KR100538005B1 - 재활용품의 선별 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

스틸(steel)과 알루미늄(aluminum)의 캔류, 유리, 플라스틱, 페트(pet) 및 종이로 구분되는 재활용품을 근접센서A, 근접센서B1 및 B2, 광센서, 및 플라스틱 센서를 포함하는 선별 장치에서 이 재활용품의 물질 특성에 따라서 일괄적으로 선별하는 방법에 관한 것으로, (a)상기 근접센서A에서 검출된 재활용품의 유전율(dielectric constant)에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 상기 재활용품을 페트, 플라스틱 및 종이의 제1군과, 캔류 및 유리의 제2군으로 분리하는 단계; (b)상기 광센서에서 검출된 재활용품의 광투과율에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 재활용품을 페트의 제3군과, 플라스틱의 제4군과, 캔류 및 종이의 제5군으로 분리하는 단계; (c)상기 근접센서B1 및 B2의 온-오프 동작에 근거해서 상기 B1에서 온의 제6군과 오프의 제7군, 상기 B2에서 온의 제8군과 오프의 제9군으로 상기 재활용품을 분리하는 단계; (d)상기 플라스틱 센서의 오-오프 동작에 근거해서 오프의 제10군 및 온의 제11군으로 재활용품을 분리하는 단계; 그리고 (e)상기한 분리 단계들((a)∼(d))을 통해서 획득한 상기 재활용품의 군 조합에 따라서 이 재활용품을 식별하는 단계;를 포함한다.

Description

재활용품의 선별 방법 및 그 장치{Methods for Sorting Recycled Product}
본 발명은 재활용품의 선별 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 재활용품의 물질 특성에 근거해서 재활용품을 선별하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스틸캔(steel can), 알루미늄캔(aluminum can), 병, 플라스틱, 페트병, 종이컵 등은 재활용 쓰레기로 분류되어 있다. 그리고, 이것들은 분리 수거를 해서 배출하거나 수집하여야 한다. 따라서, 공공장소에서는 분리수거를 위해서 금속류, 종이류, 플라스틱류, 유리등의 재활용 쓰레기를 분리해서 담을 수 있는 쓰레기통이 비치되어 있다.
그러나, 이 분리용 쓰레기통들은 같이 비치되어 있기 때문에, 대부분의 사람들은 재활용품에 따라서 쓰레기를 분리하여 버리는 것이 아니라, 쓰레기통의 구분없이 인접한 가까운 쓰레기통을 사용하는 것이 보편적이다. 따라서, 재활용품의 수거 시에 이 쓰레기통에 들어 있는 재활용품을 재차 선별하여 수거해야 됨으로 분리수거의 어려움이 있다.
따라서, 공공 장송에서 종래의 쓰레기통을 대체하면서 재활용품을 분리 수거할 수 있는 장치가 필요하게 되었다. 공공 장소에서 사용 가능한 재활용품 분리 수거장치는 다양한 종류(예, 재질, 형상, 크기등)의 제품에 대해서 적용 가능하여야 하며, 이를 구현하기 위해서는 재활용품 분류를 할 수 있는 검사 장치(sensing apparatus)의 개발이 필수적이다.
