KR20040094808A

KR20040094808A - 금속 식별 장치 및 금속 식별 방법

Info

Publication number: KR20040094808A
Application number: KR10-2004-7014539A
Authority: KR
Inventors: 이리에쇼우이치; 히사즈미다카오; 아라키노리에; 나가시마다카시
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-11-10
Also published as: US20050140974A1; WO2003078985A1; CN1643369A; EP1486772A1; MXPA04008959A

Abstract

본 발명의 금속 식별 장치는 피식별물 사이에서 방전을 일으켜서 상기 피식별물을 여기 발광시키는 방전 전극을 포함하는 아크 방전 장치와, 아크 방전 장치에서 발광한 빛을 집광하는 광 섬유와, 광 섬유로 집광된 빛의 발광 스펙트럼을 측정하는 분광계와, 분광계로 측정된 발광 스펙트럼의 데이터와 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 피식별물의 금속 종류를 식별하는 식별 처리부로서의 퍼스널 컴퓨터와, 피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시키는 파손 처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

금속 식별 장치 및 금속 식별 방법{Metal identifying device and metal identifying method}

최근, 환경 보호, 공해 방지, 및 자원의 재이용을 위해, 사용이 끝난 가전 제품 등의 적절한 처리가 요구된다.

예를 들면, 마그네슘은, 가볍고 튼튼하고, 또한 사출 성형도 가능하기 때문에, 최근, 그 유용성의 장점으로부터 용도가 확대되어, 생산량 및 사용량이 증가하고 있다. 이에 수반하여, 폐기되는 마그네슘의 양도 증가하는 경향이 있다. 마그네슘은 반응성이 높으므로 연소하기 쉽고, 분진의 농도가 높아지면 분진 폭파를 일으킬 위험성이 있다. 따라서, 마그네슘을 일반 폐기물에 혼입하여 파쇄기로 파쇄하면, 폭발할 가능성이 있었다.

또, 분별 회수되면 자원으로서 유효하게 재이용 가능한 철, 구리, 및 알루미늄 등의 금속에 대해서도, 분별하지 않고 일괄 파쇄하여 믹스 메탈로 하고, 고철로서 처리하는 일도 많았다. 이러한 믹스 메탈은 폐기 매립 처분이 되는 경우도 있고, 지구 환경의 악화나 매립 용지의 부족 등의 사회 문제를 초래하고 있었다.

이상과 같은 이유로, 사용이 끝난 가전 제품 등을 처리하는 경우, 일괄 파쇄하기 전에, 제품에 사용되고 있는 금속 종류를 식별하여 분별 회수하는 것이 중요해진다. 종래, 금속의 종류의 식별은 자력과 와전류를 이용하여 철과 알루미늄을 분별하는 정도이며, 예를 들면 마그네슘을 다른 비철금속으로부터 간편한 방법으로 분별할 수는 없었다. 또, 금속의 종류를 고정밀도로 분석하는 방법으로서, X선을 이용하여 결정 구조를 분석하는 X선 회절법이 알려져 있지만, 이 방법은 인체에 유해한 X선을 사용하므로, 실제의 처리 현장에서의 사용은 적당하지 않다.

따라서, 처리 현장에서 금속을 고정밀도로 분별하기 위해서는, 처리 대상인 제품을 분해하여 제조품 번호나 각인 등으로 금속의 종류를 확인하는 방법이나, 또는, 제품의 일부를 절삭하여 발광 분광 분석 장치를 이용하여 시간을 들여서 분석하는 방법 등을 이용하지 않으면 안되었다.

그러나, 제조품 번호 등에 사용되고 있는 금속을 확인하는 방법의 경우, 상당히 손이 많이 가므로, 실제의 처리 현장에서 모든 제품에 대하여 적용하는 것은 곤란하다는 문제가 있었다. 또, 발광 분광 분석 장치를 이용하여 분석하는 방법의 경우, 가전 제품은 금속 표면에 도장 막, 녹, 및 오염 등에 의한 피막(특히 절연 피막)이 형성되어 있는 일이 많기 때문에, 그 절연 피막의 존재에 의해 금속을 여기 발광시키는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

본 발명은 사용이 끝난 가전 제품 등의 처리에 있어서, 처리 대상이 되는 제품에 사용되고 있는 금속을 식별하기 위한 금속 식별 장치 및 금속 식별 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시하는 아크 방전 장치의 I-I 단면도이다.

도 3은 도 2에 도시하는 아크 방전 장치가 피식별물에 접촉한 상태를 도시하는 단면도이다.

도 4는 아크 방전 장치의 대전극의 형상의 예를 설명하는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시 형태 1의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 6은 본 발명의 실시 형태 1의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다.

도 8은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 측면도이다.

도 9는 상처 가공 부재로서 이용하는 커터를 도시하는 측면도이다.

도 10은 상처 가공 부재로서 이용하는 바늘을 도시하는 측면도이다.

도 11은 본 발명의 실시 형태 2의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 12는 본 발명의 실시 형태 2의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 13은 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다.

도 14는 도 13에 도시하는 아크 방전 장치의 II-II 단면도이다.

도 15는 도 14에 도시하는 아크 방전 장치가 피식별물에 접촉한 상태를 도시하는 단면도이다.

도 16은 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다.

도 17은 본 발명의 실시 형태 4의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 18은 본 발명의 실시 형태 4의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 19는 본 발명의 실시 형태 5의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 20은 본 발명의 실시 형태 5의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 21은 본 발명의 실시 형태 6의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 22는 절연 피막 두께와 절연 파괴 전압과의 관계를 나타내는 그래프이다.

도 23은 방전 전극의 위치를 제어하는 기구에 대해서 설명하는 단면도이다.

도 24는 본 발명의 실시 형태 6의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 25는 본 발명의 실시 형태 7의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 26은 광 섬유의 위치를 제어하는 기구에 대해서 설명하는 단면도이다.

도 27은 본 발명의 실시 형태 7의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 28은 본 발명의 실시 형태 8에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다.

도 29는 방전 전극을 클리닝하는 모습을 나타내는 단면도이다.

도 30은 본 발명의 실시 형태 8의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 31은 본 발명의 실시 형태 8의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 32는 본 발명의 실시 형태 9에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물을 식별하는 모양을 도시하는 블록도이다.

도 33은 본 발명의 실시 형태 9의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 34는 본 발명의 실시 형태 10의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

도 35는 본 발명의 실시 형태 11의 금속 식별 장치의 블록도이다.

도 36은 본 발명의 실시 형태 11의 금속 식별 장치의 금속 식별 처리를 나타내는 플로우차트이다.

