DE19601950C1 - Spectrometric recognition of types especially of synthetic material - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Erkennung von Materialsorten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for the detection of Material types according to the preamble of claim 1.
Aus der EP 0 607 048 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Sorte bei Plastikmaterialien bekannt, bei dem die Proben aus einem bekanntem Material im nahen Infrarot bestrahlt werden und das Absorptions-Spektrum der Proben gemessen wird. Aus diesem Spektrum wird die erste oder zweite Ablei tung gebildet. Diese Ableitung wird über einen vorgegebenen Wellenlängenbereich an einer Vielzahl von Meßpunkten gebil det, die untereinander den gleichen Abstand aufweisen. An den Meßpunkten wird festgestellt, ob das Spektrum über, unter oder in der Nullinie liegt. Diese Lage wird mit +1, -1 bzw. 0 bewertet. Die durch diese Zahlen gekennzeichnete Lage des Spektrums wird in einer Tabelle, den Meßpunkten zugeordnet, abgespeichert.EP 0 607 048 A1 discloses a method for determining the Variety in plastic materials known in which the samples irradiated from a known material in the near infrared and the absorption spectrum of the samples are measured becomes. From this spectrum, the first or second Ablei formed. This derivative is over a given Wavelength range at a plurality of measuring points gebil det, which have the same distance from each other. On the measuring points it is determined whether the spectrum is over, below or in the zero line. This location is +1, -1 or 0 rated. The one marked by these numbers Location of the spectrum is in a table, the measuring points assigned, stored.
Dieser Vorgang wird für andere bekannte Plastikmaterialien der gleichen Kategorie, wie z. B. verschiedene Sorten Po lyäthylen, wiederholt. In gleicher Weise werden diese Schritte für andere bekannte Plastikmaterialien, wie z. B. PVC, wiederholt.This process is used for other well-known plastic materials the same category, such as B. different varieties Po lythylene, repeated. In the same way they will Steps for other known plastic materials, such. B. PVC, repeated.
Diese Zahlenwerte bekannter Spektren dienen nun der Identifizierung einer unbekannten Plastiksorte. Hierzu wird das Spektrum der unbekannten Plastiksorte für denselben Wellenlängenbereich gemessen, differenziert und an densel ben Meßpunkten in gleicher Weise wie bei den bekannten Plastiksorten bewertet und die Lage des Spektrums in einer Tabelle den Meßpunkten zugeordnet abgespeichert.These numerical values of known spectra are now used for the Identification of an unknown type of plastic. For this purpose is the spectrum of unknown plastic species for the same Wavelength range measured, differentiated and on the same ben measuring points in the same manner as in the known Evaluated plastic grades and the location of the spectrum in one Table assigned to the measuring points stored.
Dann werden alle Daten der Klassifikationstabelle der unbekannten Plastiksorte mit sämtlichen Daten in allen Tabellen der bekannten Plastiksorten für gleiche Meßpunkte verglichen. Danach wird das Verhältnis der Meßpunkte mit übereinstimmenden Werten +1, -1 oder 0 zu der Gesamtzahl der Meßpunkte gebildet. Der bekannten Plastiksorte, die die größte Übereinstimmung dieses Verhältnisses mit der unbe kannten Plastiksorte aufweist, ist dann auch die unbekannte Plastiksorte zuzuordnen. Then all the data of the classification table of the unknown plastic with all data in all Tables of the known types of plastic for the same measuring points compared. Thereafter, the ratio of the measuring points with matching values +1, -1 or 0 to the total the measuring points formed. The well-known type of plastic that the greatest agreement of this relationship with the unbe known plastic has, then is also the unknown Assign plastic type.
Eine Abwandlung dieses Verfahrens besteht darin, daß nur die Nulldurchgänge der Spektren bewertet werden.A modification of this method is that only the zero crossings of the spectra are evaluated.
