JP2021120625A - 推定装置、及び、推定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
10GHz乃至10THzの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、生成された電磁波を固形廃棄物へ入射させる入射部と、固形廃棄物から出射された電磁波を検出する検出部と、検出された電磁波の強度に基づいて、固形廃棄物を構成する材料を推定する推定部と、を備える。
(概要)
第1実施形態の推定装置は、固形廃棄物を構成する材料を推定する。推定装置は、10[GHz]乃至10[THz]の周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、生成された電磁波を固形廃棄物へ入射させる入射部と、固形廃棄物から出射された電磁波を検出する検出部と、検出された電磁波の強度に基づいて、固形廃棄物を構成する材料を推定する推定部と、を備える。
次に、第1実施形態の推定装置について、より詳細に説明する。
図1に表されるように、推定装置1は、電磁波生成部11と、入射部12と、検出部13と、記憶部14と、推定部15と、を備える。図1は、推定装置1の構成を概念的に表すブロック図である。図1において、実線の矢印、及び、点線の矢印は、電磁波の伝搬、及び、情報の伝達をそれぞれ表す。
また、固形廃棄物2は、複数の容器が圧縮されるとともに、梱包された塊(換言すると、ベール)であってもよい。この場合、容器は、ポリエチレンテレフタレートが主成分である材料からなる容器(例えば、ペットボトル)であってよい。
なお、固形廃棄物2は、紙が主成分である材料からなる容器又は袋を含んでいてもよい。
本例では、電磁波生成部11は、連続波を生成する。なお、電磁波生成部11は、パルス波を生成してもよい。例えば、電磁波生成部11に含まれるダイオードは、数ピコ秒乃至数百ピコ秒の時間で高速に動作してよい。
なお、推定装置1は、反射波の強度に代えて、反射率を用いてもよい。反射率は、固形廃棄物2にて反射された電磁波の強度の、固形廃棄物2に入射された電磁波の強度に対する比である。
次に、推定装置1の動作について説明する。
電磁波生成部11は、電磁波を生成する。次いで、入射部12は、電磁波生成部11により生成された電磁波を固形廃棄物2に入射させる。入射部12によって固形廃棄物2に入射させられた電磁波のうちの一部は、固形廃棄物2を透過し、一方、当該電磁波のうちの他の一部は、固形廃棄物2にて反射される。
非特許文献1:深澤 亮一、「テラヘルツ時間領域分光法と分析化学」、ぶんせき、日本分析化学会、2005年6月、第366巻、p.290−296
次に、第2実施形態の推定装置について説明する。第2実施形態の推定装置は、第1実施形態の推定装置に対して、複数の周波数に対してそれぞれ検出された複数の電磁波の強度に基づいて材料の推定を行う点が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
電磁波源111Aは、第1周波数を有する電磁波を生成する。本例では、第1周波数は、0.4[THz]である。
本例では、固形廃棄物2は、固形廃棄物支持部151Aの載置面に載置される。
次に、推定装置1Aの動作について説明する。
先ず、固形廃棄物2が固形廃棄物支持部151Aの載置面に載置される。
推定装置1Aは、電磁波源支持体101Aが回転することにより、固形廃棄物2へ入射する電磁波の出射元を、第1平行光生成部110Aに設定する。電磁波源111Aは、第1周波数を有する電磁波を生成する。次いで、絞り部112A、及び、レンズ部113Aは、電磁波源111Aにより生成された電磁波を平行光に変換し、変換された平行光を固形廃棄物2に入射させる。固形廃棄物2に入射させられた電磁波のうちの一部は、固形廃棄物2を透過し、一方、当該電磁波のうちの他の一部は、固形廃棄物2にて反射される。
次いで、推定部15は、算出された透過強度変化率と、算出された反射強度変化率と、記憶部14に記憶されている強度変化率情報と、に基づいて、固形廃棄物2を構成する材料を推定する。
更に、第2実施形態の推定装置1Aは、反射波に加えて、透過波に基づいて、固形廃棄物2を構成する材料を推定する。
