KR100487447B1 - 플라스틱 선별시스템의 광접속장치 - Google Patents

플라스틱 선별시스템의 광접속장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라스틱 선별시스템에 관한 것으로서, 다수의 입력라인으로부터 입력되는 적외선 반사광을 하나의 선별시스템을 이용하여 순차적으로 처리함으로써 동일한 전체 선별시스템을 복수개로 증설하지 않고도 처리능률을 극대화할 수 있도록 된 플라스틱 선별시스템의 광접속장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 근적외선을 플라스틱 시료에 조사하여 얻어진 근적외선 반사광을 검출 및 분석하여 시료를 판별하는 플라스틱 선별시스템에 있어서, 다수의 플라스틱 시료로부터 얻어진 각각의 근적외선 반사광을 전송하기 위한 다수의 입력측 광섬유와, 상기 각각의 입력측 광섬유가 원주방향을 따라 수평선상으로 접속된 케이싱과, 상기 케이싱의 중심선 상에 위치되어 입력측 광섬유로부터의 출사된 반사광을 수직상방으로 반사하기 위한 전반사미러와, 상기 전반사미러의 하단에 축결합되어 각각의 입력측 광섬유에 일치되도록 전반사미러를 일정각도로 정량회전시키기 위한 서보모터와, 상기 서보모터의 구동을 제어하기 위한 드라이버와, 상기 케이싱의 상부 중심선상에 결합되어 전반사미러로부터 반사된 근적외선 반사광을 케이싱 외부로 순차적으로 전송하기 위한 출력측 광섬유를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 선별시스템의 광접속장치{Optic Connecting Device for Plastics Distinction System}
본 발명은 플라스틱 선별시스템에 관한 것으로서,
상술하면, 플라스틱 선별시스템의 입력측에 구비되어 다수의 플라스틱 시료로부터 반사되는 적외선 광원을 하나의 플라스틱 선별시스템으로 입력받아 이를 순차적으로 선별처리함에 따라 시스템의 처리능률을 극대화하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 선별시스템이라 함은 플라스틱의 종류; 예로서, PP, PE, PVC, ABS, PET 등을 판별하기 위한 시스템을 말하는 것으로서, 예컨대, 플라스틱 시료로 조사된 근적외선의 광반사각에 따른 흡수 스펙트럼값의 상이함을 이용하여 조사된 근적외선 영역(1100∼2200nm)에서 유기물의 흡수 스펙트럼을 검출함으로써 플라스틱을 판별하는 시스템을 지칭한다.
보다 구체적으로 상기 시스템은 플라스틱 시료에 근적외선(파장영역: 1∼1.5㎛)을 조사하여 반사된 적외선 광원을 분광시킨 후 적외선을 파장별 스캐닝하여 분석함으로 플라스틱을 단시간 내에 정확하게 선별 및 분리하게 되는데, 특히 이러한 시스템은 각종 폐 플라스틱류를 종류별로 선별 및 처리해야만 하는 플라스틱 재활용 분야에 있어 용이하게 이용되어질 수 있다.
이에 본 발명의 출원인은 상기 플라스틱 선별시스템에 대한 연구 및 개발을 계속 중에 있으며, 앞서 이에 관련한 "근적외선에 의한 플라스틱 선별장치" 대한민국 특허 출원번호 제 10-2001-0030330호"를 출원한 바 있다.
그러나, 상기 기 출원된 근적외선에 의한 플라스틱 선별장치는, 플라스틱 시료를 하나씩 선별/처리해야만 하므로 시료 교체에 따른 시간이 많이 소모되는 등의 문제점으로 인해 플라스틱 재활용분야 등에서는 많은 양의 폐 플라스틱을 선별/처리하기가 곤란한 문제점이 있었다.
