JPH09297062A - Method for identifying kind of material, especially plastic material - Google Patents

Method for identifying kind of material, especially plastic material

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JPH09297062A
JPH09297062A JP9002694A JP269497A JPH09297062A JP H09297062 A JPH09297062 A JP H09297062A JP 9002694 A JP9002694 A JP 9002694A JP 269497 A JP269497 A JP 269497A JP H09297062 A JPH09297062 A JP H09297062A
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    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
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    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a method for identifying the kind of pastic material by which the degree of errorneous judgment can be reduced and quick judgment be made. SOLUTION: An unknown sample is irradiated with an infrared ray and the spectrum is measured, and then the measured spectrum is compared with that of known material and the gradient or linear differential of the spectrum in a number of wavelength sections thereof is obtained respectively, further the numerical values of obtained respective gradients or linear differentials are classified respectively into a range among regulated multi stages. Next, the classified respective gradient classes for a plurality of wavelength sections in the measured spectrums are compared with those for a plurality of same wavelength sections as that evaluated in advance by using the known material, and the similarity and difference between the respective gradient classes are obtained as a gradient distance between the gradient classes. A different weight can be given to a different gradient distance in size. Such a method can ensure the identification of kind even when a difference between spectrums is small.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、材料を識別する方
法に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for identifying materials.

【0002】[0002]

【従来の技術】既知試料に近赤外線を照射してその吸収
スペクトルを測定するプラスチックの種類の識別方法
は、ヨーロッパ公開特許公報0607048 A1から
公知である。この方法においては、スペクトルから1次
または2次微分が計算される。これらの微分は、等間隔
の所定の波長範囲にわたる多数のポイントについて計算
される。これらのポイントについて、スペクトルがゼロ
ラインより上か、下か、またはゼロラインにあるかを確
認する。この位置はそれぞれ、+1、−1または0で示
される。このようにして符号化された位置は、ポイント
・インデックスにより分類されてテーブルに保存され
る。この操作が、同一カテゴリーのその他の既知プラス
チック、例えば種類の異なるポリエチレンについて繰り
返される。これらの工程は、別の既知プラスチック、例
えばPVCについても同様に繰り返される。
2. Description of the Related Art A method for identifying the type of plastics by irradiating a known sample with near-infrared rays and measuring the absorption spectrum thereof is known from European Patent Publication 0607048 A1. In this method, the first or second derivative is calculated from the spectrum. These derivatives are calculated for a number of points over a given wavelength range that are equally spaced. For these points, check if the spectrum is above, below, or at the zero line. This position is indicated by +1, -1 or 0, respectively. The positions encoded in this way are classified by the point index and stored in the table. This operation is repeated for other known plastics of the same category, for example different types of polyethylene. These steps are similarly repeated for another known plastic, such as PVC.

【0003】このようにして得られた既知スペクトルの
値は、未知試料の同定に使用される。すなわち、未知試
料のスペクトルが、種類既知のプラスチックと同じ波長
範囲にわたって測定され、同じポイントについて微分さ
れ、評価される。その結果は、ポイント・インデックス
を用いて分類されたテーブルに保存される。
The value of the known spectrum thus obtained is used for identifying an unknown sample. That is, the spectrum of the unknown sample is measured over the same wavelength range as the known plastic, differentiated and evaluated for the same point. The results are stored in a table sorted using the point index.

【0004】その後、未知試料の分類テーブルの全デー
タが、同じポイントにおける種類既知のプラスチックの
全てのテーブルの全データと比較される。同一の値+
1、−1または0をもつポイントの数の、全てのポイン
トの数に対する割合が計算される。未知プラスチックに
は、これらの割合が最も大きい既知プラスチックの種類
が付与される。この方法の変形例として、スペクトルの
ゼロ・クロッシングを評価する方法が提案されている。
Then, all the data of the classification table of unknown samples are compared with all the data of all tables of known plastic at the same point. Same value +
The ratio of the number of points with 1, -1 or 0 to the number of all points is calculated. The unknown plastic is given the type of known plastic with the largest proportion of these. As a modification of this method, a method of evaluating the zero crossing of the spectrum has been proposed.

【0005】これとは別に、赤外分光法によるプラスチ
ックの同定方法が、ドイツ公開特許公報4340914
A1から公知である。この方法は、未知プラスチック
体の表面の赤外線反射スペクトルを測定し、このスペク
トルを保存されている一組の赤外線スペクトルと比較す
る。好ましくは、測定された赤外線スペクトルの波長数
に対する1次微分を、基準プラスチックのスペクトルの
1次微分と比較する。
Aside from this, a method for identifying plastics by infrared spectroscopy is disclosed in German Laid-Open Patent Publication No. 4340914.
It is known from A1. This method measures the infrared reflectance spectrum of the surface of an unknown plastic body and compares this spectrum with a stored set of infrared spectra. Preferably, the first derivative of the measured infrared spectrum with respect to the number of wavelengths is compared with the first derivative of the spectrum of the reference plastic.