Weiterhin ist aus der DE 43 40 914 A1 ein Verfahren zur Identifikation von Kunststoffen mittels der Infrarotspektro skopie bekannt, bei dem von der Oberfläche eines zu untersu chenden Kunststoffteils ein Infrarot-Reflexionsspektrum aufgenommen und mit einem Satz von Referenzspektren verglichen wird. Vorzugsweise wird die erste Ableitung des aufgenommenen IR-Spektrums nach der Wellenzahl gebildet und mit den ersten Ableitungen der IR-Spektren von Referenzsub stanzen verglichen.Furthermore, from DE 43 40 914 A1 a method for Identification of plastics by means of infrared spectroscopy Skopie known to be examined from the surface of a plastic part an infrared reflection spectrum recorded and with a set of reference spectra is compared. Preferably, the first derivative of the recorded IR spectrum after the wave number formed and with the first derivatives of the IR spectra of reference sub compared.
Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß unter schiedliche Kunststoffsorten durchaus sehr ähnliche Spek tren aufweisen können. Durch Bildung der ersten oder zwei ten Ableitung wird die Selektivität der Kunststofferkennung mit diesen Verfahren nicht erheblich gesteigert, so daß es zu Fehlsortierungen kommt. Mit zunehmender Sortenvielfalt steigt bei diesen Verfahren die Fehlerquote stark an und die Identifikationszeit wird unvertretbar groß. Ein weite rer Nachteil des Verfahrens der DE 43 40 914 A1 besteht darin, daß die Probe ruhig liegen muß und daß die Meßzeit vergleichsweise lang ist, da im mittleren Infrarot zwischen 400 und 4000 cm-1 gemessen wird.The disadvantage of this method is that under different types of plastic quite similar Spek can have tren. By forming the first or two th derivative, the selectivity of the plastic detection is not significantly increased with these methods, so that it comes to wrong sorting. With increasing variety of varieties increases the error rate in these methods and the identification time becomes unreasonably large. A further disadvantage of the process of DE 43 40 914 A1 is that the sample must lie still and that the measuring time is comparatively long, since it is measured in the middle infrared between 400 and 4000 cm -1 .
Weiterhin ist aus der DE 43 12 915 A1 ein Verfahren zur IR-spektroskopischen Trennung von Kunststoffen bekannt. Bei diesem Verfahren wird die Intensität der diffus reflektier ten Strahlung bei jeder Kunststoffprobe für eine diskrete Zahl von Wellenlängen gleichzeitig gemessen und die gemesse nen Intensitäten werden miteinander verglichen. Mit diesem Verfahren ist zwar allgemein eine gute Trennung möglich, jedoch wird es mit zunehmender Sortenvielfalt unpraktika bel. Weiterhin lassen sich Kunststoffe, bei denen sich das Intensitätsminimum bei derselben Wellenlänge befindet, nicht trennen.Furthermore, from DE 43 12 915 A1 a method for IR spectroscopic separation of plastics known. at In this method, the intensity of the diffuse reflect radiation at each plastic sample for a discrete Number of wavelengths measured simultaneously and the measured The intensities are compared. With this Although in general a good separation is possible, however, it becomes impractical with increasing variety of varieties bel. Furthermore, can be plastics, where the Intensity minimum is at the same wavelength, Do not disconnect.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Fehlerquote bei der Sortierung von Materialien nach der Sorte, insbesondere in Recyclingprozessen, zu verringern, und die Identifikation der Kunststoffsorte schneller als bisher zu realisieren.The invention is therefore based on the object, the Error rate in the sorting of materials after the Reduce the variety, especially in recycling processes, and the identification of the plastic species faster than to realize so far.
Erfindungsgemäß wird das entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.According to the invention according to the Characteristics of claim 1 achieved.