따라서, 종래에는 이를 해소키 위해 상기와 같은 전체 선별시스템을 여러 개로 증설해야만 했으므로 설치비용에 따른 부담이 있을 뿐만 아니라, 설치공간에 대한 제약도 커 이에 대한 개선이 시급한 실정이었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 안출한 것으로,
다수의 입력라인으로부터 입력되는 근적외선 반사광을 하나의 선별시스템을 이용하여 순차적으로 처리함으로써 동일한 전체 선별시스템을 복수개로 증설하지 않고도 처리능률을 극대화할 수 있도록 된 플라스틱 선별시스템의 광접속장치를 제공하는 데에 그 목적이 있는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기한 목적을 달성하므로서, 플라스틱 선별장치의 증설 및 유지보수 등에 의해 발생되는 비용의 절감을 달성할 수 있는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치를 제공하는 데에 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성으로서는,
근적외선을 플라스틱 시료에 조사하여 얻어진 근적외선 반사광을 단색광처리부와, 증폭기와, 아날로그/디지털 변환기와, 디지털신호처리부와, 데이터베이스 및 컴퓨터 등에 의해 상기 시료의 오염도를 판별하는 플라스틱 선별시스템에 있어서,
폐쇄된 원통형상의 케이싱과; 일측 말단부위가 상기 케이싱의 외주면을 수평관통하여 내부로 진입되어 있으며, 다수개의 플라스틱 시료로부터 얻어진 각각의 근적외선 반사광을 전송하는 다수개의 입력측 광섬유와; 상기 입력측 광섬유의 일측 말단부위와 상호 대향토록 상기 케이싱의 내부에 위치하며, 입력측 광섬유로부터 출사된 반사광을 수직상방으로 반사하기 위한 전반사미러와; 상기 전반사미러의 하단에 축결합되어 각각의 입력측 광섬유가 순차적으로 일치되도록 상기 전반사미러를 소정각도로 회전시키는 구동모터와; 상기 케이싱의 상부를 수직관통하며, 상기 전반사미러와 상호 대향토록 위치하므로써 반사된 근적외선 반사광을 상기 단색광처리부로 전송하기 위한 출력측 광섬유를; 포함하는 구성적 특징을 갖는다.
상기 입력측 광섬유 및 상기 출력측 광섬유는, 일측 말단부위에 볼록렌즈를 구비하며, 타측 말단부위에는 오목렌즈와 볼록렌즈로 이루어진 집광수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 입력측 광섬유는, 상기 볼록렌즈를 갖는 일측 말단부위가 상기 전반사 미러와 상호 대향되며, 상기 집광수단을 갖는 타측 말단부위가 상기 시료와 근접하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 출력측 광섬유는, 상기 볼록렌즈를 갖는 일측 말단부위가 단색광처리부와 접속되며, 상기 집광수단을 갖는 타측 말단부위가 상기 전반사 미러와 상호 대향토록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 구동모터는 스텝핑모터 또는 서보모터 또는 인덱스드라이브유니트인 것이 바람직하며, 상기 입력측 광섬유는 4개 내지 32개인 것이 바람직하며, 상기 구동모터는 일방향으로 10°내지 90°로 회전 및 정지를 연속적으로 실시하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술하도록한다. 단, 이들 실시예는 예시적인 목적일뿐 본 발명의 기술적 사상이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
첨부된 도 1은 본 발명에 따른 광접속장치를 보인 사시도이고, 도 2는 상기 도 1의 요부 종단면도이며, 도 3은 본 발명이 플라스틱 선별시스템에 적용된 설치예시도이다.
상기 도 3은, 본 출원인에 의해 기 출원된 발명과 동일한 구성에 있어서는 그 설명을 생략하기로 한다. 다만, 도면상에는, 종래에서 부여한 번호를 그대로 부여하기로 한다.