【0006】これらの方法の欠点は、異種のプラスチッ
クが非常に類似したスペクトルをもつことがある点であ
る。1次または2次微分を用いても、同定の信頼性はそ
れ程向上せず、分類プロセスにおける誤判定が生じる可
能性がある。プラスチックの種類の数を増やすと、誤判
定の数は増すであろうし、受け入れ難い程の長時間の同
定時間も掛かるであろう。また上記ドイツ公開特許公報
4340914 A1の方法の更なる欠点は、測定の
間、試料を固定して数秒の測定時間が必要であることで
ある。これらはいずれも自動分類装置にとっては受け入
れ難いことである。
The disadvantage of these methods is that dissimilar plastics can have very similar spectra. The use of first-order or second-order differentiation does not improve the reliability of the identification so much and may lead to erroneous decisions in the classification process. Increasing the number of plastic types will increase the number of false positives and will also result in unacceptably long identification times. A further drawback of the method of DE-A-4340914 A1 is that the sample is fixed during the measurement and a measurement time of a few seconds is required. All of these are unacceptable for an automatic classifier.

【0007】さらにまた、赤外分光法を用いるプラスチ
ックの分類方法がドイツ公開特許公報4312915
A1から公知である。複数のプラスチック体の拡散反射
放射線が特定波長数で同時に測定され、測定された強度
が比較される。この方法は限られた数のプラスチック種
類に対してのみ有用である。同様なスペクトルをもつプ
ラスチックを分離することができない。
Furthermore, a method for classifying plastics using infrared spectroscopy is disclosed in German Published Patent Application No. 4312915.
It is known from A1. The diffusely reflected radiation of multiple plastic bodies is measured simultaneously at a specific number of wavelengths and the measured intensities are compared. This method is only useful for a limited number of plastic types. It is not possible to separate plastics with similar spectra.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、分類
プロセスにおける誤判定の割合を少なくすること、さら
にはプラスチックの種類の同定時間をスピードアップす
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to reduce the rate of false positives in the classification process and also to speed up the identification of plastic types.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、未知
試料に赤外線を照射して吸収スペクトルを測定し、この
スペクトルを既知材料のスペクトルと比較する、材料、
特にプラスチック材料の種類の識別方法において、前記
の比較は、スペクトルの多数の波長区分についてスペク
トルの勾配またはスペクトルの1次微分をそれぞれ求
め、求めた各勾配または各1次微分の数値を正規化され
た多段階の数値範囲の1つにそれぞれ分類し、次いで、
測定されたスペクトルの複数の波長区分について分類さ
れたそれぞれの勾配クラス(多段階の数値範囲のうち特
定の1つの数値範囲を意味する)を既知材料の予め評価
されたスペクトルと同じ複数の波長区分において分類さ
れたそれぞれの勾配クラスと比較し、個々の勾配クラス
の類似性と相違性を該勾配クラス間の勾配隔たりとして
求め、既知材料のスペクトルと未知材料のスペクトルと
の個々の勾配隔たりの和、および勾配隔たりの和の最小
値の存在を、既知材料に対する未知材料の分類のための
基準として用いることを特徴とするものである。
That is, according to the present invention, an unknown sample is irradiated with infrared rays to measure an absorption spectrum, and the spectrum is compared with that of a known material.
Particularly in the method of identifying the type of plastic material, the comparison is performed by obtaining the slope of the spectrum or the first derivative of the spectrum for a number of wavelength sections of the spectrum, respectively, and normalizing the obtained values of the respective slopes or the first derivatives. Each one of the multi-level numerical range, and then
Each gradient class (meaning one specific numerical range of a multi-step numerical range) classified for multiple wavelength sections of the measured spectrum is the same as the pre-evaluated spectrum of the known material. The gradient differences between the individual gradient classes are calculated as the gradient gaps between the gradient classes, and the sum of the individual gradient gaps of the known material spectrum and the unknown material spectrum is calculated. , And the existence of a minimum value of the sum of the gradient separations is used as a criterion for the classification of unknown materials with respect to known materials.

【0010】各前記勾配隔たりは、大きさに応じて異な
る重み付けがなされることが適切と思われる。例えば、
短い勾配隔たりよりも広い勾配隔たりに、より重み付け
がなされる。
It seems appropriate that each of the gradient distances be weighted differently depending on its magnitude. For example,
Wider slope gaps are weighted more than short slope gaps.

【0011】本発明の利点は、2つの画素(ピクセル)
の間のスペクトルの一連の区分の勾配の険しさまたは1
次微分値の大きさ、および複数の勾配隔たりについての
異なる重み付けを判定することによって、スペクトルの
間のわずかな相違を見いだすことができることである。
同じ波長区分におけるスペクトルの勾配とスペクトルの
1次微分値は、ほとんど同じ値となる。スペクトルの推
移は、平坦な部分よりもピークにおいてより重要である
ため、隣接した画素の間に存在する波長範囲の区分化、
およびこれらの複数区分に対する異なる重み付けは、わ
ずかなピークの相違でも一層良好な識別が可能になる。
The advantage of the present invention is that it has two picture elements (pixels).
The steepness of the slope of a series of sections of the spectrum between or 1
By determining the magnitude of the second derivative and the different weightings for multiple gradient separations, it is possible to find slight differences between the spectra.
The gradient of the spectrum and the first derivative of the spectrum in the same wavelength section are almost the same value. Since the spectral shift is more important in the peak than in the flat part, the segmentation of the wavelength range existing between adjacent pixels,
And different weighting for these multiple sections allows for better discrimination even with slight peak differences.