Bei einem Verfahren zur Erkennung von Materialsorten, insbe sondere von Kunststoffsorten, bei dem die Materialteile unbekannter Sorte mit infrarotem Licht bestrahlt werden, an schließend ein Spektrum gemessen wird und ein Vergleich mit den Spektren bekannter Materialien durchgeführt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Gradienten des Spek trums und/oder der ersten Ableitung des Spektrums für eine Vielzahl von Wellenlängenabschnitten des Spektrums bestimmt und jeder Gradientenwert in einen von mehreren normierten Wertbereichen eingeordnet wird, daß anschließend die Gra dientenwerte für die Wellenlängenabschnitte des gemessenen Spektrums mit den Gradientenwerten für dieselben Wellenlän genabschnitte vorgegebener, bewerteter Spektren bekannter Materialien verglichen und die Übereinstimmungen und Unter schiede der Gradientenwerte als Gradientenabstände erfaßt werden, wobei die Summen der Gradientenabstände und das Vorliegen des Minimums der Summen der Gradientenabstände zwischen den Spektren eines bekannten und eines unbekannten Materials als Kriterium für die Zuordnung des unbekannten Materials zu der Sorte des bekannten Materials dient.In a method for the detection of material types, esp special of plastic types, in which the material parts unknown species are irradiated with infrared light, on closing a spectrum is measured and compared with the spectra of known materials is performed is According to the invention provided that the gradients of the spec trums and / or the first derivative of the spectrum for a Variety of wavelength sections of the spectrum determined and each gradient value into one of a plurality of normalized ones Value ranges is classified, then that the Gra serving values for the wavelength portions of the measured Spectrum with the gradient values for the same wavelength genabschnitte predetermined, evaluated spectra known Materials compared and matches and sub difference of the gradient values recorded as gradient distances where the sums of the gradient distances and the Presence of the minimum of the sums of the gradient distances between the spectra of a known and an unknown Material as a criterion for the assignment of the unknown Material to the variety of the known material is used.
Es ist zweckmäßig, daß Gradientenabstände unterschiedlicher Größe unterschiedlich gewichtet werden, wobei in einer be vorzugten Ausführungsform große Gradientenabstände stärker gewichtet werden als kleine Gradientenabstände.It is expedient that gradient distances differ Size be weighted differently, being in a be preferred embodiment, greater gradient distances stronger are weighted as small gradient distances.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß durch die Beurteilung der Steilheit der Gradienten in aufeinanderfol genden Wellenlängenabschnitten zwischen jeweils zwei Pixeln und durch die unterschiedliche Wichtung der Gradientenab stände in Abhängigkeit vom Abstand der Gradienten geringe Unterschiede der Spektren erkennbar werden. Da bei der Mehrzahl der Spektren vor allem der Verlauf der Peaks und weniger der Verlauf der flachen Abschnitte des Spektrums interessant ist, wird durch die Aufteilung der Peaks in mehrere Wellenlängenabschnitte, die zwischen benachbarten Pixeln liegen, und durch die getrennte Wichtung dieser Abschnitte eine wesentlich bessere Erkennung geringer Unterschiede der Peaks möglich. The advantage of this method is that through the Assessment of the steepness of the gradients in successive wavelength segments between each two pixels and by the different weighting of the gradient low depending on the distance of the gradient Differences in the spectra can be seen. Since at the Most of the spectra, especially the course of the peaks and less the course of the flat sections of the spectrum is interesting, by dividing the peaks in several wavelength sections that are between adjacent ones Pixels are, and by the separate weighting of these Sections a much better recognition lower Differences of the peaks possible.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Wich tung der Wellenlängenabschnitte des Spektrums mittels der BeziehungIn one embodiment of the method, the Wich tion of the wavelength sections of the spectrum by means of relationship
2n, 2n ,
wobei n der Zahlenwert jedes Gradientenabstandes ist. Die Wichtung kann aber auch mittels anderer nichtlinearer Funktionen erfolgen.where n is the numerical value of each gradient distance. The Weighting can also be done by means of other nonlinear Functions take place.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Spektrum mittels seines globalen Minimums und seines globalen Maximums normiert. In diesem Fall kann mit festen Wertebe reichsgrenzen gearbeitet werden.In one embodiment of the method, the spectrum becomes by means of its global minimum and global Normalized. In this case, fixed value can be be worked on.
Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens ist vorge sehen, daß die Wertebereichsgrenzen mittels des globalen Minimums und des globalen Maximums normiert werden. In diesem Fall können die aus dem Spektrum ermittelten Gradienten direkt den jeweiligen Wertebereichen zugeordnet werden.In another embodiment of the method is provided see that the value range limits by means of the global Minimums and the global maximum. In In this case, those determined from the spectrum Gradients directly assigned to the respective value ranges become.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt
die Unterteilung der Gradienten des Spektrums in die Wertbe
reiche
sehr steil negativ
steil negativ
flach negativ
flach positiv
steil positiv
sehr steil positiv
und jeder Wertbereich wird mit einem Code versehen.In a preferred embodiment of the method, the subdivision of the gradients of the spectrum takes place in the Wertbe rich
very steep negative
steeply negative
flat negative
flat positive
Steep positive
very steeply positive
and each value range is coded.
Es ist zweckmäßig, daß für die Festlegung der Wertbereiche als Zahlenwert zunächst das globale Maximum und das globale Minimum des Spektrums ermittelt wird, daß die Differenz aus beiden gebildet wird, daß diese Differenz durch 8 für Wert bereiche mit sehr steilem Gradienten und durch 16 für Wert bereiche mit steilem Gradienten dividiert wird und durch Subtraktion der so ermittelten Werte von Werten negativ ver laufender benachbarter Abschnitte des Spektrums und durch Addition der so ermittelten Werte zu Werten positiv verlau fender Abschnitte des Spektrums der Zahlenwert jedes Wertbe reichs ermittelt wird.It is appropriate that for the determination of value ranges First, the global maximum and the global one Minimum of the spectrum is determined that the difference both is formed that difference by 8 for value areas with very steep gradient and by 16 for value divided by steep gradient and by Subtracting the values of values determined in this way negatively ver running adjacent sections of the spectrum and through Addition of the values thus determined to values positive Fender sections of the spectrum of the numerical value of each Wertbe Reichs is determined.
Weiterhin werden in einer bevorzugten Ausführungsform die Vergleichswerte aus den Spektren bekannter Materialwerte ermittelt, indem eine oder mehrere Proben einer Sorte mehrfach gemessen werden, wobei zunächst das globale Mini mum und das globale Maximum des Spektrums zur Normierung ermittelt werden und dann für jeden Gradienten die Zuord nung zu den Wertebereichen in codierter Form in einem Daten bankvektor abgelegt wird, indem bei allen weiteren Messungen der bei der ersten Messung für diese Sorte angelegte Daten bankvektor mit dem neu ermittelten Datenbankvektor vergli chen wird und indem für den Fall, daß Gradienten benachbar te Wertebereichsgrenzen überschreiten, diese mit einem ande ren Code versehen werden, der dann zwei Wertebereiche umfaßt. Furthermore, in a preferred embodiment, the Comparison values from the spectra of known material values determined by adding one or more samples of a variety be measured several times, first taking the global mini mum and the global maximum of the spectrum for normalization are determined and then for each gradient the assignment tion to the value ranges in coded form in a data bankvector is filed by all further measurements the data created for the first measurement for this variety Bankvektor with the newly determined database vector vergli chen and in the event that gradient adjacent exceed the value range limits, these with one ande code, which then has two value ranges includes.
Durch diese Art der Ermittlung der Vergleichswerte, bei der dieselbe Probe mehrfach gemessen wird und bei der nach jeder Messung das Spektrum für die gleiche Anzahl Pixel neu bewertet wird, können Fehlbewertungen wegen des Auftretens von Meßfehlern bei der Ermittlung der Vergleichswerte weitestgehend ausgeschlossen werden, indem die mit Meßfeh lern behafteten Spektrenabschnitte nicht als Vergleichswer te verwendet werden.By this kind of the determination of the comparison values, with which the same sample is measured several times and in the after each measurement recycles the spectrum for the same number of pixels is rated, may be incorrect due to the occurrence of measurement errors in the determination of the comparison values be excluded as far as possible by the Meßfeh learning spectra not as Vergleichwer te be used.
Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand von Diagrammen erläutert werden. Es zeigen:The invention is intended in one embodiment with reference to Diagrams are explained. Show it:
Fig. 1 ein PVC-Spektrum, normiert Fig. 1 is a PVC spectrum normalized
Fig. 2 ein PE- und PP-Spektrum, unnormiert Fig. 2 is a PE and PP spectrum, abnormal
Fig. 3 ein PS- und ABS-Spektrum, normiert Fig. 3 is a PS and ABS spectrum, normalized
Die Fig. 1 zeigt ein PVC-Spektrum. Um einen Kunststoff als PVC erkennen zu können, sind zunächst Eichspektren zu messen, aus denen signifikante Merkmale abgeleitet werden, die dann als Klassifikationsvektor in einer Datenbank abgelegt werden. Dieser ist für alle zu beurteilenden Kunst stoffe zu ermitteln. Das soll anhand des Kunststoffes PVC erläutert werden. Fig. 1 shows a PVC spectrum. In order to be able to recognize a plastic as PVC, calibration spectra are first to be measured, from which significant features are derived, which are then stored as a classification vector in a database. This must be determined for all plastics to be assessed. This will be explained on the basis of the plastic PVC.
Bei der Erzeugung des Klassifikationsvektors wird eine Eichprobe aus PVC gemessen. Aus dem Eichspektrum wird in einem ersten Schritt das globale Minimum und das globale Maximum des Spektrums ermittelt. In einem zweiten Schritt werden normierte Steigungen des Spektrums für aufeinander folgende Wellenlängenbereiche gleicher Größe bestimmt. Die Normierung erfolgt auf der Grundlage der Werte des globalen Maximums und des globalen Minimums. Im Ausführungsbeispiel ist das Spektrum auf dem gesamten Wellenlängenbereich in 28 Pixel unterteilt. Zwischen diesen benachbarten Pixeln werden nun die Steigungen ermittelt und jede Steigung wird bewertet. Folgende Wertbereichsgrenzen wurden festgelegt:In the generation of the classification vector is a Calibration sample of PVC measured. From the calibration spectrum is in a first step is the global minimum and the global one Maximum of the spectrum determined. In a second step become normalized slopes of the spectrum for each other the following wavelength ranges of the same size determined. The Normalization is based on the values of the global Maximums and the global minimum. In the embodiment is the spectrum over the entire wavelength range in 28 Pixels divided. Between these neighboring pixels Now the slopes are determined and each slope is rated. The following value range limits have been defined:
Jede Steigung ist in dem entsprechenden Wertbereich der Figur mit dem entsprechenden Code bezeichnet. Es ist erkenn bar, daß das Spektrum zwischen den Pixeln 0-11 zunächst flach negativ verläuft, und deshalb dort in den Wertbereich mit dem Code "c" eingeordnet wird. Zwischen den Pixeln 11 und 12 verläuft das Spektrum steil negativ und wird deshalb in den Wertbereich mit dem Code "-" eingeordnet. In glei cher Weise werden die Anstiege zwischen den nachfolgenden Pixeln bewertet. Die Steigungen des Spektrums werden in codierter Form in einem Datenbankvektor abgelegt, wobei jedem Code ein Zahlenwert zugeordnet ist. Der bei der ersten Messung aus diesen Zahlenwerten ermittelte Datenbank vektor weist den Informationsgehalt 52 auf. Dieser Vektor wird in der Datenbank abgelegt. Each slope is indicated in the corresponding value range of the figure with the corresponding code. It is obvious that the spectrum between the pixels 0-11 initially runs flat negatively, and therefore is classified there in the value range with the code "c". Between the pixels 11 and 12 , the spectrum is steeply negative and is therefore classified in the value range with the code "-". Likewise, the slopes between subsequent pixels are evaluated. The slopes of the spectrum are stored in coded form in a database vector, each code being assigned a numerical value. The database vector determined from these numerical values during the first measurement has the information content 52 . This vector is stored in the database.