외국의 예에서, 노르웨이의 TOMRA사에서 개발한 재활용품 수거 장치는 정해진 재질의 제품에 대해 단순한 온-오프(on-off)식 동작을 하도록 개발되었기 때문에 재활용품의 종류가 종가하면 그에 따라 장치의 수도 증가하여야 하므로 공공 장소와 같은 곳에서는 사용하기가 힘들다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 다양한 종류의 재활용품을 그 물질 특성에 따라서 구별할 수 있는 프로그램에 의해서 구동하는 장치와 그 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 재활용품의 선별방법은, 스틸(steel)과 알루미늄(aluminum)의 캔류, 유리, 플라스틱, 페트(pet) 및 종이로 구분되는 재활용품을 근접센서A, 근접센서B1 및 B2, 광센서, 및 플라스틱 센서를 포함하는 선별 장치에서 이 재활용품의 물질 특성에 따라서 일괄적으로 선별하는 방법에 관한 것으로, (a)상기 근접센서A에서 검출된 재활용품의 유전율(dielectric constant)에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 상기 재활용품을 페트, 플라스틱 및 종이의 제1군과, 캔류 및 유리의 제2군으로 분리하는 단계; (b)상기 광센서에서 검출된 재활용품의 광투과율에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 재활용품을 페트의 제3군과, 플라스틱의 제4군과, 캔류 및 종이의 제5군으로 분리하는 단계; (c)상기 근접센서B1 및 B2의 온-오프 동작에 근거해서 상기 B1에서 온의 제6군과 오프의 제7군, 상기 B2에서 온의 제8군과 오프의 제9군으로 상기 재활용품을 분리하는 단계; (d)상기 플라스틱 센서의 오-오프 동작에 근거해서 오프의 제10군 및 온의 제11군으로 재활용품을 분리하는 단계; 그리고 (e)상기한 분리 단계들((a)∼(d))을 통해서 획득한 상기 재활용품의 군 조합에 따라서 이 재활용품을 식별하는 단계;를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 태양에서, 본 발명은 스틸(steel)과 알루미늄(aluminum)의 캔류, 유리, 플라스틱, 페트(pet) 및 종이로 구분되는 재활용품을 선별하는 장치에 관한 것으로, 상기 재활용품의 유전율에 따라서 고유하게 나타나는 유도전류를 측정해서 아날로그 신호로 발생하는 근접센서A; 상기 재활용품의 광투과율에 따라서 고유하게 나타나는 유도전류를 측정해서 아날로그 신호로 발생하는 광센서; 상기 재활용품의 자성에 의해서 온-오프의 디지털 시그널을 발생해서 상기 캔류를 식별하기 위한 근접센서 B1 및 B2; 상기 재활용품의 광에 대한 편광 정도에 따라서 변화하는 광의 세기에 의해서 온-오프의 디지털 시그널을 발생해서 상기 플라스틱과 페트를 식별하기 위한 플라스틱 센서; 상기 센서들로부터 입력된 시그널을 소정의 크기로 증폭하고 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환해서 마이컴에 입력하는 변환기; 탑재된 프로그램의 알고리즘에 따라서 재활용품이 속하는 군을 결정하고, 이 군의 조합에 의해서 상기 재활용품의 종류를 판단하는 마이컴;을 포함해서 구성된다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다
도 1은 재활용품을 식별하기 위한 장치의 기능적 구성을 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이 식별 장치(100)는 근접센서A(110), 근접센서B1(120) 및 B2(130), 광센서(140), 플라스틱 센서(150) 및 마이컴(170)을 포함해서 구성된다. 그리고, 각 센서들은 변환기(160)에 연결되고, 이 변환기(160)는 다시 마이컴(170)에 연결되도록 구성된다.
일반적으로, 근접센서의 동작은 검출 코일로부터 나오는 고주파 자계속에 검출물이 근접하면 근접속에서 전자유도 현상에 의한 유도 전류가 발생한다. 이 유도전류에 의해서 자계가 발생하고, 이 자계는 검출코일에 의해 자계가 검출물의 접근에 따라 증가하려고 할 때, 그 크기를 감소시키는 방향으로 음직인다. 따라서, 검출코일의 임피던스를 변화시켜 발진주파수에 변화를 가하게 된다.
그런데, 전자유도 현상에 의한 상기 유도 전류는 검출물의 유전율(dielectric constant)에 따라 차이를 나타낸다. 상기 근접센서A(110)는 재활용품으로부터 이 유도전류를 측정한다.
또한, 근접센서는 철과 같은 자성의 금속에 대해서는 발진 주파수가 낮아지는 반면에, 알루미늄과 같은 비자성 금속에 대해서는 발진 주파수가 높아진다. 이같은 현상을 근거로, 상기 근접센서B1 및 B2(120, 130)는 온-오프 재활용품에 따라서 온-오프 신호를 만든다.
