CN202020226698.XU patent/CN211888005U/zh active Active
Cited By (2)
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