본 발명의 금속 식별 장치는 피식별물 사이에서 방전을 일으켜서 상기 피식별물을 여기 발광시키는 제1 전극을 포함하는 발광부와, 상기 발광부에서 발광한 빛을 집광하는 집광부와, 상기 집광부에서 집광된 빛의 발광 스펙트럼을 측정하는 분광 측정부와, 상기 분광 측정부에서 측정된 상기 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물을 식별하는 식별 처리부와, 상기 피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시키는 파손 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 금속 식별 방법은 피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시킨 후, 상기 피식별물을 여기 발광시켜서 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 측정하고, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 따르면, 피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시킬 수 있으므로, 피식별물의 표면에 피막, 특히 절연 피막이 존재하는 경우라도, 방전을 일으켜서 피식별물을 여기 발광시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 표면에 도장 막 등의 절연 피막이 있는 금속이어도, 저비용으로 간단하게 금속 종류를 식별할 수 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서는, 상기 발광부가 피식별물 사이에서 방전을 일으켜서 상기 피식별물을 여기 발광시키는 제1 전극과, 상기 피식별물의 여기 발광시에 상기 피식별물에 접촉하도록 설치되고, 또한 첨단부에 돌기를 갖는 제2 전극을 포함하고 있는 것이 바람직하고, 또, 상기 파손 처리부가 상기 제2 전극의 돌기인 것이 바람직하다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하는 경우라도, 제2 전극에 설치된 돌기에 의해, 제2 전극은 그 절연 피막을 관통하여 내부의 금속 부분에 도달할 수 있다. 따라서, 피식별물을 소망의 전위로 설정할수 있고, 제1 전극과의 전위차를 용이하게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 표면에 도장 막 등의 절연 피막이 있는 금속이어도, 저비용으로 간단하게 금속 종류를 식별할 수 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 제2 전극은 첨단부에 돌기를 갖는 분할 전극을 적어도 두개 포함하고 있으며, 상기 분할 전극 간의 도통의 유무를 판정하는 도통 판정부가 추가로 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 제2 전극이 피식별물의 내부의 금속 부분에 도달했는지 아닌지를 판정할 수 있으므로, 보다 확실하게 방전을 일으킬 수 있기 때문이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 소정의 거리로 설정하는 부재로서 이용할 수도 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 파손 처리부는 상기 피식별물의 표면이며 상기 제1 전극과 대향하는 영역의 적어도 일부에, 소정 깊이의 상처를 내는 상처 가공 부재를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 상처 가공 처리부는 상기 발광부와 일체적으로 설치되어 있어도 된다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하는 경우라도, 그 절연 피막에 미리 상처를 내 둠으로써 절연 파괴 전압을 저하시킬 수 있으므로, 방전이 일어나기 쉬워, 금속의 식별이 보다 용이해진다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 피식별물에 소정의 전위를 부여하기 위한 침상 전극을 추가로 포함하고, 상기 침상 전극을 파손 처리부로 해도 된다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하는 경우라도, 침상 전극은 그 절연 피막을 관통하여 내부의 금속 부분에 도달할 수 있으므로, 피식별물을 소망의 전위로 할 수 있다. 이에 의해, 제1 전극과 피식별물과의 전위차를 용이하게 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 표면에 도장 막 등의 절연 피막이 있는 금속이어도, 저비용으로 간단하게 금속 종류를 식별할 수 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 발광부는 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 소정의 거리로 설정하고, 또한 상기 제1 전극의 주위를 포위하도록 설치된, 절연 재료로 이루어지는 커버를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 제1 전극과 피식별물 이외의 금속과의 방전을 방지하여, 제1 전극과 피식별물 사이에서 확실하게 방전을 일으키기 위해서이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 펄스 방전을 발생시키고, 상기 피식별물의 표면이며 상기 제1 전극과 대향하는 영역의 적어도 일부를 제거하는 펄스 방전 회로를 상기 파손 처리부 로 하는 것도 가능하다. 이 경우, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부를 추가로 포함하고, 상기 펄스 방전 회로는 상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 피막의 두께에 따라 인가 전압이 설정하는 것이 바람직하다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하는 경우라도, 미리 펄스 방전에 의해 그 절연 피막을 연소시켜 제거할 수 있으므로, 피식별물의 금속 성분만을 여기 발광시킬 수 있어, 식별 정밀도도 향상한다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부와, 상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 피막의 막 두께에 따라, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 변화시킨,제1 전극-피식별물 간 거리 제어부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하고, 그 절연 피막이 두꺼운 경우라도, 제1 전극과 피식별물과의 거리를 적당히 선택함으로써, 절연 피막에 절연 파괴를 일으켜서 방전을 실현할 수 있다. 이에 의해, 피식별물을 안정적으로 발광시킬 수 있다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부와, 상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 피막의 막 두께에 따라, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 인가하는 전압을 변화시킨, 제1 전극-피식별물 간 전압 제어부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하고, 그 절연 피막이 두꺼운 경우라도, 제1 전극과 피식별물과의 거리를 적당히 선택함으로써, 절연 피막에 절연 파괴를 일으켜서 방전을 실현할 수 있다. 이에 의해, 피식별물을 안정적으로 발광시킬 수 있다.

또, 상기 제1 전극-피식별물 간 거리 제어부 또는/및 상기 제1 전극-피식별물 간 전압 제어부에서 설정된, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리 또는/및 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 인가되는 전압에 따라, 상기 집광부의 위치를 변화시킨, 집광부 위치 제어부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 제1 전극의 위치 변화나 인가 전압의 변화에 의해 발광 위치가 변화하므로, 발광 위치의 변화에 맞춰서 집광부의 위치도 변화시키는 것이 바람직하기 때문이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 제1 전극에 부착된 물질을 제거하는 클리닝부를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이전에 식별한 피식별물의 용융물이 제1 전극에 부착되어 있으면, 정확하게 금속을 식별할 수 없기 때문이다.

또, 상기 클리닝부는 방전시에, 상기 제1 전극에 부착된 물질을 제거하는 에어 블로우를 포함하는 것이 바람직하다. 방전시에 제1 전극의 클리닝도 할 수 있으므로, 식별에 요하는 시간도 단축할 수 있기 때문이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 식별 처리부는 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 격납하는 표준 시료 데이터 격납부와, 상기 분광 측정부에서 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터를 격납하는 측정 데이터 격납부와, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 판단하는 비교 판단부를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 상기 표준 시료의 종류마다 계수하고, 계수 결과에 기초하여 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 예를 들면, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 표준 시료의 종류마다 계수하고, 일치수가 가장 많은 제1 표준 시료를 판정하고, 상기 피식별물의 금속을 상기 제1 표준 시료의 금속이라고 판정하는 것이 바람직하다. 제1 전극에 이전에 식별한 피식별물의 용융물이 부착되어 있는 경우라도, 피크 스펙트럼 파장의 일치수로 금속의 종류를 판단하면, 오판정을 억제할 수 있기 때문이다.

또, 합금을 판단하는 경우에는, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 표준 시료의 종류마다 계수하고, 다른 표준 시료보다도 일치수가 많은 다일치 표준 시료를 적어도 두개 판정하여, 상기 피식별물의 금속을, 상기 다일치 표준 시료의 금속을 포함하는 합금이라고 판정하는 것도 가능하다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 식별 처리부는 기준 금속을 측정하여 얻어진 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과, 상기 표준 시료 데이터 격납부에 격납되어 있는 상기 기준 금속의 발광 스펙트럼 데이터의 피크 스펙트럼 파장과의 차분값을 산출하고, 상기 차분값에 기초하여 발광 스펙트럼 보정 데이터를 작성하는 보정부를 추가로 포함하고, 상기 비교 판단부는 상기 표준 시료 데이터 격납부에 격납된 발광 스펙트럼 데이터 대신에, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와 상기 발광 스펙트럼 보정 데이터를 비교함으로써, 상기 피식별물의 금속 종류를 판단하는 것이 바람직하다. 주위 온도의 변동 등에 의해 피크 스펙트럼 파장이 어긋나는 경우가 있으므로, 이 피크 스펙트럼 파장의 어긋남을 보정하여 보다 정확한 식별을 행하기 위해서이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 측정 데이터 격납부에는, 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터가 격납되어 있고, 상기 비교 판단부는 상기 복수의 데이터로부터 시간의 경과와 함께 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 상기 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 제외하여 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것이 바람직하다. 피막에 의한 오식별을 방지하기 위해서이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 측정 데이터 격납부에는, 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터가 격납되어 있고, 상기 표준 시료 데이터 격납부에는, 상기 피식별물의 피막 종류별의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터가 격납되어 있고, 상기 비교 판단부는 상기 측정 데이터 격납부에 격납된 상기 복수의 데이터로부터 시간의 경과와 함께 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 상기 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장으로부터 상기 피식별물의 피막의 종류를 판단하고, 판단된 상기 피식별물의 피막의 종류에 따른 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 이용하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것이 바람직하다. 피막의 종류마다 고유한 발광 스펙트럼 데이터를 이용하므로, 오식별을 방지할 수 있기 때문이다.

또, 본 발명의 금속 식별 방법에 따르면, 피식별물의 표면에 예를 들면 절연 피막이 존재하는 경우라도, 용이하게 피식별물의 금속 종류를 식별할 수 있다.

본 발명의 금속 식별 방법에 있어서, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정하고, 시간의 경과와 함께 감쇠하는 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 제외한 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것이 바람직하다. 피막의 성분에 의한 오식별을 방지할 수 있기 때문이다.

본 발명의 금속 식별 장치에 있어서, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 단위시간마다 구분하여 복수회 측정하고, 시간의 경과와 함께 감쇠하는 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장으로부터 상기 피식별물의 피막의 종류를 판정하고, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 피막의 종류별로 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것이 바람직하다. 피막의 성분에 의한 오식별을 방지할 수 있기 때문이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시 형태 1)

도 1에, 본 발명의 실시 형태 1에 있어서의 금속 식별 장치(1)를 이용하여 피식별물(50)을 식별하는 모양을 도시한다. 도 2는, 도 1의 I-I 단면도이다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(1)는 아크 방전 장치(발광부)(11)와, 광 섬유(집광부)(12)와, 분광계(분광 측정부)(13)와, 퍼스널 컴퓨터(식별 처리부)(14)를 포함하고 있다. 또한, 금속 식별 장치(1)는 피식별물(50)을 인식하기 위한 화상 인식 장치(도시 생략) 및 아크 방전 장치(11)에 전압을 공급하기 위한 직류 전원(도시 생략)을 포함하고 있다.