次に、第3実施形態の推定装置について説明する。第3実施形態の推定装置は、第2実施形態の推定装置に対して、固形廃棄物2を挟持する挟持部を備える点が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第3実施形態の説明において、第2実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
固形廃棄物押圧部161Bは、z軸に直交する平面(換言すると、xy平面)である押圧面を有する。本例では、押圧面は、固形廃棄物押圧部161Bのうちの、z軸の負方向(本例では、鉛直下方向)における端面を構成する。押圧面は、固形廃棄物支持部151Aの載置面の鉛直上方に位置する。従って、固形廃棄物押圧部161Bの押圧面は、固形廃棄物支持部151Aの載置面に対向する。換言すると、本例では、固形廃棄物支持部151Aの載置面と、固形廃棄物押圧部161Bの押圧面と、は、互いに対向する一対の対向面に対応する。
本例では、固形廃棄物支持部151A、及び、固形廃棄物押圧部161Bは、固形廃棄物2を挟持する挟持部に対応する。
更に、第3実施形態の推定装置1Bは、互いに対向する一対の対向面を有するとともに、当該一対の対向面の間に固形廃棄物2を挟持する挟持部(本例では、固形廃棄物支持部151A、及び、固形廃棄物押圧部161B)を備える。
次に、第4実施形態の推定装置について説明する。第4実施形態の推定装置は、第1実施形態の推定装置に対して、複数の周波数に対してそれぞれ検出された複数の電磁波の強度に基づいて材料の推定を行う点が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第4実施形態の説明において、第1実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
一対のローラ31Dのそれぞれは、回転の中心軸がx軸方向にて延在するように、回転可能に支持される。一対のローラ31Dは、回転の中心軸が、y軸方向にて延在する同一の直線上に位置する。本例では、推定装置1Dは、一対のローラ31Dのうちの少なくとも一方を回転駆動する駆動部を備える。
本例では、固形廃棄物2は、ベルト32Dの搬送面に載置される。
従って、各第2周波数検出部172Dは、各第1周波数検出部171Dと同様に、電磁波源1721Dと、絞り部1722Dと、レンズ部1723Dと、透過波検出部1724Dと、反射波検出部1725Dと、を備える。
本例では、推定部15は、第2実施形態と同様に、上記数式1に基づいて透過強度変化率Gtを算出する。
本例では、推定部15は、上記数式2に基づいて反射強度変化率Grを算出する。
次に、推定装置1Dの動作について説明する。
先ず、固形廃棄物2がベルト32Dの搬送面に載置される。
推定装置1Dは、一対のローラ31Dの少なくとも一方を回転駆動することにより、搬送面を搬送方向へ移動させる。これにより、搬送面に載置された固形廃棄物2は、搬送方向へ移動する。
本例では、推定部15は、所定の推定周期が経過する毎に、上記材料の推定を繰り返し行う。
更に、第4実施形態の推定装置1Dは、反射波に加えて、透過波に基づいて、固形廃棄物2を構成する材料を推定する。
従って、各第3周波数検出部173Eは、各第1周波数検出部171Dと同様に、電磁波源1731Eと、絞り部1732Eと、レンズ部1733Eと、透過波検出部1734Eと、反射波検出部1735Eと、を備える。
第4実施形態の変形例の推定装置1Eによれば、第4実施形態の推定装置1Dと同様の作用及び効果が奏される。
次に、第5実施形態の推定装置について説明する。第5実施形態の推定装置は、第4実施形態の推定装置に対して、固形廃棄物2を挟持する挟持部を備える点が相違している。以下、相違点を中心として説明する。なお、第5実施形態の説明において、第4実施形態にて使用した符号と同じ符号を付したものは、同一又は略同様のものである。
なお、推定装置1Fは、押圧面を鉛直下方へ付勢する、図示されない付勢部を備えていてもよい。また、推定装置1Fは、押圧面が搬送方向にて移動しないように構成されていてもよい。この場合、固形廃棄物2は、搬送面の移動に伴って、押圧面に対して摺動してよい。
更に、第5実施形態の推定装置1Fは、互いに対向する一対の対向面を有するとともに、当該一対の対向面の間に固形廃棄物2を挟持する挟持部(本例では、搬送部3D、及び、固形廃棄物押圧部4F)を備える。
11 電磁波生成部
12 入射部
13 検出部
14 記憶部
15 推定部
101A 電磁波源支持体
102A 回転軸