【0012】本発明の1つの変法においては、前記勾配
隔たりの重み付けは、下記関数 2n を用いて行われる。ここでnは、各勾配隔たり(測定さ
れたスペクトルと既知のスペクトルの前記勾配クラスの
差を意味する)の数値を表す。重み付けは、異なる非線
形関数によっても同様に可能である。
In a variant of the invention, the weighting of the gradient deviations is carried out using the function 2 n: Here, n represents a numerical value of each gradient distance (meaning a difference between the measured spectrum and the gradient class of the known spectrum). Weighting is likewise possible with different non-linear functions.

【0013】本発明のもう1つの変法においては、大域
(グローバル、全体での)最小値および大域(グローバ
ル、全体での)最大値を用いて前記スペクトルが正規化
される。この場合、一定の数値範囲の区切りを使用する
ことができる。
In another variant of the invention, the spectrum is normalized using a global (global, global) minimum and a global (global, global) maximum. In this case, a certain numerical range delimiter can be used.

【0014】本発明の別の変法では、大域最小値および
大域最大値を用いて数値範囲の区切りを正規化する。こ
の場合、スペクトルから計算された複数の勾配または複
数の1次微分値は、それぞれ波長範囲(前記波長区分)
に対して勾配クラスを直接分類することができる。各種
プラスチックのスペクトルを測定するたびごとに大域最
小値および大域最大値を求め、それにより数値範囲を区
切り正規化するので、赤外線の測定値が外乱や測定条件
の違いで変わっても、それに影響されることなく勾配ク
ラスを決めることができる。
In another variation of the invention, the global minimum and global maximum are used to normalize the boundaries of the numerical range. In this case, the plurality of gradients or the plurality of first-order differential values calculated from the spectrum are respectively in the wavelength range (the wavelength division).
The gradient class can be directly classified for. Each time the spectrum of various plastics is measured, the global minimum value and global maximum value are obtained, and the numerical range is delimited and normalized, so that even if the infrared measurement value changes due to disturbance or differences in measurement conditions, it will be affected by it. You can determine the grade class without having to.

【0015】本発明の特定の変法では、前記で求めた勾
配または1次微分の数値それぞれを 負の極めて急な勾配または負の極めて大きな1次微分値 負の急な勾配または負の大きな1次微分値 負の平坦な勾配または負の小さな1次微分値 正の平坦な勾配または正の小さな1次微分値 正の急な勾配または正の大きな1次微分値 正の極めて急な勾配または正の極めて大きな1次微分値 の多段階の数値範囲の1つに区分し、各数値範囲にコー
ドを付ける。
In a particular variant of the invention, the values of the gradient or the first derivative determined above are respectively a negative very steep gradient or a negative very large first derivative value a negative steep gradient or a large negative one. Second derivative negative flat slope or small negative first derivative positive flat slope or small positive first derivative positive steep slope or large positive first derivative extremely positive steep slope or positive Divide into one of the multi-level numerical ranges of the extremely large first-order differential value of and assign a code to each numerical range.

【0016】数値範囲を定めるためには、スペクトルの
大域最大値と大域最小値を先ず求め、両者の差を計算
し、極めて急勾配をもつ数値(または極めて大きな1次
微分値)の範囲に対してはこの差を8で除し、急勾配を
もつ数値(または大きな1次微分値)の範囲に対しては
この差を16で除し、かくして求めた数値をスペクトル
の負に移行する隣接区分の数値から減算することによ
り、および、かくして求めた数値をスペクトルの正に移
行する隣接区分の数値に加算することにより、各数値範
囲の数値を計算することが適切である。
In order to determine the numerical range, the global maximum value and the global minimum value of the spectrum are first obtained, the difference between them is calculated, and the numerical value having a very steep slope (or an extremely large first derivative value) is calculated. This difference is divided by 8 and the difference is divided by 16 for a range of numerical values having a steep slope (or a large first derivative), and the numerical value thus obtained shifts to the negative of the spectrum. It is appropriate to calculate the numerical value of each numerical range by subtracting from the numerical value of and by adding the numerical value thus obtained to the numerical value of the adjacent section of the spectrum that shifts to the positive.

