基于激光探针的塑料识别新技术分析

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1、华中科技大学硕士学位论文目录摘要…………………………………………………………………………IAbstract………………………………………………………………………II1绪论1.1引言……………………………………………………………………(1)1.2传统塑料分类技术………………………………………………….(1)1.3激光探针塑料分类技术………………………………………………(3)1.4本课题的来源、目的及意义…………………………………………(6)1.5本文主要内容…………………………………………………………(7)2激光探针塑料分类系统的实验装置及样品2.1实验装置………………………………………………

2、……………(8)2.2实验样品……………………………………………………………(13)2.3本章小结……………………………………………………………(14)3激光探针塑料分类系统工艺研究3.1光谱定性分析………………………………………………………(16)3.2光束离焦量对光谱强度的影响……………………………………..(18)3.3激光单脉冲能量对光谱信背比的影响…………………………….(20)3.4延迟时间和门宽对光谱强度及信背比的影响……………………(22)3.5不同环境气氛及气压对光谱强度的影响…………………………(23)3.6本章小结……………………………………………………………(27)4

3、支持向量机算法在激光探针塑料识别中的应用研究4.1分析方法…………………………………………………………….(29)III万方数据华中科技大学硕士学位论文4.2数据处理……………………………………………………………..(32)4.3本章小结……………………………………………………………(35)5谱线分类权重调整算法在激光探针塑料识别中的应用研究5.1分析方法…………………………………………………………….(37)5.2数据处理……………………………………………………………..(41)5.3本章小结……………………………………………………………(49)6全文总结与展望6.1全文总结…………………

4、………………………………………….(51)6.2展望…………………………………………………………………..(51)致谢……………………………………………………………………..(53)参考文献………………………………………………………………….(54)附录攻读学位期间发表论文目录………………………………………(59)IV万方数据华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1引言塑料在日常生活中已经得到了广泛的应用。据统计2003年到2012年，我国塑料[1]制品的消费量从2264.4万吨增加到9400万吨，2013年上半年更是达到了8400万吨。众所周知，生产塑料的主要原料是石油，全世界每年有4%的石油

5、用于生产塑料，可见实现对废旧塑料的科学、合理回收再利用，能够节约大量不可再生能源资源。回收的废旧塑料90%用于生产再生塑料，因此实现对废塑料的有效回收能够产生良好经济效益，以2008年为例，该年我国回收再利用的废塑料有900万吨左右，按5000元/吨计算，可年创产值约450亿元。然而，相对于塑料庞大的消费量，其回收量却普遍不高。2008年，美国、英国、中国三国的废塑料回收率分别为6.5％、37.4%和30.5%，远远[2]落后于其他物品的回收率（报纸回收率约80％，瓦楞纤维板回收率约70％），大部分废塑料被燃烧或者丢弃在垃圾填埋场。究其原因，主要是由于目前塑料分类手段主要依靠人工分类，效率较

6、低且成本高；传统的自动分类技术受限于塑料种类、颜色等因素而不能实现大规模工业应用。为节约能量资源和保护环境，人们不断尝试应用新技术来攻克塑料分类的世界难题。1.2传统塑料分类技术塑料分类是个世界难题。目前主要塑料分类方法有人工分类法、近红外光谱技术、X-射线光谱技术和拉曼光谱技术：（1）人工分类。人工分类就是生产线上的工作人员根据废旧塑料制品上的塑料识[3,4]别码（表1-1）进行分类。首先，将可回收塑料与其他废品分开；其次，一旦塑料制品被单独分出以后，再寻找塑料制品上的标识码，根据标识码将不同种类的塑料分开。由于废塑料通常磨损严重，因此其标识码通常难以辨识；工作人员在分类的过程中不但要耗费

7、大量体力劳动，而且会接触到有毒气体环境（有些塑料在降解过程中会释放出有毒气体），对身体健康形成威胁。故人工分类法不但成本高而且效率低。1万方数据华中科技大学硕士学位论文表1-1.常见塑料的识别码（美国塑料工业协会—SPI）及主要制品SPI识别码塑料种类主要制品聚对苯二甲酸乙二醇酯饮料瓶，果酱罐，吸管（PET或PETE）饮料瓶，牛奶瓶，果酱罐，高密度聚乙烯（HDPE）沐浴乳瓶塑料杯，果汁瓶，聚氯乙烯（PVC）汽