110A 第1平行光生成部
120A 第2平行光生成部
171D 第1周波数検出部
172D 第2周波数検出部
173E 第3周波数検出部
111A,121A,1711D,1721D,1731E 電磁波源
112A,122A,1712D,1722D,1732E 絞り部
113A,123A,1713D,1723D,1733E レンズ部
131A 分岐部
141A,1714D,1724D,1734E 透過波検出部
142A,1715D,1725D,1735E 反射波検出部
151A 固形廃棄物支持部
1611C 基体部
1612C 凸部
161B,161C 固形廃棄物押圧部
2 固形廃棄物
3D 搬送部
4F 固形廃棄物押圧部
31D,41F ローラ
32D,42F,42G ベルト
421G 凸部
Claims (10)
- 固形廃棄物を構成する材料を推定する推定装置であって、
10GHz乃至10THzの周波数を有する電磁波を生成する電磁波生成部と、
前記生成された電磁波を前記固形廃棄物へ入射させる入射部と、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を検出する検出部と、
前記検出された電磁波の強度に基づいて前記材料を推定する推定部と、
を備える、推定装置。 - 請求項1に記載の推定装置であって、
前記検出部は、前記固形廃棄物にて反射されることにより前記固形廃棄物から出射された電磁波を検出する、推定装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の推定装置であって、
前記検出部は、前記固形廃棄物を透過することにより前記固形廃棄物から出射された電磁波を検出する、推定装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の推定装置であって、
前記電磁波生成部は、互いに異なる複数の周波数をそれぞれ有する複数の電磁波を生成し、
前記推定部は、前記複数の周波数に対してそれぞれ検出された複数の前記強度に基づいて前記材料を推定する、推定装置。 - 請求項4に記載の推定装置であって、
前記電磁波生成部は、
前記複数の電磁波をそれぞれ生成する複数の電磁波源と、
回転可能に支持されるとともに、前記回転の中心軸に対する周方向における、互いに異なる複数の位置にて前記複数の電磁波源をそれぞれ支持する支持体と、
を備える、推定装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の推定装置であって、
互いに対向する一対の対向面を有するとともに、前記一対の対向面の間に前記固形廃棄物を挟持する挟持部を備える、推定装置。 - 請求項6に記載の推定装置であって、
前記挟持部は、前記固形廃棄物のうちの互いに異なる複数の位置の少なくとも一部の、前記固形廃棄物と前記検出部とを通る所定の検出方向における位置が互いに異なるように前記固形廃棄物を挟持し、
前記推定部は、前記複数の位置にそれぞれ対応する複数の前記強度に基づいて前記材料を推定する、推定装置。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の推定装置であって、
前記固形廃棄物と前記検出部との間の距離を変動させる距離変動部を備え、
前記推定部は、前記距離が互いに異なる複数の距離状態にてそれぞれ検出された複数の前記強度に基づいて前記材料を推定する、推定装置。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の推定装置であって、
前記電磁波生成部は、前記生成される電磁波が直線偏波であるとともに、前記電磁波の電界が振動する平面と前記電磁波の磁界が振動する平面との交線にて回転の中心軸が延在するように回転可能に支持され、
前記推定部は、前記電磁波生成部の前記交線に対する回転角度が互いに異なる複数の回転角度状態にてそれぞれ検出された複数の前記強度に基づいて前記材料を推定する、推定装置。 - 固形廃棄物を構成する材料を推定する推定方法であって、
10GHz乃至10THzの周波数を有する電磁波を生成し、
前記生成された電磁波を前記固形廃棄物へ入射させ、
前記固形廃棄物から出射された電磁波を検出し、
前記検出された電磁波の強度に基づいて前記材料を推定する、
ことを含む、推定方法。
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