Multiplexed NIR Spektrometer Technologie

NIR Identifikation im Sortierprozess

Multiplexed NIR Spektrometer werden überwiegend in Sortieranlagen im Kunststoffrecycling eingesetzt. Abfall wie z.B. Haushaltsabfälle werden im Sortierprozess vom optischen Spektrometer erfasst und analysiert um danach aussortiert zu werden.

KUSTA1.9MPL-24V - Multiplexed NIR Spektrometer im Recycling

KUSTA1.9MPL-24V - Multiplexed NIR-Spektrometer für die Materialerkennung in Sortieranlagen
KUSTA1.9MPL-24V - Multiplexed NIR-Spektrometer für die Materialerkennung in Sortieranlagen

Materialerkennung in Sortieranlagen

Bei dem multiplexed NIR-Spektrometern KUSTA1.9MPL-24V (vormals KUSTA1.9MPL) handelt es sich um schnell scannende Nah-Infrarot-Sensoren, die zur Identifikation von Schüttgütern in Sortieranlagen eingesetzt werden. Der Stoffstrom wird dabei auf einem Förderband vereinzelt unter der Beleuchtungseinheit hindurchgeführt und die reflektierte Strahlung über Lichtleitkabel dem Spektrometer zugeführt. Dort werden 64 Messspuren mit bis zu 70 Hz abgescannt und das Identifikationsergebnis über ein serielles Protokoll (Ethernet) zur Prozesssteuerung übertragen.

KUSTA1.9MPL-24V wird dabei überwiegend im Kunststoffrecycling und Altpapierrecycling genutzt. Je nach Anwendungsgebiet werden die Standardapplikationen für z.B. Papier- oder Kunststoffsortierung mitgeliefert, die es ermöglichen verschiedene Materialsorten nach frei wählbaren Kriterien auszutragen.

In der ab Januar 2016 erhältlichen Version „24V“ ist die optische Multiplexereinheit zusammen mit dem Spektrometer und einem integrierten RGB Sensor in einem separaten Gehäuse mit Schutzgrad IP65 untergebracht, welches direkt am Messkopf montiert werden kann. Auf Grund der hohen Messgeschwindigkeit (Scanrate) können die Materialien selbst auf 2 bis 3 m breiten Bändern bei Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s gemessen werden. Für die Erfassung von Teilen < 30 mm wird die Multispektralkamera KUSTAx.xMSI empfohlen.

Optionales Zubehör ist unter der Gerätetechnik aufgelistet.
Die geeignete Gerätesoftware HIER.


Schematische Darstellung einer Sortieranlage mit KUSTA1.9MPL-24V

Schematische Darstellung einer Sortieranlage mit KUSTA1.9MPL-24V


Technische Spezifikation KUSTAx.xMPL-24V

  KUSTA1.9MPL-24V
Messmethode Berührungslose und zerstörungsfreie Messung auf der Grundlage der NIR-Spektroskopie; Messung der absoluten Remission in Abhängigkeit von der Wellenlänge
Wellenlängenbereich 1,36 µm – 1,94 µm
Spektrale Auflösung < 8 nm
Dispersion pro Pixel 4 nm
Scanrate 30 Hz - 70 Hz
Anzahl der Messspuren Max. 64
16bit RGB Sensor Integriert
Betriebsspannung Optikeinheit 24V DC, max. 3,6A (ohne Industrie-PC und Schaltschrankheizung)
Betriebsspannung Industrie PC 24V DC, max. 4,8 A
Betriebsspannung Schaltschrankheizung PC 24V DC, 7A, 150 W
Spannungsversorgung 24V-Netzteil 90…265 V AC, 50-60 Hz, Sicherung 20 A (T)
Input: 100 V ... 240 V AC, Output: 24V DC / 20A
Umgebungstemperatur +5 °C bis +45 °C
Luftfeuchtigkeit Im Betrieb: 50 % - 95 %
20 % bis 70 % rel.
Gewicht 31 kg
Maße (B x H x T) 500 mm x 500 mm x 300 mm
Grundgerät Optikmodul bestehend aus Spektrograph, optischem Multiplexer, und Steuerelektronik im Schaltschrankgehäuse der Schutzklasse IP65,
Extern: Industrie-PC, 24V- Netzteil
PC-Konfiguration Betriebssystem Windows® 7 Embedded, 1,7 GHz, 8 GByte RAM,
Solid State Disk 80 GByte, Anschlüsse: DVI, COM, USB, Ethernet
Software Steuersoftware MPL, Analysesoftware KustaAna, kundenspezifische Analyseroutinen Optional: Spektrometrische Entwicklungssoftware KustaSpec
Bedienung Prozessmodus: Die Prozesseinheit kommuniziert mit dem Industrie-PC, der die Spektren auswertet, über eine Ethernet Schnittstelle. Eine Steuerung über TFT-Display, Maus und Tastatur ist für Servicezwecke möglich, aber nicht im Lieferumfang enthalten.
Messkopfzeilen PMAmpl (Remission) oder PMT (Transmission)
Lieferumfang Multiplexed NIR Spektrometer KUSTAx.xMPL-24V, Industrie-PC, 24V-Netzteil

