Kusta 4004M多路復用在線近紅外光譜成像

KUSTA 4004近紅外光譜儀基于反射光譜技術工作。一個集成在探頭中的光源將紅外光照射到樣品上。這種紅外光會導致樣品成分的分子結構發生擺動。這些擺動在特定光譜范圍內從光中吸取能量。不同的成分在特征波長處吸取能量。在光譜中出現了特征性的吸收帶，這些吸收帶與成分特征相關。從樣品反射出來的光（包括吸收帶）將被導向光譜儀的入口狹縫。光譜將由一臺線陣相機在那里記錄下來。線陣相機在用戶定義的積分時間之后，通過USB接口將測量數據傳輸到內部控制計算機。

在上圖中可以看到4個不同的光譜。在1700到1765納米之間可以看到一些明顯的吸收帶（強度較低）。通過這一點的納米位置，可以識別每個樣品的材料。

下圖展示了KUSTA 4004M的工作原理。通常在傳送帶上方安裝一條探頭線。探頭線可以包含多達64個探頭，這些探頭連接到一個光學復用器。這個光學復用器可以在20毫秒內讀取來自探頭的測量數據。使用64個探頭，每秒可以進行5800次測量。傳送帶上的每個測量點在1400到1910納米的范圍內進行128個波長的測量，動態范圍為16位。

探頭數量（即測量點）根據樣品的大小進行選擇。對于大樣品的識別，可以選擇較寬的網格和較少的探頭，而小樣品則需要更緊密的網格。下圖展示了網格的示意圖。

分辨率網格具有兩個維度。一個是沿著傳送帶的方向，另一個是橫跨傳送帶的方向。使用像PTT這樣的探頭線可以實現10毫米的軌道寬度（橫跨傳送帶）。在傳送帶運動方向上的分辨率取決于傳送帶的速度。對于大樣品，速度高達3米/秒仍然可以識別所有樣品。

KUSTA 4004M在每次測量中都對波長和反射進行精確校準。校準不會受位置的影響而產生差異。這是確保精確測量結果的前提條件。而采用旋轉多邊形鏡片的競爭產品無法進行反射校準。這意味著測量參數從一個測量點到下一個測量點可能發生變化，無法確定。因此，測量結果的精度較低。雖然可以對塑料進行粗略區分，但無法對聚合物細節進行區分。例如，更高分辨率的4 x 4毫米網格不能解決這個問題。

KUSTA解決方案由三個主要組件組成，根據需求進行選擇：

· KUSTA 4004M，包括軟件套件

· 探頭或探頭線和照明設備

· 光纖電纜

· （需要第三方組件才能完成整個設備）

LLA不提供完整的（分選）機器。LLA的組件由我們的OEM合作伙伴集成到完整的機器中。通常需要機械組件（如傳送帶和排出裝置）以及邏輯組件（如PLC）才能完成一臺機器。

KUSTA本身由兩個物理構建模塊組成，光學復用器和近紅外光譜儀（包括工業計算機）。這兩個模塊都設計為適應19英寸機架。作為標準選項，這兩個構建模塊都可以在空調設施中進行交付。根據要求，這兩個構建模塊也可以分開交付（OEM版本：KUSTA M/32-OEM，KUSTA M/64-OEM），以安裝在已經存在的設施中。光學復用器有兩種不同版本，可連接最多3個（KUSTA M/32）或最多64個（KUSTA M/64）探頭。

在在線使用過程中，KUSTA通常由PLC控制。操作員可以通過內置于機箱中的觸摸屏進行手動輸入，以便在惡劣環境條件下提供保護。

KUSTA M還可以選擇配備可選的彩色傳感器。彩色信息與物料信息一起在每個探頭上提供，不需要進行權衡。

KUSTA提供了廣泛的探頭選擇。單個探頭（如PT）適用于大型零件的識別，并可以自由排列。另一方面，探頭線（即單個探頭的物理組合）具有固定的探頭網格，盡管該網格可以根據需求進行制造。典型的探頭線寬度為1000和2000毫米。

所有探頭都需要照明。根據所選探頭的不同，照明裝置可以集成或單獨交付。

不同的探頭是為特定要求而開發的。測量可以在反射（分析樣品反射的光）或透射（分析透過樣品的光）中進行。后一種方法適用于透明薄膜等材料。透射光的強度要比反射光弱得多。PMT探頭的光單元安裝在傳送帶上方，光纖光學傳感器集成在一條槽中，接收透過透明樣品的光。

PTT探頭線以反射方式進行測量。探頭可以非常靠近：10毫米甚至更小的間距是可能的，可以準確識別碎片材料。探頭線以500毫米的單位交付（標準），可以無縫連接到更寬的單元上。

KUSTA的一個特殊功能是可以將PSP探頭（用作手持掃描儀）連接到KUSTA 4004M上。這樣可以在不需要停止在線識別的情況下，使用同一臺KUSTA手動識別材料。KUSTA 4004M上的一個空閑通道將用于連接PSP探頭。可以加載單獨的手持掃描儀識別軟件。

探頭通過特殊的光纖光纜與KUSTA連接。根據需求可以選擇光纜的長度。雖然出于商業原因不建議使用超過10米的長度，但實際上可以實現。使用特殊的光纖，限制了傳輸的相關光信號的衰減。

LLA設計了特殊的插頭，在探頭-光纜和光纜-KUSTA之間的傳輸點限制了光的散射。

KUSTA 4004M在全球的塑料和紙張回收領域已經得到了實踐驗證。

但是，KUSTA 4004M還可以在許多其他應用中發揮作用，例如：

· 分析傳送帶上餅干中的脂肪含量

· 在棉花中識別塑料包裝殘留物

· 在麥秸中識別不需要的雜質

· 礦物質評估

KUSTA軟件 KUSTA計算機運行Windows嵌入式操作系統。除了隨KUSTA交付的操作軟件KustaMPL之外，還提供了一些其他軟件工具。所有這些軟件都是Windows應用程序。

KustaMPL： KUSTA M的操作軟件，負責光譜識別。所有KUSTA M設備均附帶此軟件。

KUSTA M的可選軟件包括：

· KustaMonitor（遠程診斷）

· KustaBelt（在線顯示傳送帶負載）

· KustaControl（設置和測試程序）

· 備份（用于創建LLA程序和設置的完整備份）

對于塑料識別的定性和定量評估，已經存在一些識別程序。為了開發特定于客戶的應用程序，提供了KustaSpec。

其他規格：

· 無接觸和無破壞的基于近紅外光譜的測量

· 測量絕對反射取決于波長，范圍為1400到1910納米

· 探頭數量：1到64

· 光譜儀、控制電子設備、工業PC

· 尺寸：600毫米 x 610毫米 x 515毫米（包括空調單元寬度為700毫米）

· 重量：56公斤（凈重，僅指KUSTA 4004M）

· 操作系統：Windows XP嵌入式；Pentium M 1.8 GHz，RAM 512 MB，固態硬盤32 GB

· VGA，PS/2鍵盤，COM，USB，以太網接口

· KustaMPL，包括根據選擇的應用程序提供的應用軟件和分析軟件

· 可選：光譜開發軟件

· 溫度范圍：+0到+40攝氏度

· 濕度范圍：20%到80%

· 電源：30 V ~ 50 Hz，保險絲4 A（可選115 V ~ 60 Hz）