광센서는 투광부에서 방사된 펄스가 검출물의 광투과율에 따라 입사광이 증가(또는, 감소)하게 되고, 이 변화한 입사광의 정류신호 레벨이 동작 레벨에 도달하면 출력을 발생하도록 동작한다.
이러한 특성을 이용해서, 본 발명의 광센서(140)는 상기 광투과율에 따라서 변화하는 재활용품마다의 유도전류를 측정한다.
그리고, 상기 플라스틱 센서(150)는 투광부에서 방사된 광이 검출물에 의해서 편광된 정도에 따라 수광부에 도달하는 빛의 세기에 변화가 생겨, 이 변화한 광의 세기에 의해서 온-오프 시그널을 발생한다.
각 센서들이 측정한 데이터는 변환기(160)에 전송된다.
상기 변환기(160)는 입력된 교류 전류의 크기를 증폭해서 디지털 신호로 변환한 후에 상기 마이컴(170)에 입력한다. 그리고, 플라스틱 센서(150) 및 근접센서 B1(120) 및 B2(130)에서 입력된 온-오프 시그널은 디지털 신호로 변환된 후에 상기 마이컴(170)에 입력된다.
상기 마이컴은 입력된 데이터를 근거로 해서 프로그램이 포함하고 있는 알고리즘에 따라서 재활용품의 종류를 선별한다. 이 프로그램에 대한 알고리즘이 도 2에 도시되어 있다.
도 2에서, 각 센서에 표시된 유도전류는 변환기(160)에서 약 500배로 증폭된 것이다. 이 유도전류의 기준은 다수의 실험을 걸쳐 얻어진 값으로, 재활용품의 물질 특성에 따라서 근접센서A(110)와 광센서(140)로부터 측정된 유도전류의 평균값이다.
근접센서A(110)에서 측정된 유도전류 280이하의 재활용품에 대해서, 마이컴(170)은 페트, 플라스틱, 종이의 제1군으로 분리한다. 그리고 3900이상의 재활용품에 대해서, 캔류 및 유리의 제2군으로 분리한다.
또한, 광센서(140)에서, 유도전류 600이하는 페트의 제3군으로 분리하고, 600 내지 3800은 플라스틱의 제4군으로 분리하고, 3800이상에 대해서는 종이 및 캔류를 분리한다.
나머지 센서들은 종래 온-오프 동작에 따른 범위를 600을 기준으로 해서 분리하였다.
상기와 같은 방법으로 각 센서들은 11군으로 나뉘어지고, 재활용품은 이 중 5개의 군에 속하게 된다.
발명자는 수회에 걸친 실험에 의해서,
① 제2군, 제5군, 제6군, 제9군, 제11군에 속하는 재활용품은 알루미늄,
② 제2군, 제5군, 제6군, 제8군, 제11군에 속하는 재활용품은 철,
③ 제1군, 제5군, 제7군, 제9군, 제11군에 속하는 재활용품은 종이
④ 제1군, 제3군, 제7군, 제9군, 제10군에 속하는 재활용품은 페트
⑤ 제1군, 제4군, 제7군, 제9군, 제11군에 속하는 재활용품은 플라스틱
⑥ 제2군, 제3군, 제7군, 제9군, 제11군에 속하는 재활용품은 유리, 라는 사실을 알 수가 있었다. 상기 프로그램은 이 결과를 바탕으로 각 센서들이 재활용품으로부터 획득한 데이터에 근거해서 상기 재활용품의 종류를 판단한다.
도 3에서, 재활용품을 선별하는 과정을 설명한다.
먼저, 각 센서들은 재활용품에 대한 검사를 시작한다(S100). 근접센서A(11) 및 광센서(140)는 재활용품을 검사해서 유전율에 따라서 다르게 나타나는 유도전류를 계측해서 변환기(160)에 입력한다.
그리고, 근접센서B1 및 B2와, 플라스틱 센서는 재활용품을 검사해서 오-오프 시그널을 변환기에 입력한다.