Bei der wiederholten Messung derselben Eichprobe oder weiterer Eichproben gleicher Sorte werden die Steigungen zwischen denselben Pixeln mit der ersten Messung vergli chen. Wenn Steigungen die benachbarten Wertebereichsgrenzen überschreiten, werden diese mit einem anderen Code als in der obigen Tabelle versehen. Ist z. B. in der ersten Mes sung der Anstieg zwischen zwei Pixeln mit "+" bewertet worden, und wird bei der zweiten Messung ein abweichender Anstieg zwischen diesen Pixeln gemessen, der einer "T"-Be wertung entspricht, dann wird der Position zwischen diesen Pixeln ein "U" zugewiesen. Damit wird eine feste Gradienten zuordnung weicher gemacht, da die Wertebereichsgrenzen für diesen Anstieg zunehmen. Der Informationsgehalt nimmt ab. Folgender neuer Code ist im Ausführungsbeispiel bei Über schreitung der Wertebereichsgrenze festgelegt:In the repeated measurement of the same calibration sample or additional calibrations of the same variety become the slopes between the same pixels with the first measurement chen. When gradients border the adjacent value range boundaries These are with a different code than in provided the above table. Is z. B. in the first Mes sung the rise between two pixels rated "+" and becomes a different one in the second measurement Rise measured between these pixels, that of a "T" be equals, then the position between them Pixels assigned a "U". This will be a solid gradient allocation made softer, since the value range limits for increase this increase. The information content decreases. The following new code is in the embodiment at About set the value range limit:
Wechsel von "t" zu "-" und umgekehrt ist "u"
Wechsel von "-" zu "c" und umgekehrt ist "d"
Wechsel von "c" zu "C" und umgekehrt ist "O"
Wechsel von "C" zu "+" und umgekehrt ist "D"
Wechsel von "+" zu "T" und umgekehrt ist "U"Change from "t" to "-" and vice versa is "u"
Change from "-" to "c" and vice versa is "d"
Change from "c" to "C" and vice versa is "O"
Change from "C" to "+" and vice versa is "D"
Change from "+" to "T" and vice versa is "U"
Anstiege, die innerhalb einer Probe bei Mehrfachmessung mehr als die benachbarten Wertebereichsgrenzen überschreiten, werden in der Datenbank mit "*" gekennzeich net und sind dadurch von der Auswertung ausgenommen.Increases that exceed more than the adjacent value range limits within a sample in the case of multiple measurements are marked with " * " in the database and are therefore excluded from the evaluation.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ergaben sich bei wiederholter Messung keine Abweichungen von der ersten Messung, so daß sich der VergleichscodeIn the present embodiment were at repeated measurement no deviations from the first Measurement, so that the comparison code
ccccccccccc-ttt++cC+CCCCCcCCCCCCCCCCC-ttt ++ cC + Cccccc
mit einem Informationsgehalt 52 und der Lage des Minimums beim Pixel 15, wie in der Figur dargestellt, ergibt.with an information content 52 and the location of the minimum at the pixel 15 as shown in the figure.
Nachfolgend sind die Vergleichscodes für eine Reihe weiterer Kunststoffe aufgeführt, die in einer Datenbank abgespeichert sind. Diese Codes werden zur Bewertung eines unbekannten Kunststoffes herangezogen.Below are the comparison codes for a series Other plastics listed in a database are stored. These codes are used to evaluate a used unknown plastic.
Es ist erkennbar, daß durch Überschreiten der Wertebereichs grenze bei Mehrfachmessung der Vergleichswerte der Informa tionsgehalt sinkt. Das ist insbesondere bei PVB und POM erkennbar, bei denen die Wertebereichsgrenzen in mehreren Abschnitten überschritten werden und die entsprechenden Steigungen mit "u" bzw. "O" bewertet werden.It can be seen that by exceeding the value range limit for multiple measurements of the comparative values of the Informa content decreases. This is especially true for PVB and POM recognizable, in which the value range limits in several Sections are exceeded and the corresponding Gradients are rated "u" or "O".
