專利名稱：應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于檢測設(shè)備，具體涉及一種應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑 料的裝置。
背景技術(shù)：
人們在生活中丟棄的廢塑料或類似物通常是通過如焚燒或掩埋的方 法來處理的。但是，由于塑料是一種含有高能量的可再生資源，焚燒或 掩埋的后果是不僅是可再生資源的浪費，而且是對環(huán)境的進一步破壞， 并伴隨著垃圾掩埋面積的缺少和其它社會問題。近幾年，塑料材料的回 收利用逐漸得到社會重視，其工作的進展集中在對廢棄塑料的分類/回 收和再生上，因此，識別廢棄塑料的類型就變得額外重要。同時，為了 盡可能多地處理廢棄塑料，還需要提供一種能準(zhǔn)確和連續(xù)地進行識別的 方法。
目前，識別廢棄塑料類型的裝置包括比較比重的裝置和使用熒光、x
射線和近紅外光線的裝置。然而，這些裝置多應(yīng)用于大型塑料廢棄物處 理廠，識別設(shè)備復(fù)雜且成本高，不利于廣泛使用。同時，這些裝置仍然 很難準(zhǔn)確和連續(xù)地識別塑料類，例如，當(dāng)塑料的比重幾乎沒有區(qū)別時， 使用包括重量比較的裝置就不適用。而使用近紅外光線的識別裝置，在 識別如黑色塑料時就很困難。實際上，人們在生活中丟棄的廢塑料大多 是塑料包裝材料，例如塑料袋、農(nóng)膜、塑料瓶等，由于這些廢塑料材料 量大、成本低，需要廣泛地分類回收，于是有人發(fā)明了組合垃圾箱，每 個箱子投放一種可回收垃圾，其中包括了塑料袋箱和塑料瓶箱，如專利
申請?zhí)枮?1205354.6的"組合型分類垃圾箱"，但由于過于依賴于人們的 自覺性，且缺乏必要的、簡單廉價的識別裝置，難以確保人們所投入的廢棄物為所指定回收的種類，因此這類垃圾箱無法達到理想的分類效果。 同時，這些垃圾箱由于數(shù)量多、分布廣、缺乏足夠安全保障，不適用成 本高且復(fù)雜的識別設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，目的在于 能夠準(zhǔn)確、連續(xù)地將塑料廢棄物同其他廢棄物區(qū)別開，且可不受塑料廢 棄物表面附著的水分或灰塵的影響。
本發(fā)明的一種應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，包括高壓 靜電場產(chǎn)生單元、感應(yīng)電壓檢測單元、傳送機構(gòu)、控制電路和支架，其 特征在于
所述高壓靜電場產(chǎn)生單元安裝在支架上，由電極和高壓產(chǎn)生電路構(gòu) 成，電極為金屬探針或者金屬薄板，高壓產(chǎn)生電路為直流輸出1千伏~10 萬伏的電路；
所述感應(yīng)電荷檢測單元由感應(yīng)探頭和檢測電路構(gòu)成，感應(yīng)探頭為柔 性的金屬排刷，與檢測電路相連，檢測電路安裝在支架上，位置靠近高 壓靜電場產(chǎn)生單元的電極且不受到電場影響，檢測電路輸出信號至控制 電路；
所述控制電路包括微處理器、存儲器、接口電路和開關(guān)元件，接口
電路讀取感應(yīng)電壓檢測單元的檢測信號，送給微處理器；微處理器控制 開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)，從而控制高壓靜電場產(chǎn)生單元是否產(chǎn)生高壓靜電 場；同時，判斷感應(yīng)電荷量是否達到判定標(biāo)準(zhǔn)，是則判定為塑料材料， 否則判定為非塑料材料；
傳送機構(gòu)為接地良好的傳送帶或滾輪，安裝在所述高壓靜電場產(chǎn)生 單元和感應(yīng)電壓檢測單元下方，用于連續(xù)傳送待識別物。所述的應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，其特征在于所述 高壓產(chǎn)生電路由順序電信號連接的震蕩信號產(chǎn)生單元，放大單元，變壓 器和整流輸出單元構(gòu)成，震蕩信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生震蕩信號送到放大單元， 放大單元將震蕩信號放大后送至變壓器，整流輸出單元將變壓器輸出的 交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，所述變壓器的變比?: 500 1: 7000。