아크 방전 장치(11)는 아크 방전에 의해 피식별물(50)에 에너지를 부여하여 피식별물(50)을 여기 발광시키는 장치이다. 아크 방전 장치(11)에는, 본체부(111), 피식별물(50) 사이에서 아크 방전을 일으키기 위한 방전 전극(제1 전극)(112), 및 피식별물(50)을 접지하기 위한 대전극(제2 전극)(113)이 설치되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 방전 전극(112)은 리드 선(116a)을 통하여 직류전원(도시 생략)에 접속되어 있다. 방전 전극(112)에는, 은, 구리, 텅스텐 등의 금속을 이용할 수 있지만, 피크 스펙트럼 파장이 작은 은을 이용하는 것이 바람직하다. 예를 들면 주위 온도 등에 따라서 발광 스펙트럼의 보정을 행하는 경우나, 방전 전극(112)의 오염을 확인하는 경우 등에, 기준이 되는 단일 원소의 표준 샘플(기준 금속)의 발광 스펙트럼을 측정하는 일이 있다. 이 경우에 이용되는 기준 금속으로서는, 피크 스펙트럼 파장이 작은 은이 바람직하다. 방전 전극(112)을 이 기준 금속과 같은 금속으로 함으로써, 기준 금속 이외의 발광 스펙트럼을 고려하지 않아도 되므로, 보다 적당한 보정 등을 행할 수 있다. 이러한 이유에 의해, 방전 전극(112)에 은을 이용하는 것이 바람직하다.

대전극(113)은 방전 전극(112)의 주위를 포위하도록 형성되어 있고, 방전시에 피식별물(50)과 방전 전극(112)과의 갭을 대략 일정하게 하기 위한 커버로서도 기능한다. 또, 대전극(113)은 둘로 분할되어 있고(분할 전극(113a, 113b)), 도 2에 도시하는 바와 같이, 각 분할 전극(113a, 113b)의 첨단부에, 각각 돌기(파손 처리부)(115a, 115b)가 설치되어 있다.

아크 방전 장치(11)에는, 분할 전극(113a, 113b) 사이의 도통의 유무를 판정하는 도통 판정 장치(도통 판정부)(114)가 추가로 설치되어 있다. 도통 판정 장치(114)는 리드 선(116b)을 통하여 분할 전극(113a, 113b) 각각에 접속되어 있다. 도 3은 대전극(113)을 피식별물(50)에 접촉시켜서, 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에서 방전을 행하는 모양을 도시하고 있다. 피식별물(50)에는, 금속부(50b)의 표면에 도장 막, 녹, 및 오염 등으로 이루어지는 피막(50a)이 존재한다. 본 실시형태에서는, 이 피막(50a)이 절연성을 갖는 피막(절연 피막)인 경우에 대하여 설명한다. 대전극(113)은 첨단부에 돌기(115a, 115b)를 갖고 있으므로, 돌기(115a, 115b)로 절연 피막(50a)을 파열시킬 수 있다. 따라서, 대전극(113)의 첨단부는 절연 피막(50a)을 관통하여 금속부(50b)에 도달할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 대전극(113)에 따르면, 표면이 절연 피막(50a)으로 피복된 피식별물(50)이여도, 내부의 금속부(50b)를 접지할 수 있으므로, 피식별물(50)의 금속부(50b)와 방전 전극(112) 사이의 전위차가 커진다. 이 때문에, 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에서 방전이 일어나기 쉬워진다. 이 방전에 의해, 방전 전극(112)과 금속부(50b) 사이에 존재하는 절연 피막(50a)이 연소하여 제거되어, 노출한 금속부(50b)가 여기 발광한다. 한편, 대전극(113)에 설치되는 돌기(115a, 115b)의 형상은 도 2, 3에 도시하는 바와 같이 아래로 향해서 곧장 형성되는 것이어도 되지만, 도 4에 도시하는 바와 같이, 돌기(115a, 115b)의 선단이 내주측으로 기울고, 또한 주위 방향을 따르도록 하는 형상으로 형성되어 있어도 된다. 돌기(115a, 115b)를 이러한 형상으로 하면, 아크 방전 장치(11)를 회전시킴으로써, 돌기(115a, 115b)를 절연 피막(50a)에 진입시켜 확실하게 금속부(50b)에 접촉시킬 수 있기 때문이다.

또, 돌기(115a, 115b)는 금속부(50b)에 접촉시킬 확률을 높이기 위해, 그 수가 많은 편이 바람직하고, 또, 형상은 선단을 향해서 뾰족해 있는 것이 바람직하다.

광 섬유(12)는 아크 방전 장치(11)에서 발광한 빛을 모을 수 있고, 아크 방전 장치(11)의 발광 위치 근방에 배치된다. 본 실시 형태에 있어서는, 광 섬유(12)는 아크 방전 장치(11)의 대전극(113)에 고정되어 있다.

분광계(13)는 광 섬유(12)에서 집광된 빛을 이용하여, 발광 스펙트럼을 측정한다.

퍼스널 컴퓨터(14)는 분광계(13)에 의해 얻어진 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납되어 있는 각종 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교 대조하여, 피식별물(50)의 금속 종류를 식별한다.

다음에, 금속 식별 장치(1)의 금속 식별 처리 동작에 대해서, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다. 도 5는 금속 식별 장치(1)의 블록도이며, 도 6은 금속 식별 장치(1)의 동작을 나타내는 플로우차트이다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물(50)을 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아서 아크 방전 장치(11)를 피식별물(50) 상에 설치하고, 또한, 도통 판정 장치(114)에 의해 분리 전극(113a, 113b) 사이의 도통의 유무가 판정된다(단계 S1 및 단계 S2).

분할 전극(113a, 113b) 사이의 도통이 확인되면, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S3), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에 전압이 인가되어 아크 방전이 일어난다(단계 S4).

아크 방전으로 얻어진 빛은 광 섬유(12)를 경유하여 분광계(13)로 송출된다. 분광계(13)로, 피식별물(50)의 발광 스펙트럼이 측정된다. 측정된 발광 스펙트럼으로부터 스펙트럼 데이터가 얻어지고(단계 S5), 이 스펙트럼 데이터가 퍼스널 컴퓨터(14)의 측정 데이터 격납 메모리(측정 데이터 격납부)(144) 내에 격납된다. 이하, 피식별물(50)의 발광에 의해 얻어진 발광 스펙트럼의 데이터를, 측정 스펙트럼 데이터라고 한다.

측정 스펙트럼 데이터와, 스펙트럼 데이터베이스(표준 시료 데이터 격납부)(143)의 표준 시료의 스펙트럼 데이터가 연산 처리 회로(비교 판단부)(141)에서 비교되고, 피식별물(50)의 금속 종류가 식별된다(단계 S6). 또, 측정 스펙트럼 데이터가 취득된 후, 직류 전원(15)의 스위치는 오프가 된다(단계 S7). 표준 시료의 스펙트럼 데이터는 퍼스널 컴퓨터(14) 내의 스펙트럼 데이터베이스(143)에 미리 격납되어 있다. 식별 결과가 퍼스널 컴퓨터(14)의 디스플레이(142)에 표시되고(단계 S8), 금속 식별 처리 동작이 종료한다.

다음에, 측정 스펙트럼 데이터와 표준 시료의 스펙트럼 데이터를 비교하여 피식별물(50)의 금속 종류를 식별하는 방법에 대해서, 구체적으로 설명한다.

본 실시 형태에 있어서는, 스펙트럼 데이터베이스(143)에 표준 시료의 스펙트럼 데이터가 격납되고 있다. 구체적으로는, 표준 시료의 스펙트럼 데이터로서, 가전 제품 등에 포함되는 분별 회수가 필요한 각 금속 원소의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장이 나타나고 있다. 이하에, 스펙트럼 데이터베이스(143)에 격납되어 있는 데이터 예를 나타낸다. 한편, 본 예에서는, 파장 범위 250㎚∼400㎚에 있어서의 피크 스펙트럼 파장을 나타내고 있다.

