高光譜(pu)成像(xiang)技術應用(yong)於廢舊紡(fang)織品識(shi)別與(yu)回收(shou)

中國(guo)是紡(fang)織(zhi)品生產(chan)和出口的(de)大(da)國(guo)，具備完整(zheng)的(de)產(chan)業鏈(lian)，最(zui)高的(de)加工(gong)配套水(shui)平，但是在(zai)中國(guo)紡(fang)織(zhi)業迅(xun)速(su)發展的(de)同(tong)時(shi)，其所帶(dai)來的(de)環(huan)境(jing)汙(wu)染問題也(ye)是客(ke)觀(guan)存在(zai)，目前紡織業(ye)的(de)環(huan)境(jing)汙(wu)染主(zhu)要(yao)來自於其生產過程中的(de)汙(wu)水(shui)、廢氣(qi)和噪聲(sheng)。近年(nian)來，為(wei)解決紡織(zhi)業(ye)所造(zao)成的(de)環(huan)境(jing)汙(wu)染問題，我國(guo)國(guo)務(wu)院會(hui)同國(guo)家(jia)發展改(gai)革(ge)委以及商務(wu)部(bu)、科技部(bu)等(deng)多(duo)部(bu)門出(chu)臺(tai)了(le)多(duo)項政策促進再(zai)生(sheng)資(zi)源回收(shou)利用(yong)行(xing)業(ye)發(fa)展，如2021年2月(yue)，國(guo)務(wu)院發(fa)布的(de)《關(guan)於加快(kuai)建(jian)立(li)健(jian)全綠色低碳(tan)循環(huan)發(fa)展(zhan)經(jing)濟體系的(de)指導意見》提(ti)出：加強再(zai)生(sheng)資(zi)源回收(shou)利用(yong)；鼓勵地方建(jian)立(li)再(zai)生(sheng)資(zi)源區(qu)域(yu)交易中心；加強廢舊服(fu)裝等(deng)再(zai)生(sheng)資(zi)源的(de)回收(shou)利用(yong)；提(ti)升資(zi)源產出(chu)率和回收(shou)利用(yong)率。在未(wei)來，廢舊紡(fang)織品行業(ye)將(jiang)得(de)到(dao)更(geng)大(da)的(de)支(zhi)持(chi)與(yu)發(fa)展。

據(ju)統計，每(mei)使用(yong)1千(qian)克廢舊紡(fang)織物，就可以降(jiang)低3.6千克的(de)二氧化(hua)碳(tan)排(pai)放量(liang)，節(jie)約(yue)水(shui)6000升，減(jian)少使(shi)用(yong)0.3千(qian)克的(de)化(hua)肥(fei)和0.2千克的(de)農(nong)藥，以廢舊衣(yi)物綜(zong)合利用(yong)率達到(dao)60%來計(ji)算(suan)，可(ke)節(jie)約(yue)耕地面積(ji)約(yue)占(zhan)全(quan)國(guo)棉(mian)花耕地面積(ji)的(de)46％。廢舊紡(fang)織品如果是棉(mian)、毛(mao)、麻(ma)等(deng)天(tian)然(ran)纖(xian)維(wei)制成的(de)服(fu)裝，回收(shou)後再(zai)加工(gong)，可(ke)以制(zhi)成(cheng)復合材料(liao)、保(bao)溫(wen)材料(liao)和填充材料(liao)。化(hua)纖(xian)服裝回收(shou)後經(jing)過(guo)再(zai)加工(gong)，可(ke)作為(wei)再(zai)生(sheng)纖(xian)維(wei)利用(yong)，制(zhi)成(cheng)產(chan)業用(yong)紡(fang)織(zhi)品，如濾網(wang)、防(fang)水(shui)材料(liao)、復合材料(liao)、包(bao)裝材料(liao)，用(yong)於建(jian)築、環(huan)保(bao)、農業(ye)、交通等領域(yu)。

隨(sui)著制(zhi)造(zao)產業(ye)的(de)突(tu)飛猛(meng)進，我國(guo)乃(nai)至(zhi)全球產生(sheng)的(de)廢舊衣(yi)物量(liang)也(ye)逐年增多(duo)。回收(shou)產(chan)業(ye)對(dui)更(geng)加創新(xin)性的(de)體系需(xu)求(qiu)逐漸增大(da)。並(bing)且(qie)，在(zai)統貨(huo)、分類(lei)、分揀(jian)、二次(ci)銷(xiao)售(shou)等環(huan)節(jie)中，經濟效(xiao)益(yi)都(dou)很高，尤其分揀(jian)環(huan)節(jie)是利潤最大(da)的(de)壹部(bu)分，隨(sui)著人(ren)們(men)環(huan)保(bao)意識(shi)的(de)增(zeng)強，加上(shang)國(guo)家(jia)逐步宣傳，舊衣(yi)回收(shou)理(li)念(nian)會深(shen)入(ru)人(ren)心，這(zhe)也(ye)為(wei)舊衣(yi)回收(shou)工(gong)作增(zeng)添(tian)了(le)便(bian)利和舊衣(yi)來源(yuan)，但是，我國(guo)目前主(zhu)要(yao)是采(cai)用(yong)人(ren)工(gong)分揀(jian)廢舊紡(fang)織物，存在(zai)分揀(jian)效(xiao)率低下(xia)、準(zhun)確(que)率不高等問題，嚴重制約(yue)了(le)我國(guo)廢舊紡(fang)織回收(shou)再(zai)生(sheng)產(chan)業的(de)發(fa)展，目前，我國(guo)年(nian)產(chan)廢舊紡(fang)織品超過2000萬噸，綜(zong)合利用(yong)率不足(zu)10%，大(da)部(bu)分沒(mei)有(you)得(de)到(dao)合理(li)的(de)回收(shou)利用(yong)，被(bei)焚(fen)燒和填埋(mai)。所以市(shi)場急需完整(zheng)完善(shan)的(de)廢舊服(fu)裝高效(xiao)自動化分類(lei)回收(shou)系統。