【0017】さらに別な好ましい変法においては、既知
材料のスペクトルからの基準値を計算する。すなわち、
1つの種類の1つまたは2つの試料を多数回測定する。
その際、正規化のためにスペクトルの大域最小値と大域
最大値を先ず求める。次いで、前記多段階の数値範囲に
対する前記で求めた勾配または1次微分の数値それぞれ
の関連をデータベース要素中にコード化して保存する。
引き続き行われる測定で、新たに得られたデータベース
要素を前回の測定でこの種類に対して得られたコードと
比較される。もし今回求めた勾配または1次微分の数値
が、連続する数値範囲の区切りを超える場合には、その
元の数値範囲と超えてきた隣接する数値範囲との2つの
数値範囲を包含する別なコードを付ける。
In a further preferred variant, a reference value is calculated from the spectrum of the known material. That is,
Multiple measurements of one or two samples of one type.
At that time, the global minimum value and the global maximum value of the spectrum are first obtained for normalization. Then, the relationship between each of the numerical values of the gradient or the first derivative obtained above with respect to the multi-step numerical range is encoded and stored in a database element.
In subsequent measurements, the newly obtained database element is compared with the code obtained for this type in the previous measurement. If the value of the gradient or the first derivative obtained this time exceeds the boundary of consecutive numerical value ranges, another code that includes two numerical value ranges of the original numerical value range and the adjacent numerical value range that has been exceeded. Attach.

【0018】基準値のかような確認により、測定エラー
に基づく誤った評価を広範囲にわたって避けることがで
きる。これは、各試料を多数回測定することおよび各測
定後の同じ数と同じ位置の画素に対してスペクトルを再
評価することによるためである。スペクトルの欠陥部分
は基準値として使用されない。
By checking such reference values, false evaluations due to measurement errors can be avoided over a wide range. This is due to multiple measurements of each sample and re-evaluation of the spectrum for the same number and position of pixels after each measurement. The defective part of the spectrum is not used as a reference value.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に添付図面に示す実施例によ
り本発明を説明する。図1はPVCスペクトルを示して
いる。プラスチックがPVCであると同定するために、
先ず、重要な特性を誘導する基準スペクトルを測定する
必要があり、この基準スペクトルを分類コードとしてデ
ータベース中に保存する。これらのコードは分類される
べきプラスチックの全ての種類について確認される。以
下にPVCを例に挙げて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below with reference to embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 1 shows a PVC spectrum. To identify the plastic as PVC,
First, it is necessary to measure a reference spectrum that induces important characteristics, and this reference spectrum is stored as a classification code in the database. These codes are identified for all types of plastics that have to be classified. Hereinafter, PVC will be described as an example.

【0020】分類コードを得るために、PVCから作製
された基準試料を測定する。第1の工程では、この基準
スペクトルの大域最小値および大域最大値を確認する。
第2の工程では、同じ大きさの一連の波長範囲につい
て、スペクトルの正規化された勾配(勾配クラス)を求
める。正規化は、大域最小値と大域最大値の値に基づい
てなされる。本実施例においては、スペクトルの全波長
範囲は28画素で分割される。隣接する画素の間の勾配
を確認し、各々の勾配を評価する。画素間のスペクトル
を1次関数としてその勾配を求めた値と、スペクトルの
1次微分値とは、ほとんど同じ値となる。両値の以後の
処理は全く同じである。勾配の正規化された多段階の数
値範囲として次のような区切りを決定する。
To obtain the classification code, a reference sample made of PVC is measured. In the first step, the global minimum and global maximum of this reference spectrum are confirmed.
The second step is to find the normalized slope (slope class) of the spectrum for a range of wavelengths of the same size. Normalization is performed based on the values of the global minimum value and the global maximum value. In this embodiment, the entire wavelength range of the spectrum is divided by 28 pixels. Check the gradients between adjacent pixels and evaluate each gradient. The value of the gradient obtained by using the spectrum between pixels as a linear function and the primary differential value of the spectrum have almost the same value. The subsequent processing of both values is exactly the same. The following breaks are determined as the normalized multi-step numerical range of the gradient.

【0021】 [0021]

【0022】これらの範囲に相当する各々の勾配クラス
を、対応するコードで図1に示す。この図から、画素0
と11の間では、スペクトルは負の勾配で平坦に移行し
ているため、コード“c”が付与されていることがわか
る。画素11と12の間では、スペクトルは負の急勾配
で移行しているため、コード“−”が付与されている。
それ以降の勾配についても同様にして評価する。スペク
トルの評価(分類)されたこれらの勾配クラスは、デー
タベース要素にコード化して保存し、各コードは数によ
り表現される。最初の測定で求めたデータベースは52
の情報量を持っている。
Each gradient class corresponding to these ranges is shown in FIG. 1 with the corresponding code. From this figure, pixel 0
It can be seen that the code “c” is given because the spectrum transitions flat with a negative slope between the range between 1 and 11. Between pixels 11 and 12, the spectrum transitions with a steep negative slope, so the code "-" is given.
The subsequent gradients are similarly evaluated. These evaluated (classified) gradient classes of spectra are coded and stored in database elements, each code being represented by a number. The database obtained from the first measurement is 52
Have the amount of information.

