KUSTA 4004M Online-Multiplex-Spektrometer für Nahinfrarot

Das Near-Infrarot-Spektrometer KUSTA 4004 basiert auf der Reflexionsspektroskopie. Eine in die Sonde integrierte Lichtquelle strahlt Infrarotlicht auf die Probe. Dieses Infrarotlicht kann dazu führen, dass die molekulare Struktur der Probenkomponenten schwankt. Diese Schwingungen saugen Energie aus dem Licht in einem bestimmten Spektrumbereich. Verschiedene Komponenten saugen Energie in den charakteristischen Wellenlängen. Im Spektrum erscheinen charakteristische Absorptionsbänder, die mit den Bestandteileigenschaften verbunden sind. Das aus der Probe reflektierte Licht (einschließlich des Absorptionsbandes) wird an den Eingangsspalt des Spektrometers geleitet. Das Spektrum wird dort von einer Kabelkamera aufgezeichnet. Die Kabel-Array-Kamera überträgt die Messdaten über die USB-Schnittstelle nach der benutzerdefinierten Integrationszeit an den internen Steuercomputer.

In der obigen Abbildung sind vier verschiedene Spektren zu sehen. Einige deutliche Absorptionsbänder (niedrigere Intensität) zwischen 1700 und 1765 Nanometern sind zu sehen. Durch die nanoposition dieses punkts kann das material jeder probe identifiziert werden.

Die folgende Abbildung zeigt, wie die KUSTA 4004M funktioniert. Üblicherweise wird eine Sonde über dem Förderband installiert. Die Sondenleitung kann bis zu 64 Sonden enthalten, die an einen optischen Multiplexer angeschlossen sind. Dieser optische Multiplexer kann Messdaten von der Sonde in 20 Millisekunden lesen. Mit 64 Sonden können 5.800 Messungen pro Sekunde durchgeführt werden. Jeder Messpunkt auf dem Förderband misst 128 Wellenlängen im Bereich von 1.400 bis 1.910 Nanometer im dynamischen Bereich von 16 Bit.

Die Anzahl der Sonden (d. h. der Messpunkt) wird je nach der Probengröße ausgewählt. Für die Erkennung großer Proben können breitere Gitter und weniger Sonden ausgewählt werden, während kleine Proben engere Gitter benötigen. Die folgende Abbildung zeigt ein Diagramm des Rasters.

Das Auflösungsgitter hat zwei Dimensionen. Die eine ist entlang des Förderbandes und die andere über das Förderband. Mit einer Sondelinie wie dem PTT kann eine Bahnbreite von 10 mm (über das Förderband) erreicht werden. Die Auflösung in der Bewegungsrichtung des Förderbandes hängt von der Geschwindigkeit des Förderbandes ab. Bei großen Proben können mit Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s immer noch alle Proben erkannt werden.

Die KUSTA 4004M kalibriert bei jeder Messung Wellenlängen und Reflexionen genau. Die Kalibrierung unterscheidet sich nicht vom Standort abhängig. Dies ist eine Voraussetzung für eine genaue Messung. Konkurrenzprodukte mit drehenden Polygonlinsen können keine Reflexionskalibrierung durchführen. Dies bedeutet, dass sich die Messparameter von einem Messpunkt zum nächsten ändern können und nicht bestimmt werden können. Daher ist die Genauigkeit der Messungen geringer. Obwohl es grob zwischen Kunststoffen zu unterscheiden ist, ist es nicht möglich, die Details des Polymers zu unterscheiden. Zum Beispiel kann ein 4 x 4 mm-Gitter mit einer höheren Auflösung dieses Problem nicht lösen.

Die KUSTA-Lösung besteht aus drei Hauptkomponenten, die je nach Bedarf ausgewählt werden können:

KUSTA 4004M mit Softwarepaket

· Sonden oder Sondenleitungen und Beleuchtungsgeräte

· Glasfaserkabel

(Komponenten von Drittanbietern sind erforderlich, um das gesamte Gerät abzuschließen)

LLA bietet keine kompletten (sortierten) Maschinen an. LLA-Komponenten werden von unseren OEM-Partnern in die komplette Maschine integriert. Normalerweise sind mechanische Komponenten wie Förderbänder und Entladungseinrichtungen sowie logische Komponenten wie SPS erforderlich, um eine Maschine fertig zu stellen.

KUSTA selbst besteht aus zwei physikalischen Baumodulen, einem optischen Multiplexer und einem nahen Infrarot-Spektrometer (einschließlich Industriecomputern). Beide Module sind für 19-Zoll-Racks konzipiert. Beide Baumodule können standardmäßig in klimatisierten Anlagen geliefert werden. Auf Anfrage können beide Baumodule auch separat geliefert werden (OEM-Version: KUSTA M/32-OEM, KUSTA M/64-OEM), um in bestehenden Anlagen installiert zu werden. Der optische Multiplexer ist in zwei verschiedenen Ausführungen erhältlich und kann bis zu 3 (KUSTA M/32) oder bis zu 64 (KUSTA M/64) Sonden anschließen.

Bei der Online-Nutzung wird KUSTA in der Regel von einer SPS gesteuert. Der Bediener kann manuell über den in das Gehäuse eingebauten Touchscreen eingeben, um unter rauen Umgebungsbedingungen zu schützen.