基(ji)於Specim高光譜(pu)成像(xiang)技術的(de)解(jie)決方案

我們(men)知(zhi)道(dao)不同材料(liao)的(de)紡(fang)織品在化(hua)學(xue)和分子(zi)結構(gou)上(shang)有(you)所不(bu)同，也(ye)就導致不同紡(fang)織物對(dui)不(bu)同波長的(de)電(dian)磁波的(de)吸收(shou)、反(fan)射(she)和透(tou)射(she)方(fang)式不同(tong)，這(zhe)些特(te)征(zheng)可(ke)用(yong)於利用(yong)高光譜(pu)成像(xiang)系統對紡織(zhi)品基於反(fan)射(she)光(guang)有(you)各自光譜特征(zheng)進(jin)行(xing)分析，能夠清(qing)楚識(shi)別不(bu)同(tong)紡(fang)織的(de)化(hua)學(xue)成(cheng)分，從(cong)而實(shi)現對紡織物進(jin)行(xing)自動分類(lei)。工(gong)作人(ren)員(yuan)使(shi)用(yong)Specim近紅外(wai)高光譜(pu)成像(xiang)系統對不同(tong)材質(zhi)紡(fang)織物進(jin)行(xing)的(de)實(shi)驗(yan)分析如(ru)下(xia)圖(tu)：

高光譜(pu)近紅外(wai)成像(xiang)分析系統結合合適(shi)的(de)分類(lei)算(suan)法可(ke)以對(dui)不(bu)同(tong)材質(zhi)、不(bu)同顏色的(de)紡(fang)織物以及對(dui)天然(ran)、動(dong)物和合成纖維(wei)分類(lei)識(shi)別。

易科泰(tai)SpectraScan^©高光譜(pu)成像(xiang)分析系統

SpectraScan^©高光譜(pu)成像(xiang)分析系統，基於易科泰(tai)自主(zhu)研(yan)發(fa)光(guang)譜成像(xiang)掃描(miao)平臺(tai)及Specim高光譜(pu)成像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)及自動在線分選單元(yuan)，可為(wei)紡織品、塑(su)料(liao)、廢紙等固(gu)廢物分類(lei)回收(shou)提(ti)供可(ke)行(xing)的(de)解(jie)決方案。

技術特點：

ü 嵌入式主(zhu)控系統，全中文操作系統，觸控屏+PC端(duan)GUI軟件(jian)雙重控制(zhi)，可(ke)無線(xian)控(kong)制

ü XYZ三軸(zhou)全自動運行，精準(zhun)定(ding)位(wei)掃描(miao)成(cheng)像(xiang)分析，運(yun)行(xing)精度優於1mm

ü 支持(chi)組合命令(ling)，可(ke)自定義(yi)Protocols，實(shi)現系統自動運行

ü 傳(chuan)感器(qi)選配：400-1000nm、900-1700nm、1000-2500nm波段(duan)推(tui)掃式高光譜(pu)成像(xiang)可(ke)選

ü 可選配SpecimONE高光譜(pu)成像(xiang)在(zai)線分選系統

應用(yong)案(an)例(li)：垃(la)圾分類(lei)、變(bian)廢為(wei)寶

 “垃圾是放(fang)錯(cuo)了(le)位(wei)置的(de)資(zi)源"，對垃圾進(jin)行正確(que)分類(lei)以及回收(shou)利用(yong)才可以使(shi)其變(bian)廢為(wei)寶實(shi)現再(zai)生(sheng)資(zi)源的(de)最(zui)大(da)效(xiao)益(yi)化。SpectraScan^©高光譜(pu)成像(xiang)分析系統具備強大(da)的(de)識(shi)別和分辨(bian)功能， 基(ji)於對(dui)不(bu)同(tong)“垃(la)圾"反射(she)光(guang)有(you)各自光譜特征(zheng)進(jin)行(xing)分析，可(ke)實(shi)現“垃圾"的(de)精準(zhun)識(shi)別與(yu)分類(lei)。下(xia)圖(tu)為(wei)易科泰(tai)光(guang)譜(pu)成(cheng)像(xiang)實(shi)驗(yan)室利用(yong)SpectraScan^©系統完成的(de)對(dui)混有(you)塑(su)料(liao)、木(mu)頭(tou)、紙、橡(xiang)膠(jiao)、織(zhi)物、皮(pi)革(ge)等(deng)不(bu)同(tong)垃圾的(de)識(shi)別。

參考資(zi)料(liao)：

[1].趙(zhao)國(guo)樑(樑).我國(guo)廢舊紡(fang)織品綜合再(zai)利用(yong)技術現狀及展(zhan)望[J].北(bei)京(jing)服(fu)裝學(xue)院學(xue)報(自然(ran)科學(xue)版(ban)),2019 39(01):98-104.

[2]. Hyperspectral imaging reducing textile waste.