【0023】同じ基準試料、または同じ種類のさらに別
な基準試料を多数回測定して、同じ画素間の勾配クラス
を最初の測定結果と比較する。勾配が連続する数値範囲
の区切り(1つの勾配クラス)を超えた場合には、上記
の表に示した以外のコードを付ける。例えば、最初の測
定で得られた2つの画素間の勾配クラスが“+”を付け
られ、第2の測定で得られたこれらの画素間の勾配クラ
スが“T”を付けられた場合には、これら2つの画素間
の位置はコード“U”で与えられる(下記の表を参照の
こと)。これによって所定の勾配クラスの付与がよりき
め細かくなされる。なぜならば、これらの勾配に対する
数値範囲の区切り(勾配クラス)が増すからである。情
報量は減少する。数値範囲の区切りを超えた場合の下記
のようなコードを本実施例では定めた。
The same reference sample, or further reference samples of the same type, are measured multiple times and the same pixel-to-pixel gradient class is compared to the first measurement result. If the gradient exceeds the boundaries of consecutive numerical ranges (one gradient class), add codes other than those shown in the above table. For example, if the gradient class between two pixels obtained in the first measurement is labeled "+" and the gradient class between these pixels obtained in the second measurement is labeled "T". , The position between these two pixels is given by the code "U" (see table below). This makes the assignment of the predetermined gradient class more detailed. This is because the range of numerical values for these gradients (gradient class) is increased. The amount of information decreases. In the present embodiment, the following codes are defined when exceeding the boundary of the numerical range.

【0024】“t”から“−”およびその逆の変化は、
“u”とした。“−”から“c”およびその逆の変化
は、“d”とした。“c”から“C”およびその逆の変
化は、“O”とした。“C”から“+”およびその逆の
変化は、“D”とした。“+”から“T”およびその逆
の変化は、“U”とした。
The change from "t" to "-" and vice versa is:
It was set to "u". The change from "-" to "c" and vice versa was designated as "d". The change from “c” to “C” and vice versa was designated as “O”. The change from "C" to "+" and vice versa was designated as "D". The change from "+" to "T" and vice versa was designated as "U".

【0025】多数回の測定で、一連の数値範囲の区切り
(1つの勾配クラス)を超える1つの試料の勾配は、デ
ータベース中で“*”のマークを付し、分析から除外す
る。
In multiple measurements, the gradient of one sample that exceeds a series of numerical range delimiters (one gradient class) is marked with "*" in the database and excluded from the analysis.

【0026】本実施例の場合、多数回の測定について、
最初の測定に対する違いは認められず、したがってその
コードは図1に示すように ccccccccccc−ttt++cC+CCCCC
c となり、情報量は52、画素15において最小値を示し
た。
In the case of this embodiment, for a large number of measurements,
No difference to the first measurement was observed, so the code is cccccccccccc-ttt ++ cC + CCCCC as shown in FIG.
c, the information amount is 52, and the minimum value is shown in the pixel 15.

【0027】下記の表は、プラスチックの種類に対する
データベースに保存されたコードを示す。これらのコー
ドは未知プラスチックの評価に使用される。
The following table shows the codes stored in the database for plastic types. These codes are used in the assessment of unknown plastics.

【0028】 [0028]

【0029】基準値の多数回の測定において数値範囲の
区切りを超えると、情報量が減少することが上表からわ
かる。これは特にPVBとPOMについて認められる。
これらにおいては、スペクトルのいくつかの部分で数値
範囲の区切りを超えており、対応する勾配は“u”また
は“O”と評価されている。
It can be seen from the above table that the amount of information decreases when the reference value exceeds the boundary of the numerical range in multiple measurements. This is especially true for PVB and POM.
In these, some parts of the spectrum exceed the boundaries of the numerical range and the corresponding slopes are evaluated as "u" or "O".

【0030】未知プラスチックのスペクトルを測定した
後、スペクトルの大域最小値と大域最大値が決定され、
基準スペクトルと同じように、一連の波長の正規化され
た勾配(勾配クラス)が測定される。この場合、画素の
間隔と数は、基準スペクトルで用いたものと同じとす
る。
After measuring the spectrum of the unknown plastic, the global minimum and global maximum of the spectrum are determined,
As with the reference spectrum, the normalized slope (slope class) of a series of wavelengths is measured. In this case, the interval and number of pixels are the same as those used in the reference spectrum.

【0031】その後、測定されたスペクトルと基準スペ
クトルとの間の勾配クラスの差を、すべての画素につい
て求める。この方法を、PEとPPの試料については図
2を用い、PSとABSについては図3を用いて説明す
る。基準試料を用いて見いだされたこれら4種類のプラ
スチックの特性を、下記の表に示す。
The gradient class difference between the measured spectrum and the reference spectrum is then determined for all pixels. This method will be described with reference to FIG. 2 for PE and PP samples and FIG. 3 for PS and ABS. The properties of these four types of plastics found using the reference sample are shown in the table below.

【0032】 [0032]

【0033】図2に示したPEのスペクトルについて
は、勾配に対応し、かつコードに対する関連に対応した
下記のようなコードが得られる(図1の説明を参照のこ
と)。 Cccccccccc−−−tt−cTC−+Cccc
For the PE spectrum shown in FIG. 2, the following code is obtained which corresponds to the slope and to the relation to the code (see description of FIG. 1). Ccccccccccc --- tt-cTC- + Cccc
c