所述的應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，其特征在于所述 檢測電路包括采樣電阻、接地電阻和比較器，采樣電阻一端接感應(yīng)探頭， 另一端連接接地電阻，接地電阻另一端接地；比較器兩輸入端接采樣電 阻兩端，比較器輸出信號至控制電路。
在高壓靜電場，即1千伏以上的恒定電場中，塑料材料將在表面感 應(yīng)電荷并維持一定時間，這一特性與其它尺寸、形狀相仿的廢棄材料， 例如木材、金屬、紙等有很大區(qū)別，故可以利用塑料材料的這一特性將 塑料廢棄物與其他廢棄物區(qū)別開來。
高壓靜電場產(chǎn)生單元產(chǎn)生高壓靜電場，例如20kv靜電場，傳送機構(gòu) 使固體垃圾連續(xù)地、不接觸地通過高壓靜電場；在高壓靜電場之外，由 感應(yīng)電壓檢測單元檢測經(jīng)過了高壓靜電場的待測固體垃圾表面感應(yīng)電壓 殘留量。若檢測到足夠量殘留感應(yīng)電壓，可判斷為塑料材料；若檢測無 足夠量的殘留感應(yīng)電壓，則可判斷為非塑料材料。
本發(fā)明對環(huán)境條件要求低，成本較低，能夠準(zhǔn)確、連續(xù)的識別塑料 廢棄物，可廣泛應(yīng)用于需要自動識別塑料材料分類的場合。


圖1為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖2為高壓靜電場產(chǎn)生單元的高壓發(fā)生電路原理圖；圖3為感應(yīng)電荷檢測單元的檢測電路原理圖；
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)包括高壓靜電場產(chǎn)生單元1、傳送機
構(gòu)2、感應(yīng)電荷檢測單元3、控制電路4和支架5。
其中，高壓靜電場產(chǎn)生單元1安裝在支架5上，包括電極IO、高壓 產(chǎn)生電路，其中，電極10為可導(dǎo)電的金屬探針或者薄板，高壓產(chǎn)生電路 為直流輸出為高壓(1千伏 10萬伏)的電路，可采用高壓電警棍中的高 壓發(fā)生電路，或圖2所示的將低壓(2~15伏)電路原理圖如。
傳送機構(gòu)2為接地良好的傳送帶或滾輪，安裝在支架5上，用于連 續(xù)的傳送帶識別物，將其傳送入高壓靜電場，然后傳送至髙壓電場外的 感應(yīng)電壓檢測單元3處進行檢測。
感應(yīng)電荷檢測單元3包括感應(yīng)探頭和檢測電路，其中，感應(yīng)探頭為 具有柔性的可導(dǎo)電的金屬排刷，與撿測電路相連，安裝在支架5上，處 于電極之外，靠近電極且不受到電場影響的位置，用于檢測感應(yīng)電荷在 電阻上產(chǎn)生的分壓值并輸出信號至控制電路4。
控制電路4包括微處理器、存儲器、接口電路和開關(guān)元件。其中， 微處理器控制開關(guān)元件的幵關(guān)狀態(tài)，從而控制高壓靜電場產(chǎn)生單元1是 否產(chǎn)生高壓靜電場，同時，接口電路讀取感應(yīng)電壓檢測單元3的檢測信 號，經(jīng)過微處理器判斷感應(yīng)電荷量是否達到判定標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)達到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn) 時，判定待測物為塑料材料；若未達到預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時，判定待測物非塑料 材料。
如圖2所示，高壓發(fā)生電路為將低壓(2 15伏)直流輸出為高壓(1 千伏 10萬伏)的電路，由震蕩信號產(chǎn)生單元6，放大單元7，變壓器8 和整流輸出單元9構(gòu)成；震蕩信號產(chǎn)生單元6可采用NE555芯片構(gòu)成的 震蕩信號電路，放大單元采用放大器件，如型號為9013的三極管，變壓器的變比為l: 5000，將電壓升高，整流輸出單元9采用二極管1N4007， 用于將輸出的交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?，送至電極IO。