Bei einem unbekannten Kunststoff wird nach Messung seines Spektrums zunächst ebenfalls das globale Minimum und das globale Maximum des Spektrums bestimmt und es werden, wie bei den Eichspektren, die normierten Anstiege benachbarter Wellenlängen bestimmt, wobei der Abstand und die Anzahl der Pixel mit denen der Eichspektren übereinstimmen.When an unknown plastic is measured after its Spectrum first also the global minimum and the global maximum of the spectrum and it determines how in the calibration spectra, the normalized slopes of adjacent Wavelengths determined, with the distance and the number of Pixels with which the calibration spectra match.
Nunmehr werden die Gradientenunterschiede für alle Pixel von gemessenen zu Eichspektren bestimmt. Diese Vorgehenswei se soll anhand der Fig. 2 für PE- und PP-Proben und anhand der Fig. 3 für PS- und ABS-Proben erläutert werden. Die anhand von Eichproben bestimmten charakteristischen Merkmale für vier bekannte Kunststoffe zeigt folgende Tabelle:Now, the gradient differences for all pixels are determined from measured to calibration spectra. This procedure will be explained with reference to FIG. 2 for PE and PP samples and with reference to FIG. 3 for PS and ABS samples. The characteristics determined by means of calibration samples for four known plastics are shown in the following table:
Für das in Fig. 2 dargestellte gemessene Spektrum einer PE-Probe, ergibt sich entsprechend der Stärke der Anstiege und entsprechend der Zuordnung zu einem entsprechenden Code (siehe Erläuterung zu Fig. 1) folgende Codierung:For the measured spectrum of a PE sample shown in FIG. 2, the following coding results according to the strength of the increases and corresponding to the assignment to a corresponding code (see explanation of FIG. 1):
Cccccccccc---tt-cTC-+CccccCccccccccc --- tt-CTC + Ccccc
Nunmehr wird ein Vergleich der Codierung der Probe mit der Codierung der charakteristischen Merkmale in der Datenbank vorgenommen, um die Gradientenunterschiede festzustellen. Zur besseren Vergleichbarkeit sind die Codierung für PS in der Datenbank und für den Meßwert (PE-Probe) nochmals unter einander aufgeführt und es sind die Abstände, d. h. die Gra dientenunterschiede zwischen Anstiegen des gemessenen Spektrums des unbekannten Kunststoffs und den Anstiegen des Eichspektrums dargestellt:Now, a comparison of the coding of the sample with the Coding of the characteristic features in the database made to determine the gradient differences. For better comparability, the coding for PS in the database and for the measured value (PE sample) again below listed each other and it is the distances, d. H. the Gra differences in service between increases in the measured Spectrum of unknown plastic and the climbs of the Calibration spectrum shown:
Die Zahlenwerte der Gradientenunterschiede ergeben sich dabei nach folgendem Schema:The numerical values of the gradient differences result according to the following scheme:
Nach diesem Schema ergeben sich z. B. fürAccording to this scheme, z. For example
Es ist ersichtlich, daß bei Übereinstimmung der Anstiege, z. B. wenn in beiden Fällen der Code "c" vorliegt, der Gradientenunterschied 0 beträgt. Je größer die Gradientenun terschiede sind, desto größer ist der entsprechend Zahlenwert. Der größte Unterschied besteht zwischen "U" und "t", der mit 9 bewertet wird. Durch Addition dieser Zahlen werte erhält man die Summe der Gradientenabstände.It can be seen that if the ascents match, z. For example, if in both cases the code "c" is present, the Gradient difference is 0. The greater the gradient Differences are, the greater is the corresponding Numerical value. The biggest difference is between "U" and "t", which is rated 9. By adding these numbers values you get the sum of the gradient distances.
Der Vergleich auch mit den charakteristischen Merkmalen in der Datenbank für ABS, PP und PE führt dann zu folgender Aufstellung der Gradientenabstände:The comparison also with the characteristic features in the database for ABS, PP and PE then leads to the following Establishment of the gradient distances:
Es ist erkennbar, daß gleichartige Kunststoffe entweder keine oder geringe Einzelabstände der Gradienten aufweisen und daß bei diesen die Summe der Einzelabstände klein ist. Durch die Bestimmung des Minimums der Summen der Einzelab stände kann deshalb die unbekannte PE-Probe sicher zugeord net werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Summenminimum 10, d. h. bei der unbekannten Kunststoffsorte handelt es sich um PE.It can be seen that similar plastics either have no or small individual distances of the gradients and that in these the sum of the individual distances is small. By determining the minimum of the totals of the individual stands, therefore, the unknown PE sample can be safely assigned. In the present embodiment, the minimum sum is 10 , ie the unknown type of plastic is PE.