【0034】ここで、試料のコードとデータベース中の
特性のコードとを比較して、勾配クラスの差(勾配隔た
り)を求める。より良い比較のために、データベース中
のPSのコードと測定されたPE試料のコードとを対示
し、未知プラスチックの測定されたスペクトルの勾配ク
ラスと基準スペクトルの勾配クラスとの間の差を表す隔
たりを示す。 PS(基準) ccccdtOdOtuc*UDC+D−cDCcOOC PE(試料) Cccccccccc−−−tt−cTC−+Ccccc 合計 20001411141209744342100112 55
Here, the code of the sample is compared with the code of the characteristic in the database to obtain the difference (gradient deviation) between the gradient classes. For better comparison, the code of PS and the code of the measured PE sample in the database are paired to show the difference between the slope class of the measured spectrum of the unknown plastic and the slope class of the reference spectrum. Indicates. PS (reference) ccccdtOdOtuc * UDC + D-cDCcOOC PE (sample) Ccccccccccc --- tt-cTC- + Ccccc Total 2000141111412097444342100112 55

【0035】この場合、勾配クラスの差の数値は、下記
一覧表のようになる。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t u − d c O C D + U T
In this case, the numerical values of the gradient class differences are as shown in the following list. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tu-dc OCD + UT

【0036】この一覧表を参照して、例えば下記の式が
得られる。
By referring to this list, for example, the following formula is obtained.

【0037】勾配クラスが一致した場合、例えばいずれ
もコード“c”が提示された場合には、勾配クラスの差
はゼロである。勾配クラスの差が大きくなる程、対応す
る数字が大きくなる。“U”と“t”との間の最も大き
い差は、9となる。これらの数字を加算すれば、勾配隔
たりの合計が得られる。
If the gradient classes match, for example if both are presented with the code "c", the gradient class difference is zero. The greater the gradient class difference, the greater the corresponding number. The largest difference between "U" and "t" is 9. Adding these numbers together gives the sum of the slope separations.

【0038】データベース中のABS、PPおよびPE
の特性と比較することにより、勾配隔たりの下記のよう
な配列が求められる。 合計 PS 20001411141209744342100112 55 AS 20000410242246642836001102 60 PP 20000010001220612013212000 26 PE 20000020000000020000202000 10
ABS, PP and PE in the database
By comparing with the characteristic of, the following arrangement of gradient separation is obtained. Total PS 200014111414120974344342100112 55 AS 20000410242422464662836001102 60 PP 20000010001220612013212000 26 PE 20000000000000020000202000 10

【0039】同種のプラスチックは勾配クラスの間で隔
たりをもたないか、あるいは個々の隔たりが小さいた
め、個々の勾配隔たりの合計は小さくなることが認めら
れる。これらの合計の最小値を求めれば、未知PE試料
を信頼性をもって分類することができる。本実施例にお
いては、合計の最小値は10であり、このことは、未知
プラスチックがPEであることを意味している。
It will be appreciated that the same kind of plastic will have no separation between the gradient classes, or that the individual separations will be small, so that the sum of the individual gradient separations will be small. The unknown PE sample can be reliably classified by obtaining the minimum value of these totals. In this example, the minimum total is 10, which means that the unknown plastic is PE.

【0040】さらに図2に示すPP試料のスペクトルに
ついては、これを基準スペクトルと比較して下記のよう
な合計値が得られる。 PS 41 ABS 48 PP 6 PE 28 合計の最小値である6はPPであることが確認されたの
で、この未知試料がこの種類のプラスチックであると関
連付けられる。
Further, for the spectrum of the PP sample shown in FIG. 2, this is compared with the reference spectrum, and the following total values are obtained. Since the minimum value of PS 41 ABS 48 PP 6 PE 28 total of 6 was confirmed to be PP, this unknown sample is associated with this type of plastic.

【0041】複数材料の異なる種類のスペクトルの間で
より大きな類似性がある場合には、個々の勾配隔たりに
別個に重み付けを行うことが有利である。重み付けのた
めには、下記の関数を用いて行うことができる。 2n ここで、nは勾配隔たりの数値を表す。これを、ABS
とPSを例に用いて説明する。
Given the greater similarity between different types of spectra of materials, it is advantageous to weight each gradient separation separately. For weighting, the following function can be used. 2 n Here, n represents the numerical value of the gradient gap. This is ABS
And PS will be described as an example.

【0042】前述の実施例と同様に、PS、ABS、P
PおよびPEの勾配コードが特性として用いられる。
Similar to the above embodiment, PS, ABS, P
The P and PE gradient codes are used as properties.

【0043】 [0043]

【0044】図3は、ABS試料の測定されたスペクト
ルを示す。このスペクトルから下記のような勾配コード
が得られる。 ccccc−−c−ttCC+CC+c−Tc−+CC
FIG. 3 shows the measured spectrum of the ABS sample. From this spectrum, the following gradient code is obtained. cccccc--c-ttCC + CC + c-Tc- + CC
C

【0045】前記した4種類のプラスチックとの比較に
より、測定されたスペクトルの勾配クラスとこれら4種
類のプラスチックの保存されている基準値との間の下記
のような勾配隔たりの評価が得られた。 合計 PS 00001231301201100306344110 37 ABS 00000230000202002212443120 30 PP 00000030243660032055252222 54 PE 00000240242448664648642222 82
By comparison with the four plastics mentioned above, the following evaluation of the slope deviation between the slope classes of the measured spectra and the stored reference values of these four plastics was obtained. . Total PS 000012313012011003063344110 37 ABS 0000000230000202002212443120 30 PP 000000302443660032055525222254 PE 000002402442464846664864222222