도 1 내지 도 3을 살펴보면,
본 발명의 일 실시예에 따라 16개의 플라스틱 시료(101a~101p)로부터 얻어진 각각의 근적외선 반사광을 전송하기 위한 동수의 입력측 광섬유(11a~ 11p)와, 상기 각각의 입력측 광섬유(11a ~ 11p)가 원주방향을 따라 수평선상으로 접속된 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10)의 중심선 상에 위치되어 입력측 광섬유(11a~11p)로부터의 출사된 반사광을 수직상방으로 반사하기 위한 전반사미러(20)와, 상기 전반사미러(20)의 하단에 축결합되어 각각의 입력측 광섬유(11a~11p)에 일치되도록 전반사미러(20)를 일정각도로 정량회전시키기 위한 구동모터(14)인 서보모터와, 상기 서보모터의 구동을 제어하기 위한 드라이버(13)와, 상기 케이싱(10)의 상부 중심선상에 결합되어 전반사미러(20)로부터 반사된 근적외선 반사광을 케이싱(10)의 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 순차적 전송을 하기 위한 출력측 광섬유(12)와, 상기 전반사 미러와 출력측 광섬유(12)의 연결선상 일측에 구비되어 근적외선 반사광을 모아주기 위한 집광수단(40)으로 구성된다.
이하, 상기한 구성요소들의 작용을 도 3을 참조하여 일 실시예에 따라 살펴보기로 한다.
먼저, 상술한 구성에서 케이싱(10)의 내부에는 16개의 컨베이어시스템에 의해 운송되어지는 16개 각각의 플라스틱 시료(101a~101p)로부터 입력측 광섬유(11a~11p)가 지속적으로 케이싱(10) 중심으로 근적외선 반사광을 입사하고 있는 상태이다.
이 때, 상기 광접속장치의 케이싱(10) 내부에 구비된 전반사미러(20)는 일정각도인 22.5°씩 회전 및 정지를 연속적으로 실시하므로써, 상기 광접속장치로 전송된 서로 다른 주파수대역을 갖는 16개의 반사광이 하나씩 순차적으로 수직상방으로 반사하게 된다.
즉, 도 3에서 도시된 바와 같이 케이싱(10)에 접속된 입력측 광섬유(11a~11p) 중 최초 하나의 광섬유를 통해 입사된 반사광은 볼록렌즈(30)를 통과한 뒤, 전반사미러(20)에 의해 수직상방으로 전반사하게 된다.
이 때, 상기 전반사미러(20)에 의해 반사된 반사광은 출력측 집광수단(40)에 의해 상기 반사광의 소실율을 최소화하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 전반사미러(20)는 서보모터에 의해 일정각도만큼 도면상 시계방향으로 회전된다.
이 때, 첨부된 도 2와 도 4를 참고하면 케이싱(10)의 외주면의 원주방향으로 16개의 입력측 광섬유(11a~11p)가 접속되어 있음을 감안할 때, 상기 구동모터(14)인 서보모터가 드라이버(13)의 제어에 따라 도면상 시계방향으로 22.5°씩 회전됨은 이해 가능하다.
따라서, 상기 서보모터가 드라이버(13)의 제어에 따라 일정각도로 회전되면서 각 입력측 광섬유(11a~11p)로부터 입사된 근적외선 반사광을 수직상방으로 반사시켜 출력측 광섬유(12)를 통해 케이싱(10) 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 출사시키게 된다.
그러므로, 상기 출력측 광섬유(12)는 16개의 플라시틱 시료(101a~101p)로부터 전송된 근적외선 반사광을 순차적으로 케이싱(10) 외부에 위치하는 단색광처리부(120)로 전송하게 되는 것이다.
또한, 상기 케이싱(10)에 접속가능한 입력측 광섬유(11a~11p)의 수는 설계사항에 따라 확장 및 축소가 가능한데, 일 예로서, 근적외선 반사광이 입사되는 입력측 광섬유(11a~11p)를 32개로 확장할시, 케이싱(10)의 둘레방향으로 36개의 입력측 광섬유(11a~11p)가 접속되므로 드라이버(13)는 서보모터를 정확히 10.5°씩 시계방향(또는 반시계방향)으로 회전되도록 제어하게 된다.
첨부된 도 4는 종래 플라스틱 선별시스템을 보인 참고도로서, 상기한 바의 출력측 광섬유(12)로부터 출사된 근적외선 반사광은 상기 도 4의 기 출원된 플라스틱 선별시스템의 구성요소인 단색광처리부(120)로 전송됨으로써 각각의 입력측 반사광이 선별시스템에 의해 순차적으로 처리 및 분석되어지게 되는 것이다.