[스펙트럼 데이터베이스]

금속의 종류 피크 스펙트럼의 파장(㎚)

은 328.068, 337.7690

알루미늄 265.249, 266.039, 308.216, 309.271, 309.284,

394.403, 396.153

마그네슘 279.553, 280.270, 309.299, 309.690, 382.935, 383.231

구리 261.837, 276.637, 282.437, 296.117, 324.754, 327.396

아연 368.347, 334.593, 334.557, 334.502, 330.294, 328.233

납 373.995, 367.150, 357.273, 326.235, 324.019, 322.054

주석 321.868, 314.181, 303.278, 291.354, 285.062

인 382.744, 337.110, 336.443, 334.770, 317.514

금속의 종류를 판별할 때는, 측정 스펙트럼 데이터로부터 얻어지는 피식별물(50)의 피크 스펙트럼 파장과, 스펙트럼 데이터베이스(143) 내의 각 금속 원소의 피크 스펙트럼 파장을 비교 대조하여, 금속 원소마다 피크 스펙트럼 파장의 일치수를 계수한다. 예를 들면, 피식별물의 피크 스펙트럼 파장이 261.837, 276.637, 282.437, 및 308.216㎚인 경우, 이 피식별물(50)의 피크 스펙트럼 파장은 구리의 피크 스펙트럼 파장과 3개 일치하고, 알루미늄의 피크 스펙트럼 파장과 1개 일치한다. 이와 같이, 피식별물(50)의 피크 스펙트럼 파장과 각 금속 원소의 피크 스펙트럼 파장이 일치하는 개수를 계수하고, 피식별물을, 피크 스펙트럼 파장의 일치하는 개수가 보다 많은 금속에 속하고 있다고 판단한다.

이상과 같이, 피크 스펙트럼 파장의 일치수를 이용하여 금속 종류를 식별하는 방법은 다음과 같은 이유로 바람직하다. 예를 들면, 방전 전극(112)의 표면에이전 식별 측정한 피식별물의 용융물이 부착되어 있는 경우, 아크 방전에 의해 이 용융물이 발광 스펙트럼을 발생시키는 일이 있다. 이 용융물은 방전 전극(112)의 표면에 부착되어 있기 때문에, 미량이어도 발광 효율이 높고, 그 때문에 피크 강도가 커진다. 따라서, 피크 강도만으로 금속 종류를 판단하면, 금속 종류의 판정을 잘못할 가능성이 있다. 이러한 오판정을 방지하기 위해서는, 최대 피크 강도로 판단하는 것보다도, 피크 스펙트럼 파장의 일치수로 판단하는 편이 바람직하고, 보다 신뢰성이 높은 결과가 얻어진다.

또, 피크 스펙트럼 파장의 일치수에 의해 금속 종류를 식별하는 방법을 이용하여, 합금을 식별하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 우선, 피크 스펙트럼 파장의 일치수가 가장 많은 제1 금속을 판단하고, 다음에, 이 제1 금속을 제외한 다른 금속의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 계수하여, 그 일치수가 가장 많은 제2 금속을 판단한다. 이 결과에 의해, 피식별물(50)의 금속을, 제1 금속 및 제2 금속의 합금이라고 판단할 수 있다.

또, 주위 온도가 변동하면 공기에 대한 빛의 굴절률이 변화하고, 얻어지는 피크 스펙트럼 파장이 변화한다. 그래서, 스펙트럼 데이터베이스(143)에 격납된 데이터를 보정하는 보정부를 설치하고, 보정된 데이터를, 별도 설치한 보정용 데이터 메모리 등에 격납해 둔다. 피식별물(50)의 식별시에는, 보정용 데이터 메모리 등에 격납된 보정 후의 데이터를 이용한다. 이 경우, 피식별물(50)의 측정 전에, 기준이 되는 단일 원소의 표준 샘플(기준 금속)을 아크 방전하고, 표준 샘플의 피크 스펙트럼 파장과 스펙트럼 데이터베이스(143)에 격납된 해당하는 단일 원소의피크 스펙트럼 파장과의 차분값을 구해 둔다. 이 차분값을 보정량으로 하여, 스펙트럼 데이터베이스(143)에 격납되어 있는 각 원소의 피크 스펙트럼 파장을 보정하여, 발광 스펙트럼 보정 데이터라고 한다. 한편, 이용되는 표준 샘플은, 방전 전극(112)과 같은 금속인 것이 바람직하다. 이것은 아크 방전에 의해 얻어지는 발광 스펙트럼으로서, 방전 전극(112)에 이용되고 있는 금속의 피크 스펙트럼 파장밖에 나타나지 않으므로, 데이터의 보정이 용이해지기 때문이다.

(실시 형태 2)

도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 있어서의 금속 식별 장치(2)를 이용하여 피식별물(50)을 식별하는 모양을 도시하는 사시도이다. 또, 도 8은 도 7과 마찬가지로, 식별시의 모양을 도시하는 측면도이다.

본 실시 형태의 금속 식별 장치(2)는 아크 방전 장치(11)와, 광 섬유(12)과, 분광계(13)와, 퍼스널 컴퓨터(14)와, 드릴(파손 처리부(상처 가공 부재))(17)을 포함하고 있다. 또한, 금속 식별 장치(2)는 피식별물(50)을 인식하기 위한 화상 인식 장치(도시 생략) 및 아크 방전 장치(11)에 전압을 공급하기 위한 직류 전원(도시 생략)을 포함하고 있다.

드릴(17)은 지지대(18) 상에 배치되어서 컨베어(19)를 통하여 반송되어 온 피식별물(50)에 대하여 상처를 내기 위해서 설치되어 있고, 아크 방전 장치(11)보다도 반송 방향 상류측에 배치된다. 드릴(17)은 피식별물(50)에 있어서, 아크 방전시에 방전 전극(112)에 대향하는 영역의 적어도 일부에, 금속이 노출하는 정도 깊이의 상처를 낸다. 한편, 상처 가공 부재로서, 드릴(17) 대신에, 도 9에 도시하는 커터(20)나 도 10에 도시하는 바늘(21) 등을 이용하는 것도 가능하다.

아크 방전 장치(11)는 피식별물(50)의 상처가 가공된 부분과 방전 전극(112)을 대향시켜서, 방전을 발생시킨다. 한편, 본 실시 형태에 있어서의 아크 방전 장치(11)는 실시 형태 1에서 설명한 아크 방전 장치와 대략 마찬가지의 구성이지만, 대전극(113)이 둘로 분할되고 있지 않고, 그 선단에 돌기가 형성되어 있지 않은 점과, 도통 판정 장치가 설치되어 있지 않은 점이 상이하다.

도 3에 도시한 바와 같이, 피식별물(50)에는, 금속부(50b)의 표면에 도장 막, 녹, 및 오염 등으로 이루어지는 절연 피막(50a)이 존재한다. 그래서, 금속부(50b)의 발광을 일으키기 쉽게 하기 위해서, 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에, 절연 피막(50a)의 절연 파괴 전압보다도 큰 전압을 인가하는 것이 바람직하다.

그러나, 피식별물(50)을 접지하기 위한 대전극(113)은 절연 피막(50a)을 통하여 금속부(50b)에 접속되므로, 금속부(50b)와 방전 전극(112)과의 전위차를 크게 하는 것도 곤란하다.

그래서, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(2)에 있어서는 아크 방전 장치(11)에 의해 아크 방전시키기 전에, 피식별물(50)의 절연 피막(50a)의 표면에 상처를 내고, 절연 피막(50a)의 절연 파괴 전압을 저하시키고 있다. 이에 의해, 절연 피막(50a)으로 피복된 피식별물(50)이여도, 피식별물(50)과 방전 전극(112) 사이에 큰 전압을 인가하는 일 없이, 방전을 발생시킬 수 있다. 이 방전에 의해, 방전 전극(112)과 금속부(50b) 사이에 존재하는 절연 피막(50a)이 연소하여 제거되어, 노출한 금속부(50b)가 여기 발광한다.

다음에, 금속 식별 장치(2)의 금속 식별 처리 동작에 대해서, 도 11 및 도 12를 참조하면서 설명한다. 도 11은 금속 식별 장치(2)의 구성을 도시하는 블록도이며, 도 12는 금속 식별 장치(2)의 처리 동작을 나타내는 플로우차트이다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물(50)을 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 드릴 구동 장치(22)에 의해 드릴(17)을 구동하여 피식별물(50)의 표면에 상처를 가공한다(단계 S11 및 단계 S12).

다음에, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S13), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에 전압이 인가되어서 아크 방전이 일어난다(단계 S14).

그 후의 처리 동작(단계 S15∼단계 S18)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S5∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 3)

도 13에, 본 발명의 실시 형태 3에 있어서의 금속 식별 장치(3)를 이용하여 피식별물(50)을 식별하는 모양을 도시한다. 도 14는 도 13의 II-II 단면도이다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(3)는 아크 방전 장치(11)와, 광 섬유(12)과, 분광계(13)와, 퍼스널 컴퓨터(14)를 포함하고 있다. 또한, 금속 식별 장치(3)는 피식별물(50)을 인식하기 위한 화상 인식 장치(도시 생략) 및 아크 방전 장치(11)에 전압을 공급하기 위한 직류 전원(도시 생략)도 포함하고 있다.