Für das weitere in Fig. 2 dargestellte Spektrum einer PP-Probe ergeben sich beim Vergleich mit den Vergleichsspek tren folgende Summenwerte:For the further spectrum of a PP sample shown in FIG. 2, the following sum values result when compared with the comparison spectra:
Da das Summenminimum 6 für PP ermittelt wurde, muß die unbekannte Materialsorte dieser Kunststoffart zugeordnet werden.Since the minimum sum 6 was determined for PP, the unknown type of material must be assigned to this type of plastic.
Sollten Spektren unterschiedlicher Materialsorten große Ähn lichkeit aufweisen, ist es vorteilhaft, die einzelnen Gra dienten unterschiedlich zu wichten. Das kann z. B. mittels der WichtungsfunktionShould spectra of different material types have a great similarity have it, it is advantageous to the individual Gra served to weigh differently. This can z. B. by means the weighting function
2n 2 n
erfolgen, wobei n der Einzelabstand des Gradienten ist. Dieser Sachverhalt soll am Beispiel der Kunststoffe ABS und PS demonstriert werden.where n is the single distance of the gradient. This situation is exemplified by the plastics ABS and PS to be demonstrated.
Als charakteristische Merkmale dienen wieder die im vorigen Ausführungsbeispiel herangezogenen Gradientenvektoren der Kunststoffsorten PS, ABS, PP und PE.The characteristic features are again those in the previous one Embodiment used gradient vectors of Plastic grades PS, ABS, PP and PE.
Fig. 3 zeigt das gemessene Spektrum einer Probe aus ABS. Aus dem Spektrum wird der folgende Gradientenvektor abgeleitet: Fig. 3 shows the measured spectrum of a sample of ABS. The following gradient vector is derived from the spectrum:
ccccc--c-ttCC+CC+c-Tc-+CCCccccc - c-TTCC + CC + c-Tc + CCC
Der Vergleich mit den genannten vier Kunststoffsorten führt dann zu folgender Bewertung der Abstände (Gradientenunter schiede) zwischen den Steigungen des gemessenen Spektrums und den gespeicherten Vergleichswerten dieser vier Kunst stoffsorten:The comparison with the four types of plastic mentioned leads then to the following evaluation of the distances (Gradunterunter difference) between the slopes of the measured spectrum and the stored comparison values of these four art Fuel grades:
Es ist ersichtlich, daß die Unterschiede der Summen der Kunststoffe PS und ABS wesentlich geringer sind als bei den Kunststoffen im Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Durch die Wichtung der Gradientenabstände der vorstehenden Tabelle mittels der o.g. Funktion 2n, wobei n diese Gradientenab stände darstellen, ergeben sich folgende Summen:It can be seen that the differences in the sums of the plastics PS and ABS are substantially lower than in the plastics in the embodiment of Fig. 2. By weighting the gradient distances of the above table by means of the above function 2 n , where n represent these Gradientenab states, the following sums result:
Es ist ersichtlich, daß infolge dieser Wichtung die minimale Summe 80 für ABS wesentlich klarer erkennbar ist, als es in der ungewichteten Gegenüberstellung der Fall ist.It can be seen that as a result of this weighting the minimum Sum 80 for ABS is much clearer recognizable than it is the case in the unweighted juxtaposition.
Claims (8)
sehr steil negativ
steil negativ
flach negativ
flach positiv
steil positiv
sehr steil positiv
erfolgt und daß jeder Wertbereich mit einem Code versehen wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sub-division of the gradients of the spectrum in the rich Wertbe
very steep negative
steeply negative
flat negative
flat positive
Steep positive
very steeply positive
takes place and that each value range is provided with a code.
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