이로써, 플라스틱 선별시스템을 16개로 증설하지 않고도 하나의 선별시스템을 이용하여 복수개의 플라스틱 운송라인을 동일시간대에 처리하는 것이 가능하므로, 제반 시스템의 증설비 및 유지보수 및 이에 따른 비용 등의 절감을 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 설치공간도 대폭 줄일 수 있는 이점을 갖게 되는 것이다.
아울러, 본 발명은 상술한 일 실시예의 구성에 한정된 것만은 아니며, 기술적인 사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양한 구성의 변형과 부가가 가능한 것임을 명시하는 바이다.
본 발명 플라스틱 선별장치의 광접속시스템은 특히 많은 양의 플라스틱을 선별 및 처리해야만 하는 폐 플라스틱 재활용분야에서 시스템을 증설시 전체 선별시스템을 복수개로 증설하지 않고도 동일한 작업효율을 얻을 수 있으므로 증설에 따른 설치비용 및 설치공간에 따른 부담이 해소될 뿐만 아니라, 입력측 선로의 확장 및 축소가 얼마든지 용이하므로 매우 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따른 광접속장치를 보인 사시도
도 2는 도 1의 요부 종단면도
도 3은 본 발명이 플라스틱 선별시스템에 적용된 설치예시도
도 4는 종래 플라스틱 선별시스템을 보인 참고도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 케이싱 11a∼11p : 입력측 광섬유
12 : 출력측 광섬유 13 : 드라이버
14 : 구동모터 20 : 전반사미러
30 : 볼록렌즈 32, 40 : 집광수단
101a∼101p : 시료
120 : 단색광 처리부 130 : 증폭기
141 : 아날로그/디지털변환부
142 : 디지털 신호처리부
151 : 컴퓨터 152 : 데이터베이스
153 : 표시부

Claims (5)

  1. 근적외선을 플라스틱 시료에 조사하여 얻어진 근적외선 반사광을 단색광처리부와, 증폭기와, 아날로그/디지털 변환기와, 디지털신호처리부와, 데이터베이스 및 컴퓨터 등에 의해 상기 시료의 오염도를 판별하는 플라스틱 선별시스템에 있어서,
    폐쇄된 원통형상의 케이싱과;
    일측 말단부위가 상기 케이싱의 외주면을 수평관통하여 내부로 진입되어 있으며, 다수개의 플라스틱 시료로부터 얻어진 각각의 근적외선 반사광을 전송하는 다수개의 입력측 광섬유와;
    상기 입력측 광섬유의 일측 말단부위와 상호 대향토록 상기 케이싱의 내부에 위치하며, 입력측 광섬유로부터 출사된 반사광을 수직상방으로 반사하기 위한 전반사미러와;
    상기 전반사미러의 하단에 축결합되어 각각의 입력측 광섬유가 순차적으로 일치되도록 상기 전반사미러를 소정각도로 회전시키는 구동모터와;
    상기 케이싱의 상부를 수직관통하며, 상기 전반사미러와 상호 대향토록 위치하므로써 반사된 근적외선 반사광을 상기 단색광처리부로 전송하기 위한 출력측 광섬유를; 포함하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 입력측 광섬유 및 상기 출력측 광섬유는,
    일측 말단부위에 볼록렌즈를 구비하며, 타측 말단부위에는 오목렌즈와 볼록렌즈로 이루어진 집광수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 입력측 광섬유는, 상기 볼록렌즈를 갖는 일측 말단부위가 상기 전반사 미러와 상호 대향되며, 상기 집광수단을 갖는 타측 말단부위가 상기 시료와 근접하여 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 출력측 광섬유는, 상기 볼록렌즈를 갖는 일측 말단부위가 단색광처리부와 접속되며, 상기 집광수단을 갖는 타측 말단부위가 상기 전반사 미러와 상호 대향토록 이루어진 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 구동모터는, 스텝핑모터 또는 서보모터 또는 인덱스드라이브유니트이며; 상기 입력측 광섬유는, 4개 내지 32개이며; 상기 구동모터는, 일방향으로 10°내지 90°로 회전 및 정지를 연속적으로 실시하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 선별시스템의 광접속장치.
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