【0046】PSとABSについての合計の差は、図2
の実施例のプラスチックについてよりもかなり小さいこ
とがわかる。前記した表の勾配隔たりを上記の関数2n
(nはこれらの勾配隔たりの数値を表す)を用いて重み
付けを行うことにより、下記のような合計が与えられ
る。 この種の重み付けを行った結果、ABSが最小の合計8
0となり、重み付けしない場合と比べてより明瞭となる
ことがわかる。
The total difference between PS and ABS is shown in FIG.
It can be seen that it is considerably smaller than that of the plastic of the example. The gradient deviation of the above table is calculated by the above function 2 n
By weighting using (n represents the numerical value of these gradient gaps), the following sum is given. The result of this kind of weighting is a total of 8 with the smallest ABS.
It is 0, which is clearer than that without weighting.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】PVCの正規化されたスペクトルである。FIG. 1 is a normalized spectrum of PVC.

【図2】PEとPPの正規化されていないスペクトルで
ある。
FIG. 2 is an unnormalized spectrum of PE and PP.

【図3】PSとABSの正規化されたスペクトルであ
る。
FIG. 3 is a normalized spectrum of PS and ABS.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハルトムート ルフト ドイツ連邦共和国、12524 ベルリン、ゼ ムノネンベーク 12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hartmut Luft Germany, 12524 Berlin, Semnonenbeek 12

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 未知試料に赤外線を照射してスペクトル
を測定し、このスペクトルを既知材料のスペクトルと比
較する、材料、特にプラスチック材料の種類の識別方法
において、前記の比較は、 スペクトルの多数の波長区分についてスペクトルの勾配
またはスペクトルの1次微分をそれぞれ求め、 求めた各勾配または各1次微分の数値を正規化された多
段階の数値範囲の1つにそれぞれ分類し、 次いで、測定されたスペクトルの複数の波長区分につい
て分類されたそれぞれの勾配クラスを、既知材料の予め
評価されたスペクトルと同じ複数の波長区分において分
類されたそれぞれの勾配クラスと比較し、 個々の勾配クラスの類似性と相違性を該勾配クラス間の
勾配隔たりとして求め、既知材料のスペクトルと未知材
料のスペクトルとの個々の勾配隔たりの和、および勾配
隔たりの和の最小値の存在を、既知材料に対する未知材
料の分類のための基準として用いることを特徴とする材
料、特にプラスチック材料の種類の識別方法。
1. A method for identifying a type of material, in particular a plastic material, which comprises irradiating an unknown sample with infrared light to measure a spectrum, and comparing the spectrum with that of a known material. The gradient of the spectrum or the first derivative of the spectrum is obtained for each wavelength segment, and the obtained values of the respective gradients or first derivatives are classified into one of the normalized multi-step numerical ranges, and then measured. Each gradient class classified for multiple wavelength sections of the spectrum is compared with each gradient class classified in the same multiple wavelength sections as the pre-evaluated spectrum of the known material to determine the similarity of the individual gradient classes. The difference is calculated as the gradient gap between the gradient classes, and the spectra of the known material and the spectrum of the unknown material are individually calculated. The sum of the gradient separation, and the presence of a minimum value of the sum of the gradient separation materials, which comprises using as the criteria for the classification of an unknown material to the known materials, in particular the kind of identification method for a plastic material.
【請求項2】 各前記勾配隔たりは、大きさに応じて異
なる重み付けがなされることを特徴とする請求項1記載
の方法。
2. The method according to claim 1, wherein each gradient distance is weighted differently according to its magnitude.
【請求項3】 前記勾配隔たりは、短い勾配隔たりより
も広い勾配隔たりに、より重み付けがなされることを特
徴とする請求項1または2記載の方法。
3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the gradient distance is more weighted to a wider gradient distance than to a short gradient distance.
【請求項4】 前記勾配隔たりの重み付けは、下記関数 2n (ここでnは、測定されたスペクトルと既知のスペクト
ルの前記勾配クラスの差を意味する各勾配隔たりの数値
を表す)を用いて行なわれることを特徴とする請求項2
または3記載の方法。
4. The weighting of the gradient distances is performed using the following function 2 n, where n represents the numerical value of each gradient distance, which means the difference between the measured and known spectrum of the gradient class. 3. The method according to claim 2, which is performed.
Or the method of 3.
【請求項5】 大域最小値と大域最大値を用いて前記ス
ペクトルを正規化することを特徴とする請求項1〜4の
いずれか1つに記載の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the spectrum is normalized using a global minimum value and a global maximum value.
【請求項6】 大域最小値と大域最大値を用いて前記多
段階の数値範囲の区切りを正規化することを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1つに記載の方法。
6. The method according to claim 1, wherein a boundary between the multi-step numerical ranges is normalized by using a global minimum value and a global maximum value.
【請求項7】 前記求めた勾配または1次微分の数値そ
れぞれを 負の極めて急な勾配または負の極めて大きな1次微分値 負の急な勾配または負の大きな1次微分値 負の平坦な勾配または負の小さな1次微分値 正の平坦な勾配または正の小さな1次微分値 正の急な勾配または正の大きな1次微分値 正の極めて急な勾配または正の極めて大きな1次微分値 の多段階の数値範囲の1つに区分し、各数値範囲にコー
ドを付すことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つ
に記載の方法。
7. The obtained gradient or the value of the first derivative is a negative extremely steep gradient or a negative very large first derivative value. A negative steep gradient or a large negative negative first derivative value. A negative flat gradient. Or small negative first derivative positive flat slope or small positive first derivative positive steep slope or large positive first derivative positive very steep slope or positive very large first derivative The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the method is divided into one of multi-step numerical ranges and each numerical range is coded.
【請求項8】 1種類の材料の1つまたは複数の試料を
多数回測定して既知材料のスペクトルの基準値を求める
場合において、 正規化のためにスペクトルの大域最小値と大域最大値を
先ず求め、 次いで、前記多段階の数値範囲に対する前記求めた勾配
または1次微分値の数値それぞれの関連をデータベース
要素中にコード化して保存し、 引き続きなされる測定で、新たに得られたデータベース
要素を前回の測定でこの種類に対して得られたコードと
比較し、 今回求めた勾配または1次微分値の数値が、連続する数
値範囲の区切りを超える場合には、その2つの数値範囲
を包含する別なコードを付けることを特徴とする請求項
1〜7のいずれか1つに記載の方法。
8. When the reference value of the spectrum of a known material is obtained by measuring one or a plurality of samples of one kind of material a number of times, the global minimum value and the global maximum value of the spectrum are first determined for normalization. Then, the relationship between each of the calculated gradients or the numerical values of the first derivative values with respect to the multi-step numerical range is coded and stored in a database element, and the newly obtained database element is stored in a subsequent measurement. If the slope or the first derivative value obtained this time is compared with the code obtained for this type in the previous measurement and exceeds the boundary of consecutive numerical ranges, the two numerical ranges are included. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is provided with a different code.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002055045A (en) * 2000-08-10 2002-02-20 Jasco Corp Method and apparatus for identifying sample
JP2002267601A (en) * 2001-03-07 2002-09-18 Kurabo Ind Ltd Method and apparatus for discriminating material such as plastic material or the like
JP2009085819A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Idec Corp Device and method for discriminating plastic
JP2015121506A (en) * 2013-12-25 2015-07-02 株式会社島津製作所 Resin discrimination method and device
JP2017101988A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 株式会社島津製作所 Plastic discrimination method and plastic discrimination device
JP6947447B1 (en) * 2020-08-11 2021-10-13 株式会社山本製作所 Plastic judgment device and plastic judgment program
US11255729B2 (en) * 2016-10-18 2022-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for monitoring stability of spectrum
JP2022043381A (en) * 2020-08-11 2022-03-16 株式会社山本製作所 Plastic determination device and plastic determination program
KR20220085460A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 주식회사 넥스트이앤엠 System for identifying microplastic using near infrared spectroscopy and operating method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060925B3 (en) * 2009-12-23 2011-07-28 Perner, Petra, Dr.-Ing., 04275 Method and device for the automatic determination of substances from spectroscopic investigations
US9266148B2 (en) 2014-06-27 2016-02-23 Key Technology, Inc. Method and apparatus for sorting