如圖3所示，檢測電路包括采樣電阻R5、接地電阻R6和比較器11， 比較器11可采用LM311;采樣電阻R5—端接感應(yīng)探頭，另一端連接接 地電阻R6，接地電阻R6另一端接地，比較器11兩輸入端接采樣電阻 R5兩端，感應(yīng)探頭上的感應(yīng)電荷經(jīng)過采樣電阻R5流向地時，比較器ll 比較采樣電阻R5兩端電壓，并輸出信號至控制電路4。
權(quán)利要求
1. 一種應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，包括高壓靜電場產(chǎn)生單元、感應(yīng)電壓檢測單元、傳送機構(gòu)、控制電路和支架，其特征在于所述高壓靜電場產(chǎn)生單元安裝在支架上，由電極和高壓產(chǎn)生電路構(gòu)成，電極為金屬探針或者金屬薄板，高壓產(chǎn)生電路為直流輸出1千伏～10萬伏的電路；所述感應(yīng)電荷檢測單元由感應(yīng)探頭和檢測電路構(gòu)成，感應(yīng)探頭為柔性的金屬排刷，與檢測電路相連，檢測電路安裝在支架上，位置靠近高壓靜電場產(chǎn)生單元的電極且不受到電場影響，檢測電路輸出信號至控制電路；所述控制電路包括微處理器、存儲器、接口電路和開關(guān)元件，接口電路讀取感應(yīng)電壓檢測單元的檢測信號，送給微處理器；微處理器控制開關(guān)元件的開關(guān)狀態(tài)，從而控制高壓靜電場產(chǎn)生單元是否產(chǎn)生高壓靜電場；同時，判斷感應(yīng)電荷量是否達到判定標(biāo)準(zhǔn)，是則判定為塑料材料，否則判定為非塑料材料；傳送機構(gòu)為接地良好的傳送帶或滾輪，安裝在所述高壓靜電場產(chǎn)生單元和感應(yīng)電壓檢測單元下方，用于連續(xù)傳送待識別物。
2. 如權(quán)利要求l所述的應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，其 特征在于所述高壓產(chǎn)生電路由順序電信號連接的震蕩信號產(chǎn)生單元， 放大單元，變壓器和整流輸出單元構(gòu)成，震蕩信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生震蕩信 號送到放大單元，放大單元將震蕩信號放大后送至變壓器，整流輸出單 元將變壓器輸出的交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海鲎儔浩鞯淖儽葹?: 500 1: 7000。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，其特征在于所述檢測電路包括采樣電阻、接地電阻和比較器，采樣電 阻一端接感應(yīng)探頭，另一端連接接地電阻，接地電阻另一端接地；比較 器兩輸入端接采樣電阻兩端，比較器輸出信號至控制電路。
全文摘要
應(yīng)用高壓靜電感應(yīng)電荷識別塑料的裝置，屬于檢測設(shè)備，目的在于能夠準(zhǔn)確、連續(xù)地將塑料廢棄物同其他廢棄物區(qū)別開，且可不受塑料廢棄物表面附著的水分或灰塵的影響。本發(fā)明包括高壓靜電場產(chǎn)生單元、感應(yīng)電壓檢測單元、傳送機構(gòu)、控制電路和支架；高壓靜電場產(chǎn)生單元由電極和高壓產(chǎn)生電路構(gòu)成，高壓產(chǎn)生電路為直流輸出1千伏～10萬伏的電路；感應(yīng)電荷檢測單元由感應(yīng)探頭和檢測電路構(gòu)成，檢測電路輸出信號至控制電路；控制電路包括微處理器、存儲器、接口電路和開關(guān)元件，控制高壓靜電場產(chǎn)生單元產(chǎn)生高壓靜電場；判斷感應(yīng)電荷量是否達到判定標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明對環(huán)境條件要求低，成本低，能夠準(zhǔn)確、連續(xù)識別塑料廢棄物，可廣泛應(yīng)用于塑料材料分類的場合。
文檔編號G01N27/60GK101285794SQ20081004746
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者史晏君, 玄 張, 張海寧, 彭穎靈, 浩 李, 柳舒逸, 新 高 申請人:華中科技大學(xué)