그러면, 변환기(160)는 유도전류의 크기를 증폭해서 디지털 시그널로 변환한 후에 마이컴(170)에 전송한다. 동시에, 온-오프 시그널 역시 마이컴(170)에 전송한다(S200).
마이컴(170)은 각 센서로부터 입력된 유도전류와 온-오프 시그널에 따라서 재활용품이 속하는 군을 결정하고, 상기에서 제시한 알고리즘에 따라서 재활용품의 종류를 판별하게 된다(S300).
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 상기한 문제점들을 해결할 수가 있으며, 재활용품을 단계별로 검사해서 판단하는데 걸리던 종래의 선별 시간보다 짧은 시간에 재활용품을 판별할 수가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다
도 1은 본 발명의 선별장치를 도시한 것이다.
도 2는 재활용품을 선별하는 프로그램의 알고리즘을 도시한 것이다.
도 3은 선별장치가 동작하는 흐름을 도시한 것이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
100 : 선별 장치 110 : 근접센서A 120 : 근접센서B1
130 : 근접센서B2 140 : 광센서 150 : 플라스틱센서
160 : 변환기 170 : 마이컴

Claims (2)

  1. 스틸(steel)과 알루미늄(aluminum)의 캔류, 유리, 플라스틱, 페트(pet) 및 종이로 구분되는 재활용품을 근접센서A, 근접센서B1 및 B2, 광센서, 및 플라스틱 센서를 포함하는 선별 장치에서 이 재활용품의 물질 특성에 따라서 일괄적으로 선별하는 방법에 관한 것으로,
    (a)상기 근접센서A에서 검출된 재활용품의 유전율(dielectric constant)에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 상기 재활용품을 페트, 플라스틱 및 종이의 제1군과, 캔류 및 유리의 제2군으로 분리하는 단계;
    (b)상기 광센서에서 검출된 재활용품의 광투과율에 따라 변화하는 유도전류에 근거해서 재활용품을 페트의 제3군과, 플라스틱의 제4군과, 캔류 및 종이의 제5군으로 분리하는 단계;,
    (c)상기 근접센서B1 및 B2의 온-오프 동작에 근거해서 상기 B1에서 온의 제6군과 오프의 제7군, 상기 B2에서 온의 제8군과 오프의 제9군으로 상기 재활용품을 분리하는 단계;
    (d)상기 플라스틱 센서의 오-오프 동작에 근거해서 오프의 제10군 및 온의 제11군으로 재활용품을 분리하는 단계; 그리고,
    (e)상기한 분리 단계들((a)∼(d))을 통해서 획득한 상기 재활용품의 군 조합에 따라서 이 재활용품을 식별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 재활용품의 식별 방법.
  2. 스틸(steel)과 알루미늄(aluminum)의 캔류, 유리, 플라스틱, 페트(pet) 및 종이로 구분되는 재활용품을 선별하는 장치에 관한 것으로,
    상기 재활용품의 유전율에 따라서 고유하게 나타나는 유도전류를 측정해서 아날로그 신호로 발생하는 근접센서A;
    상기 재활용품의 광투과율에 따라서 고유하게 나타나는 유도전류를 측정해서 아날로그 신호로 발생하는 광센서;
    상기 재활용품의 자성에 의해서 온-오프의 디지털 시그널을 발생해서 상기 캔류를 식별하기 위한 근접센서 B1 및 B2;
    상기 재활용품의 광에 대한 편광 정도에 따라서 변화하는 광의 세기에 의해서 온-오프의 디지털 시그널을 발생해서 상기 플라스틱과 페트를 식별하기 위한 플라스틱 센서;
    상기 센서들로부터 입력된 시그널을 소정의 크기로 증폭하고 아날로그 시그널을 디지털 시그널로 변환해서 마이컴에 입력하는 변환기;
    탑재된 프로그램의 알고리즘에 따라서 재활용품이 속하는 군을 결정하고, 이 군의 조합에 의해서 상기 재활용품의 종류를 판단하는 마이컴;을 포함해서 구성되는 선별 장치.
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