본 실시 형태의 금속 식별 장치(3)는 실시 형태 2에서 설명한 금속 식별 장치(2)와 마찬가지로, 피식별물(50)의 표면에 상처를 내기 위한 상처 가공 부재(117)가 설치되어 있지만, 이 상처 가공 부재(117)가 아크 방전 장치(11)와 일체적으로 설치되어 있는 점에서 상이하다. 본 실시 형태에 있어서의 아크 방전 장치(11)에는, 본체부(111), 방전 전극(112), 및 대전극(113)이 설치되어 있다. 대전극(113)은 방전 전극(112)의 주위를 포위하도록 형성되어 있고, 방전시에 피식별물(50)과 방전 전극(112)과의 갭을 대략 일정하게 하기 위한 커버로서도 기능한다. 한편, 본 실시 형태에 있어서의 대전극(113)은 실시 형태 2의 금속 식별 장치(2)와 마찬가지로, 둘로 분할되고 있지 않고, 그 선단에 돌기도 설치되어 있지 않다.

도 14에 도시하는 바와 같이, 상처 가공 부재(117)는 상처를 내기 위한 날(117a)과, 날(117a)을 수용하는 수용부(117b)로 형성되어 있다. 날(117a)은 피식별물(50)의 표면에 상처를 낼 때 이외는 수용부(117b) 내에 수용되어 있다.

도 15는 대전극(113)을 피식별물(50)에 접촉시켜서, 피식별물(50)의 방전을 행하는 모양을 도시하고 있다. 피식별물(50)의 표면에 있어서, 방전시에 방전 전극(112)과 대향하는 영역의 일부에, 상처 가공 부재(117)에 의해 상처(50c)가 형성된다. 이렇게 방전 전에 상처(50c)를 남겨서 내측의 금속부(50b)의 일부를 노출시켜 둠으로써, 절연 피막(50a)의 절연 파괴 전압이 저하한다. 따라서, 절연 피막(50a)으로 피복되어 있는 피식별물(50)이어도, 피식별물(50)과 방전 전극(112) 사이에서 방전을 일으켜서 피식별물(50)의 금속을 발광시킬 수 있다. 한편, 금속 식별 장치(3)의 금속 식별 처리 동작은, 금속 식별 장치(2)의 경우와 대략 동일하기때문에, 여기서는 설명을 생략한다.

(실시 형태 4)

도 16에, 본 발명의 실시 형태 4에 있어서의 금속 식별 장치(4)를 이용하여, 피식별물(50)을 식별하는 모양을 도시한다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(4)는 아크 방전 장치(11)와, 광 섬유(12)과, 분광계(13)와, 퍼스널 컴퓨터(14)와, 전극부(23)를 포함하고 있다. 또한, 금속 식별 장치(4)는 피식별물을 인식하기 위한 화상 인식 장치(도시 생략) 및 아크 방전 장치(11)에 전압을 공급하기 위한 직류 전원(도시 생략)을 포함하고 있다.

아크 방전 장치(11)에는, 본체부(111), 방전 전극(112), 및 커버(118)가 설치되어 있다. 커버(118)는 절연 재료로 이루어지고, 방전 전극(112)의 주위를 포위하도록 형성되어 있다. 또한, 커버(118)는 방전시에 피식별물(50)과 방전 전극(112)과의 갭을 대략 일정하게 하는 기능, 및 광 섬유(12)를 고정하는 기능도 갖는다.

전극부(23)는 방전시에 피식별물(50)을 접지하기 위해서 설치된 대전극이며, 접지선(24)에 접속된 프로브(침상 전극)(23a)와, 프로브(23a)를 제어하는 프로브 제어 장치(23b)로 형성되어 있다. 프로브 제어 장치(23b)로서는, 예를 들면, 에어 실린더 또는 모터를 사용한다.

프로브(23a)에 의하면, 피식별물(50)을 접지할 때, 피식별물(50) 표면의 절연 피막을 파열시킬 수 있다. 따라서, 프로브(23a)의 선단은 절연 피막을 관통하여 내부의 금속부에 도달할 수 있다. 이와 같이, 프로브(23a)에 의하면, 표면이절연 피막으로 피복되어 있는 피식별물(50)이여도 내부의 금속부를 접지할 수 있으므로, 피식별물(50)의 금속부와 방전 전극(112) 사이의 전위차가 커지고, 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에서 방전이 일어나기 쉬워진다. 이 방전에 의해, 방전 전극(112)과 피식별물(50)의 금속부 사이에 존재하는 절연 피막이 연소하여 제거되어, 노출한 금속부가 여기 발광한다.

또, 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(113)이 절연 재료로 이루어지는 커버(118) 로 포위되어 있고, 커버(118)의 외측에 프로브(23a)가 배치되므로, 방전 전극(113)과 프로브(23a)와 사이에서의 방전을 억제할 수 있다.

다음에, 금속 식별 장치(4)의 금속 식별 동작에 대해서, 도 17 및 도 18을 참조하면서 설명한다. 도 17은 금속 식별 장치(4)의 구성을 도시하는 블록도이며, 도 18은 금속 식별 장치(4)의 처리 동작을 나타내는 플로우차트이다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물(50)을 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 프로브 제어 장치(23b)에 의해 프로브(23a)를 피식별물(50)의 위치까지 하강시킨다(단계 S21 및 단계 S22).

프로브(23a)가 피식별물(50)에 접촉한 것이 확인된 후, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S23), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에 전압이 인가되어서 아크 방전이 일어난다(단계 S24).

그 후의 처리 동작(단계 S25∼단계 S28)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S5∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 5)

도 19에, 본 발명의 실시 형태 5에 있어서의 금속 식별 장치(5)의 블록도를 나타낸다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(5)는 실시 형태 4에서 설명한 금속 식별 장치(4)와 대략 마찬가지의 구성이지만, 피식별물의 절연 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치(25)가 설치되어 있는 점과, 아크 방전 장치(11)의 내부 구성이 다른 점이 상이하다. 금속 식별 장치(5)에 있어서는 아크 방전을 행하기 전에 펄스 방전에 의해 피식별물의 절연 피막의 일부를 제거하고, 피식별물의 금속 성분만을 아크 방전에서 발광시키기 위해서, 아크 방전 장치(11)가 펄스 방전 회로(119), 아크 방전 회로(120), 및 회로 전환 장치(121)를 포함하고 있다. 다시 말해, 프로브(23a)와 함께, 펄스 방전 회로(119)도, 피식별물(50)의 표면의 적어도 일부를 파손시키는 파손 처리부로서 기능한다. 또, 퍼스널 컴퓨터(14)에는, 막 두께 측정 장치(25)의 측정 결과에 따라 펄스 방전시의 인가 전압을 설정하기 위해서, 전원 전압 데이터베이스(145)가 포함되어 있다.

이상과 같은 금속 식별 장치(5)에 따르면, 아크 방전에서 피식별물을 발광시키기 전에 미리 절연 피막이 제거되므로, 피식별물의 금속 성분만을 여기 발광시킬 수 있다. 이에 의해, 표면에 절연 피막이 존재하는 피식별물이여도 식별 가능해진다는 효과에 덧붙여, 식별 정밀도가 향상한다는 효과도 얻어진다.

이하에, 도 19의 블록도와 함께, 도 20에 나타내는 플로우차트도 참조하면서, 금속 식별 장치(5)의 금속 식별 동작에 대해서 설명한다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물의 존재를 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 프로브 제어 장치(23b)에 의해 프로브(23a)를 피식별물의 위치까지 하강시킨다(단계 S31 및 단계 S32).

다음에, 막 두께 측정 장치(25)에 포함되는 막 두께 측정용 프로브(도시 생략)를 모터 등으로 하강시켜서, 피식별물의 절연 피막의 막 두께를 측정한다(단계 S33).

막 두께 측정 장치(25)의 측정 결과로부터, 전원 전압 데이터베이스(145)에 기초하여 펄스 방전시의 인가 전압을 결정한다(단계 S34). 그 후, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S35), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물 사이에 전압이 인가되어서 펄스 방전이 일어난다(단계 S36). 이 펄스 방전에 의해, 피식별물의 절연 피막의 일부가 제거된다.