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111397B2 (en) * 1993-01-14 1995-11-29 東亜電波工業株式会社 How to determine the type of plastic
DE4312915A1 (en) * 1993-04-10 1994-10-13 Laser Labor Adlershof Gmbh Process and arrangement for the IR (infrared) spectroscopic separation of plastics
DE4340914A1 (en) * 1993-11-27 1995-06-08 Bruker Analytische Messtechnik Procedure for the routine identification of plastics

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002055045A (en) * 2000-08-10 2002-02-20 Jasco Corp Method and apparatus for identifying sample
JP2002267601A (en) * 2001-03-07 2002-09-18 Kurabo Ind Ltd Method and apparatus for discriminating material such as plastic material or the like
JP2009085819A (en) * 2007-10-01 2009-04-23 Idec Corp Device and method for discriminating plastic
JP2015121506A (en) * 2013-12-25 2015-07-02 株式会社島津製作所 Resin discrimination method and device
JP2017101988A (en) * 2015-12-01 2017-06-08 株式会社島津製作所 Plastic discrimination method and plastic discrimination device
US11255729B2 (en) * 2016-10-18 2022-02-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for monitoring stability of spectrum
JP6947447B1 (en) * 2020-08-11 2021-10-13 株式会社山本製作所 Plastic judgment device and plastic judgment program
JP2022032346A (en) * 2020-08-11 2022-02-25 株式会社山本製作所 Plastics determination device and plastics determination program
JP2022043381A (en) * 2020-08-11 2022-03-16 株式会社山本製作所 Plastic determination device and plastic determination program
KR20220085460A (en) * 2020-12-15 2022-06-22 주식회사 넥스트이앤엠 System for identifying microplastic using near infrared spectroscopy and operating method thereof

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