Der KUSTA M ist auch mit einem optionalen Farbsensor ausgestattet. Die Farbinformationen werden zusammen mit den Materialinformationen auf jeder Sonde bereitgestellt, ohne dass ein Kompromiss erforderlich ist.

KUSTA bietet eine breite Auswahl an Sonden. Eine einzelne Sonde (z. B. PT) eignet sich für die Erkennung großer Teile und kann frei angeordnet werden. Andererseits verfügt die Sondenleitung (d. h. die physikalische Kombination einer einzelnen Sonde) über ein festes Sondengitter, obwohl dieses Gitter nach Bedarf hergestellt werden kann. Typische Sondenleitungsbreiten sind 1000 und 2000 mm.

Alle Sonden benötigen Beleuchtung. Je nach gewählter Sonde können Beleuchtungen integriert oder separat geliefert werden.

Verschiedene Sonden wurden für spezifische Anforderungen entwickelt. Die Messung kann in Reflexion (Analyse des reflektierten Lichts der Probe) oder in Transmission (Analyse des Lichts durch die Probe) durchgeführt werden. Letzteres Verfahren gilt für Materialien wie transparente Folien. Die Intensität des durchlässigen Lichts ist viel schwächer als das reflektierte Licht. Die Lichteinheit der PMT-Sonde ist über dem Förderband installiert und der Faseroptiksensor ist in einen Schlitz integriert, der das Licht durch die transparente Probe empfängt.

Die PTT-Sonden werden reflektiert gemessen. Die Sonde kann sehr nah an sich liegen: Abstände von 10 mm oder weniger sind möglich und ermöglichen die genaue Identifizierung von Trümmern. Die Sondenleitung wird in 500 mm Einheiten (Standard) geliefert und kann nahtlos an breitere Einheiten angeschlossen werden.

Eine Besonderheit von KUSTA ist die Möglichkeit, die PSP-Sonde (als Handscanner) an den KUSTA 4004M anzuschließen. Dies ermöglicht es, das gleiche KUSTA-Material manuell zu erkennen, ohne dass die Online-Erkennung beendet werden muss. Ein freier Kanal auf der KUSTA 4004M wird verwendet, um die PSP-Sonde anzuschließen. Eine separate Handscanner-Erkennungssoftware kann geladen werden.

Die Sonde ist über ein spezielles Glasfaserkabel mit KUSTA verbunden. Die Länge des Kabels kann je nach Bedarf gewählt werden. Obwohl eine Länge von mehr als 10 Metern aus kommerziellen Gründen nicht empfohlen wird, ist es praktisch möglich. Die Verwendung von Spezialfasern beschränkt die Dämpfung des übertragenen Lichtsignals.

LLA hat spezielle Stecker entwickelt, die die Lichtstreuung an den Übertragungspunkten zwischen Sonde-Kabel und Kabel-KUSTA begrenzen.

KUSTA 4004M ist weltweit im Bereich des Kunststoff- und Papierrecyclings bewährt.

Der KUSTA 4004M kann jedoch auch in vielen anderen Anwendungen funktionieren, wie zum Beispiel:

· Analyse des Fettgehalts in den Kuchen auf dem Förderband

Identifizierung von Plastikverpackungsrückständen in Baumwolle

• Identifizierung unerwünschter Verunreinigungen im Weizenstrah

• Mineralbewertung

KUSTA Software KUSTA Computer laufen unter dem Embedded-Betriebssystem Windows. Neben der Bediensoftware KustaMPL, die mit KUSTA geliefert wird, werden einige weitere Softwarewerkzeuge angeboten. Alle diese Software sind Windows-Anwendungen.

KustaMPL: Bediensoftware für die Spektralerkennung von KUSTA M. Alle KUSTA M Geräte werden mit dieser Software geliefert.

Optionale Software für KUSTA M umfasst:

KustaMonitor (Ferndiagnose)

· KustaBelt (Online-Anzeige der Bandlast)

KustaControl (Einrichtung und Testprogramm)

· Sicherung (zur Erstellung einer vollständigen Sicherung von LLA-Programmen und -Einstellungen)

Für die qualitative und quantitative Bewertung der Kunststofferkennung gibt es bereits einige Identifikationsverfahren. Zur Entwicklung kundenspezifischer Anwendungen wird KustaSpec zur Verfügung gestellt.

Weitere Spezifikationen:

Berührungslose und zerstörungsfreie Messungen auf der Basis des nahen Infrarotspektrums

Messung der absoluten Reflexion je nach Wellenlänge im Bereich von 1400 bis 1910 nm

Anzahl der Sonden: 1 bis 64

· Spektrometer, Steuerelektronik, Industrie-PC

· Größe: 600 mm x 610 mm x 515 mm (einschließlich 700 mm Breite der Klimaanlage)

Gewicht: 56 kg (Nettogewicht, nur KUSTA 4004M)

• Betriebssystem: Windows XP Embedded; Pentium M 1.8 GHz，RAM 512 MB， Festplatte 32 GB

VGA, PS/2 Tastatur, COM，USB， Ethernet-Schnittstelle

KustaMPL, einschließlich Anwendungs- und Analysesoftware basierend auf ausgewählten Anwendungen

Optional: Spektralentwicklungssoftware

· Temperaturbereich: +0 bis +40 Grad Celsius

Feuchtigkeitsbereich: 20% bis 80%

Stromversorgung: 30 V bis 50 Hz, Sicherung 4 A (optional 115 V bis 60 Hz)