그 후, 회로 전환 장치(121)에 의해, 펄스 방전 회로(119)로부터 아크 방전 회로(120)에 전환된다. 그 후의 처리 동작(단계 S37∼단계 S41)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S4∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 단, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(5)에 있어서는, 최후로 회로 전환 장치(121)로 펄스 회로로 전환하여 둔다(단계 S42). 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 6)

도 21에, 본 발명의 실시 형태 6에 있어서의 금속 식별 장치(6)의 블록도를나타낸다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(6)는 실시 형태 4에서 설명한 금속 식별 장치(4)와 대략 마찬가지의 구성이지만, 피식별물의 절연 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정 장치(25)가 설치되어 있는 점과, 아크 방전 장치(11)의 내부 구성이 다른 점이 상이하다.

금속 식별 장치(6)에 있어서는, 막 두께 측정 장치(25)의 측정 결과에 기초하여, 방전 전극(113)의 위치 및 아크 방전시에 방전 전극(113)에 인가되는 전압이 제어된다. 아크 방전 장치(11)에는, 방전 전극(113)의 위치를 제어하기 위한 전극 제어 장치(제1 전극-시료 간 거리 제어부)(123)가 포함되어 있다.

일반적으로, 피식별물의 절연 피막이 두꺼워짐에 따라 절연 파괴 전압이 높아지므로, 아크 방전에 의한 피식별물의 여기 발광이 일어나기 어려워진다. 도 22에 도시하는 바와 같이, 절연 피막의 막 두께가 커짐에 따라, 절연 파괴 전압이 커진다. 또, 도 22로부터, 절연 피막의 두께가 같으면, 방전 전극(113)과 피식별물과의 갭이 작을수록 절연 파괴 전압이 작아지는 것도 확인할 수 있다. 그래서, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(6)는 절연 피막이 두꺼운 경우에 방전 전극(113)과 피식별물과의 갭이 작아지도록, 방전 전극(113)의 위치를 제어한다. 또한, 아크 방전시의 인가 전압도 제어 가능으로 함으로써, 보다 안정적인 식별을 행하는 것이 가능해진다.

다음에, 도 23을 이용하여, 아크 방전 장치(11)에 있어서의 방전 전극(113)의 위치를 제어하는 기구에 대해서 설명한다. 아크 방전 장치(11)에는, 본체부(111) 상에 모터 부착 금구(123)가 설치되고, 모터(124)가 부착되어 있다. 모터(124)가 구동하면 나사부를 갖는 모터 회전축(M)이 회전하고, 그것에 따라 조인트(125)가 상하로 이동한다. 조인트(125)는 적어도 2개의 부분으로 구성되어 있다. 모터 회전축(M)과 접속되는 조인트(125A)는 내구성을 고려하여 금속으로 형성되어 있다. 한편, 방전 전극(112)과 접속하는 부분인 조인트(125B)는 절연물로 형성되어 있다. 또, 도면 중 126은 방전 전극(112)에 접속되는 리드 선(116a)을 아크 방전 장치(11)로부터 외부로 인출하기 위한 공간이다.

이하에, 도 21의 블록도와 함께, 도 24에 나타내는 플로우차트도 참조하면서, 금속 식별 장치(6)의 식별 동작에 대해서 설명한다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물의 존재를 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 프로브 제어 장치(23b)에 의해 프로브(23a)를 피식별물의 위치까지 하강시킨다(단계 S41 및 단계 S42).

다음에, 막 두께 측정 장치(25)에 포함되는 막 두께 측정용 프로브(도시 생략)를 모터 등으로 하강시켜서, 피식별물의 절연 피막의 막 두께를 측정한다(단계 S43).

다음에, 절연 피막의 막 두께가 75㎛ 미만인지 아닌지 판단하여(단계 S43), 절연 피막의 막 두께가 75㎛ 미만인 경우는, 인가 전압 10㎸의 때에 방전 전극(112)과 피식별물과의 갭이 1㎜ 이상에서 방전 가능한지 아닌지 판정한다(단계 S44). 갭이 1㎜ 이상에서 방전 가능하다고 판단한 경우는, 인가 전압 10㎸로 방전 가능한 거리까지 방전 전극(113)을 하강시킨다(단계 S45). 갭이 1㎜ 이상에서 방전 불가능하다고 판단한 경우, 갭 1㎜의 위치까지 방전 전극(113)을 하강시키고(단계 S46), 추가로 방전 가능한 전압으로 인가 전압을 변경한다(단계 S47). 한편, 여기서 판단 기준으로서 이용한 수치(막 두께 75㎛, 갭 1㎜, 인가 전압 10㎸)는 일례이며, 다른 수치를 판단 기준으로서 이용하는 것도 가능하다. 또, 인가 전압은 연산 처리 회로(141)에서 제어되어 있다.

그 후, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S48), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물 사이에 설정된 전압이 인가되어서, 아크 방전이 일어난다(단계 S49). 측정 스펙트럼 데이터를 얻고 나서 이후의 처리 동작(단계 S50∼단계 S53)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S5∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 단, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(6)에 있어서는, 처리 종료 전에 방전 전극(112)의 위치와 인가 전압의 값을 초기 상태로 복귀한다(단계 S54 및 단계 S55). 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 7)

도 25에, 본 발명의 실시 형태 7의 금속 식별 장치(7)의 블록도를 나타낸다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(7)는 실시 형태 5에서 설명한 금속 식별 장치(6)와 대략 마찬가지의 구성이지만, 광 섬유(12)가 아크 방전 장치(11)에 대하여 위치 변경 가능하게 고정되고, 방전 전극(112)의 위치에 따라 광 섬유(12)의 위치를 변화시키는 광 섬유 제어 장치(집광부 위치 제어부)(26)가 추가로 설치되어 있는 점에서 상이하다.

금속 식별 장치(7)에 있어서는, 피식별물의 절연 피막의 두께에 따라, 방전 전극(112)의 위치 및 아크 방전시의 인가 전압이 변경된다. 이렇게 방전 전극의 위치나 인가 전압이 변경되면, 아크 방전시의 발광 위치도 변화한다. 그래서, 금속 식별 장치(7)는 발광 위치의 변화에 따라 광 섬유(12)의 위치를 변화시킨다. 예를 들면, 방전 전극(112)의 위치와 인가 전압과의 조합 각각에 대하여 가장 광 강도가 높은 발광 위치를 기록한 데이터베이스 등을 이용함으로써, 광 섬유(12)의 위치를 변화시킨다. 이에 의해, 광 섬유(12)에서 집광되는 광량이 증가하므로, 분광계(13)에 입력되는 광 강도가 커져, 보다 정밀도의 높은 식별을 행할 수 있다.

다음에, 도 26을 이용하여, 아크 방전 장치(11)에 대하여 광 섬유(12)의 위치(본 실시 형태에 있어서는 경사각)를 변화시키는 기구에 대해서 설명한다. 한편, 방전 전극(112)의 위치를 제어하는 기구는 금속 식별 장치(6)의 경우와 마찬가지이다. 아크 방전 장치(11)의 본체부(111)의 측면에, 모터 부착 금구(127)가 고정되어 있다. 모터 부착 금구(127)에 모터(128)가 부착되어 있다. 모터(128) 및 광 섬유(12)는 조인트(129)를 통하여 서로 결합하고 있어, 모터(128)에 의해 조인트(129)가 회전하고, 이에 따라 광 섬유(12)가 회전하여 각도 조정된다.

이하에, 도 25의 블록도와 함께, 도 27에 나타내는 플로우차트도 참조하면서, 금속 식별 장치(7)의 식별 동작에 대해서 설명한다.

처리 개시로부터 광 섬유(12)의 위치 변경을 하기까지의 처리 동작(단계 S61∼단계 S66)은 실시 형태 6에서 설명한 금속 식별 장치(6)의 처리 동작(단계 S41∼단계 S46)과 같다. 다음에, 광 섬유 제어 장치(26)(모터(128) 및 조인트(129))에의해, 방전 전극(112)의 위치 및 인가 전압에 따라서, 광 섬유(12)의 위치 변경(각도 조정)이 행하여진다(단계 S68). 이것 이후의 처리 동작(단계 S69∼단계 S74)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S3∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 단, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(7)에 있어서는, 처리 종료 전에 방전 전극(112)의 위치와, 광 섬유(12)의 위치와, 인가 전압의 값을, 초기 상태로 복귀한다(단계 S75∼단계 S77). 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 8)

도 28에, 본 발명의 실시 형태 8에 있어서의 금속 식별 장치를 이용하여 피식별물(50)을 식별하는 모양을 도시한다. 도 29는 방전 전극(112)을 클리닝하는 모습을 나타낸다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(8)는 아크 방전 장치(11)와, 광 섬유(12)과, 분광계(13)와, 퍼스널 컴퓨터(14)와, 전극부(23)와, 방전 전극(112)을 클리닝하기 위한 회전 브러시(클리닝부)(27)와, 회전 브러시(27)를 회전시키는 회전 브러시 제어 장치(클리닝부)(28)를 포함하고 있다. 금속 식별 장치(8)는 또한, 피식별물을 인식하기 위한 화상 인식 장치(도시 생략), 아크 방전 장치(11)에 전압을 공급하기 위한 직류 전원(도시 생략), 및 아크 방전 장치(11)를 소정의 위치로 이동시키는 로보트 암 등의 아크 방전 장치용 제어 장치(도시 생략)를 포함하고 있다. 32는 기준 금속이다.

금속 식별 장치(8)는 피식별물의 식별 처리를 행할 때에 필요하다고 판단되면, 도 29에 도시하는 바와 같이 방전 전극(112)의 첨단부를 회전 브러시로 연마하고, 전극에 부착되어 있는 성분을 제거한다. 이에 의해, 방전 전극(112)에 부착된 성분 때문에 발생하는 오식별을 방지할 수 있다.

다음에, 금속 식별 장치(8)의 식별 동작에 대해서, 도 30 및 도 31을 참조하면서 설명한다. 도 30은 금속 식별 장치(8)의 구성을 도시하는 블록도이며, 도 31은 금속 식별 장치(8)의 처리 동작을 나타내는 플로우차트이다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물(50)의 존재를 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 기준 금속(32)의 위치까지 아크 방전 장치(11)를 이동시킨다(단계 S81 및 단계 S82).

다음에, 화상 인식 장치(16)에 의해 기준 금속(32)을 확인한 후, 프로브(23a)를 하강시켜, 프로브(23a)를 기준 금속(32)에 접촉시킨다(단계 S83 및 단계 S84).

다음에, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S85), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 기준 금속(32) 사이에 전압이 인가되어서 아크 방전이 일어난다(단계 S86).

아크 방전으로 얻어진 빛은 광 섬유(12)를 경유하여 분광계(13)로 송출되어, 기준 금속(32)의 발광 스펙트럼이 측정된다. 측정된 발광 스펙트럼으로 측정 스펙트럼 데이터가 얻어진다(단계 S87). 이 측정 스펙트럼 데이터가 퍼스널 컴퓨터(14)의 측정 데이터 격납 메모리(145) 내에 격납된다.

측정 스펙트럼 데이터가 기준 금속(32)의 스펙트럼만을 포함하고 있는지 아닌지를 판단한다(단계 S88). 기준 금속(32)의 스펙트럼 이외의 스펙트럼을 포함한다고 판단된 경우, 아크 방전 장치(11)를 회전 브러시(27)의 위치까지 이동시켜서(단계 S89), 회전 브러시(27)에 의해 방전 전극(112)을 연마하여 부착물을 제거한다(단계 S90).

기준 금속(32)의 스펙트럼 이외의 스펙트럼이 포함되지 않는다고 판정한 경우, 아크 방전 장치(11)를 피식별물(50)의 위치까지 이동시킨다(단계 S91). 프로브(23a)를 하강시켜, 피식별물(50)에 접촉시킨다(단계 S92). 이것 이후의 처리 동작(단계 S93∼단계 S97)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S4∼단계 S7)과 동일하기 때문에, 그 설명을 생략한다. 단, 본 실시 형태의 금속 식별 장치(8)에 있어서는, 최후로 아크 방전 장치(11)를 원점으로 이동시켜 두다(단계 S98). 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 9)

도 32는 본 발명의 실시 형태 9의 금속 식별 장치(9)의 블록도이다. 본 실시 형태의 금속 식별 장치(9)에는, 방전 전극(11)을 클리닝하기 위한 클리닝부로서, 에어 블로우(30) 및 에어 블로우 제어 장치(31)가 포함되어 있다. 이 에어 블로우(30) 및 에어 블로우 제어 장치(31)를 아크 방전 장치(11)에 고정하여, 방전 중에 피식별물(50)의 일부가 부착되지 않도록 방전 전극(112)에 에어를 분사함으로써, 방전과 병행하여 방전 전극(112)의 클리닝을 행할 수 있다. 따라서, 방전의전후에 클리닝을 행할 필요가 없어져서, 식별이 보다 간편이 된다.

도 33은 금속 식별 장치(9)의 처리 동작을 나타내는 플로우차트이다.

화상 인식 장치(16)가 피식별물(50)의 존재를 확인한 경우, 퍼스널 컴퓨터(14)의 연산 처리 회로(141)는 그 정보를 받아, 프로브(23a)를 하강시킨다(단계 S101 및 단계 S102).

다음에, 직류 전원(15)의 스위치가 온이 되고(단계 S103), 추가로 에어 블로우(30)의 스위치가 온이 된 후에(단계 S104), 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에 전압이 인가되어서 아크 방전이 일어난다(단계 S105). 아크 방전 후에 에어 블로우(30)의 스위치가 오프가 된다(단계 S106).

그 후의 처리 동작(단계 S107∼단계 S110)은 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)의 처리 동작(단계 S5∼단계 S8)과 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다. 또, 연산 처리 회로(141)에 있어서의 구체적인 식별 방법에 대해서도, 금속 식별 장치(1)의 경우와 동일하기 때문에, 여기서는 그 설명을 생략한다.

(실시 형태 10)

본 발명의 실시 형태 10의 금속 식별 장치는 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)와 마찬가지의 구성이지만, 금속 식별 방법이 상이하다. 이하에, 금속 식별 장치의 금속 식별 방법에 대해서, 도 5의 블록도와 함께 도 34에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

화상 인식 장치(16)에 의한 피식별물(50)의 확인(단계 S111)으로부터 직류전원의 스위치를 온으로 하기(단계 S113)까지는, 금속 식별 장치(1)와 같다.

다음에, 아크 방전 장치(11)의 방전 전극(112)과 피식별물(50) 사이에 전압이 인가되어서 아크 방전이 일어난다(단계 S114). 아크 방전으로 얻어진 빛은 광 섬유(12)를 경유하여 분광계(13)로 송출되어, 단위 시간마다 구분하여, 피식별물(50)의 발광 스펙트럼의 측정이 복수회 측정된다. 따라서, 경과 시간이 상이한 복수의 측정 스펙트럼 데이터가 얻어진다. 측정된 발광 스펙트럼에서, 측정 스펙트럼 데이터가 얻어진다(단계 S115). 이 측정 스펙트럼 데이터는 퍼스널 컴퓨터(14)의 측정 데이터 격납 메모리(145) 내에 격납된다.

다음에, 측정 스펙트럼 데이터수가 2 이상인지 아닌지가 판정된다(단계 S116). 측정 스펙트럼 데이터수가 2 미만인 경우는, 다시 아크 방전이 행하여지며, 발광 스펙트럼이 측정된다.

측정 스펙트럼 데이터수가 2 이상인 경우, 연산 처리 회로(141)에 의해, 시간 경과에 따라 감쇠하는 스펙트럼 성분이 있는지 아닌지가 판단되고(단계 S117), 감쇠 성분이 없다고 판단된 경우는, 측정 스펙트럼 데이터 모두와 스펙트럼 데이터베이스(143) 중의 표준 시료의 스펙트럼 데이터를 비교하여, 금속을 식별한다(단계 S118). 한편, 감쇠 성분이 있다고 판정된 경우는, 감쇠 성분이외의 측정 스펙트럼 데이터와, 스펙트럼 데이터베이스(143) 중의 표준 시료의 스펙트럼 데이터를 비교하여, 금속을 식별한다(단계 S119).

금속을 식별한 결과를 디스플레이에 표시하고(단계 S120), 직류 전원의 스위치를 오프한(단계 S121) 후, 처리는 종료한다.

이상과 같이, 금속 식별 장치에 의한 금속 식별 방법은 아크 방전에 의해 얻어지는 발광 스펙트럼을 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정하고, 얻어진 복수개의 측정 스펙트럼 데이터를 이용하여 감쇠 성분의 유무를 판단하고, 감쇠 성분을 절연 피막에 포함되는 성분의 스펙트럼이라고 간주하여, 식별 행한다. 절연 피막은 방전 시간의 경과와 함께 증발하여 감쇠한다고 추정되기 때문에, 시간의 경과마다 측정을 행하여 발광 스펙트럼의 감쇠 성분을 전체 스펙트럼으로부터 제외함으로써, 피식별물(50)의 금속만의 발광 스펙트럼이 얻어지기 때문이다.

(실시 형태 11)

도 35는 본 발명의 실시 형태 11의 금속 식별 장치의 블록도이다. 본 발명의 실시 형태 11의 금속 식별 장치(10)는 실시 형태 1에서 설명한 금속 식별 장치(1)와 대략 마찬가지의 구성이지만, 식별 방법이 상이하다. 이하에, 금속 식별 장치의 금속 식별 방법에 대해서, 도 35의 블록도와 함께 도 36에 나타내는 플로우차트를 참조하면서 설명한다.

본 실시 형태의 금속 식별 장치(10)의 금속 식별 방법에 있어서는, 우선, 피식별물 표면의 도장 판별을 행한다. 실시 형태 10에서 설명한 금속 식별 방법과 마찬가지로, 단위 시간 경과마다 측정한 복수의 발광 스펙트럼을 이용하여 감쇠 성분을 얻어, 이 감쇠 성분으로부터 도장의 종류를 판별한다. 따라서, 감쇠 성분을 얻기까지의 금속 식별 장치(10)의 처리 동작(단계 S131∼단계 S137)은 실시 형태 10에서 설명한 처리 동작(단계 S111∼단계 S117)과 같다.

또, 금속 식별 장치(10)에는, 각 도장에 따른 스펙트럼 데이터베이스가 설치되어 있다. 도 35에 있어서는, 도장 없는 데이터베이스, 도장 A 데이터베이스, 도장 B 데이터베이스, 및 도장 C 데이터베이스가 예로서 나타나고 있다. 따라서, 금속 식별 장치(10)는 판별된 도장의 종류에 따라서 스펙트럼 데이터베이스를 선택하여, 측정 스펙트럼 데이터와 비교하여 금속 종류를 식별한다(단계 S138, 단계 S139). 그 후, 식별 결과를 디스플레이에 표시하고(단계 S141), 직류 전원(15)의 스위치를 오프로 한다(단계 S142).

한편, 이상의 실시 형태 1∼11에 있어서 설명한 금속 식별 장치 및 금속 식별 방법은 본 발명의 일례이며, 이들을 다양하게 조합시키는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명의 금속 식별 장치 및 금속 식별 방법에 따르면, 저비용으로 간단하게 금속 종류를 식별할 수 있고, 표면에 도장 막 등의 절연 피막이 있는 금속이어도, 피식별물을 분해하는 일 없이 단시간으로 정밀하게 금속 종류를 식별할 수 있다. 또, 식별에 요하는 시간도 단축할 수 있다.

Claims

피식별물 사이에서 방전을 일으켜서 상기 피식별물을 여기 발광시키는 제1 전극을 포함하는 발광부와,

상기 발광부에서 발광한 빛을 집광하는 집광부와,

상기 집광부에서 집광된 빛의 발광 스펙트럼을 측정하는 분광 측정부와,

상기 분광 측정부에서 측정된 상기 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물을 식별하는 식별 처리부와,

상기 피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시키는 파손 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 발광부는 상기 피식별물의 여기 발광시에 상기 피식별물에 접촉하도록 설치되고, 또한 첨단부에 돌기를 갖는 제2 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제2항에 있어서, 상기 파손 처리부가 상기 제2 전극의 돌기인 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 전극은 첨단부에 돌기를 갖는 분할 전극을 적어도두개 포함하고 있으며,

상기 분할 전극 간의 도통의 유무를 판정하는 도통 판정부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 소정의 거리로 설정하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 파손 처리부는 상기 피식별물의 표면이며 상기 제1 전극과 대향하는 영역의 적어도 일부에, 소정 깊이의 상처를 내는 상처 가공 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제6항에 있어서, 상기 상처 가공 부재가 상기 발광부와 일체적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 피식별물에 소정의 전위를 부여하기 위한 침상 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 발광부는 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 소정의 거리로 설정하고, 또한 상기 제1 전극의 주위를 포위하도록 설치된, 절연 재료로 이루어지는 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 파손 처리부는 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 펄스 방전을 발생시키고, 상기 피식별물의 표면이며 상기 제1 전극과 대향하는 영역의 적어도 일부를 제거하는 펄스 방전 회로인 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제10항에 있어서, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부를 추가로 포함하고,

상기 펄스 방전 회로는 상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 피막의 두께에 따라 인가 전압이 설정되는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부와,

상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 피막의 막 두께에 따라, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리를 변화시킨, 제1 전극-피식별물 간 거리 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제12항에 있어서, 상기 제1 전극-피식별물 간 거리 제어부에서 설정된 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이의 거리에 따라, 상기 집광부의 위치를 변화시킨,집광부 위치 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 피식별물의 표면에 부착되어 있는 절연 피막의 두께를 측정하는 막 두께 측정부와,

상기 막 두께 측정부에서 측정된 상기 절연 피막의 막 두께에 따라, 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 인가하는 전압을 변화시킨, 제1 전극-피식별물 간 전압 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제14항에 있어서, 상기 제1 전극-피식별물 간 전압 제어부에서 설정된 상기 제1 전극과 상기 피식별물 사이에 인가되는 전압에 따라, 상기 집광부의 위치를 변화시킨, 집광부 위치 제어부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 전극에 부착된 물질을 제거하는 클리닝부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제16항에 있어서, 상기 클리닝부는 방전시에, 상기 제1 전극에 부착된 물질을 제거하는 에어 블로우를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제1항에 있어서, 상기 식별 처리부는

표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 격납하는 표준 시료 데이터 격납부와,

상기 분광 측정부에서 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터를 격납하는 측정 데이터 격납부와,

상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 판단하는 비교 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제18항에 있어서, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 상기 표준 시료의 종류마다 계수하고, 계수 결과에 기초하여 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제19항에 있어서, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 표준 시료의 종류마다 계수하고, 일치수가 가장 많은 제1 표준 시료를 판정하고, 상기 피식별물의 금속을 상기 제1 표준 시료의 금속이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제19항에 있어서, 상기 비교 판단부는 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과 상기 표준 시료의 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과의 일치수를 표준 시료의 종류마다 계수하고, 다른 표준 시료보다도 일치수가 많은 다일치 표준 시료를 적어도 두개 판정하여, 상기 피식별물의 금속을, 상기 다일치 표준 시료의 금속을 포함하는 합금이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제18항에 있어서, 상기 식별 처리부는 기준 금속을 측정하여 얻어진 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장과, 상기 표준 시료 데이터 격납부에 격납되어 있는 상기 기준 금속의 발광 스펙트럼 데이터의 피크 스펙트럼 파장과의 차분값을 산출하고, 상기 차분값에 기초하여 발광 스펙트럼 보정 데이터를 작성하는 보정부를 추가로 포함하고,

상기 비교 판단부는 상기 표준 시료 데이터 격납부에 격납된 발광 스펙트럼 데이터 대신에, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와 상기 발광 스펙트럼 보정 데이터를 비교함으로써, 상기 피식별물의 금속 종류를 판단하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제19항에 있어서, 상기 측정 데이터 격납부에는, 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터가 격납되어 있고,

상기 비교 판단부는 상기 복수의 데이터로부터 시간의 경과와 함께 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 상기 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 제외하여 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
제19항에 있어서, 상기 측정 데이터 격납부에는, 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정된 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터가 격납되어 있고,

상기 표준 시료 데이터 격납부에는, 상기 피식별물의 절연 피막의 종류별의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터가 격납되어 있고,

상기 비교 판단부는 상기 측정 데이터 격납부에 격납된 상기 복수의 데이터로부터 시간의 경과와 함께 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 상기 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장으로부터 상기 피식별물의 절연 피막의 종류를 판단하고, 판단된 상기 피식별물의 절연 피막의 종류에 따른 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 이용하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 장치.
피식별물의 표면의 적어도 일부를 파손시킨 후, 상기 피식별물을 여기 발광시켜서 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 측정하고, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 방법.
제25항에 있어서, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정하고, 시간의 경과와 함께 감쇠하는 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장을 판정하고, 감쇠하는 피크 스펙트럼 파장을 제외한 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 방법.
제25항에 있어서, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼을 단위 시간마다 구분하여 복수회 측정하고, 시간의 경과와 함께 감쇠하는 발광 스펙트럼의 피크 스펙트럼 파장으로부터 상기 피식별물의 절연 피막의 종류를 판정하고, 상기 피식별물의 발광 스펙트럼의 데이터와, 절연 피막의 종류별로 미리 격납된 복수의 표준 시료의 발광 스펙트럼 데이터를 비교하여, 상기 피식별물의 금속 종류를 식별하는 것을 특징으로 하는 금속 식별 방법.