Produktfoto

KUSTA1.9MPL-24V und Beleuchtungseinheit PMAmpl

 

Download Produktbroschüre

KUSTA1.9MPL-24V (PDF)

uniSPEC1.9MPL-24V - Multiplexed NIR Spektrometer in der Forschung

uniSPEC1.9MPL-24V - Multiplexed NIR-Spektrometer in der Qualitätskontrolle, Bsp. Prozessanalyse von Brillengläsern
uniSPEC1.9MPL-24V - Multiplexed NIR-Spektrometer in der Qualitätskontrolle, Bsp. Prozessanalyse von Brillengläsern

NIR Messtechnik in der Qualitätskontrolle

Das multiplexed NIR-Spektrometer uniSPEC1.9MPL-24V (vormals uniSPEC1.9MPL) wurde für die analytische Bewertung von Materialien im Produktionsprozess entwickelt.

Die hohe spektrale Auflösung des multiplexed NIR-Spektrometer ist für wissenschaftliche Anwendungen hervorragend geeignet. Zusätzlich sind die hohe Lichtstärke und große Empfindlichkeit der Spektrometer ideal für die Anwendung in quantitativen Analysen und die Bewertung von Materialströmen in schnellen Prozessen. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz der Spektrometer im Bereich der Lebensmittel-, Kunststoff- und Papierindustrie als online-Analytik, bei der Schichtdickenmessung zur Kontrolle von Coatings u.v.m.

Für jede der genannten Anwendungen werden kundenspezifisch Analysemodule erstellt. Die im Lieferumfang enthaltene Steuerungssoftware der Spektrometer wird auf Kundenwunsch angepasst. So kann die Kundenbedienoberfläche individuell designed und angepasst werden. Die Software kann ebenfalls genutzt werden, um Messdaten zur späteren Auswertung abzuspeichern oder Parameter im laufenden Prozess zu verändern.

Die multiplexed NIR-Spektrometer können mit Messkopfzeilen (64 Spuren) über Lichtleitfasern verbunden werden. Dadurch ist die ortsaufgelöste Erfassung von Materialströmen möglich.

Über ein standardisiertes Interface (z.B. Profibus, Ethernet) werden die Analyseergebnisse automatisch an die nachgeschaltete Steuerung (z.B. Düsensteuerung) in Echtzeit weiter-gegeben. Dadurch kann fehlerhaftes Material (Störstoffe, Ausschussware, Fremdstoffe, Verunreinigung) zuverlässig identifiziert und aussortiert werden.


► Qualitative und quantitative Analyse in der Kunststoffindustrie
► Analytische Bewertung von Industriemineralien
► Bewertung von Schichten in der Druckindustrie
► Analytische Bewertung in der Lebensmittelindustrie

Technische Spezifikation uniSPEC1.9MPL-24V

Optionales Zubehör

Optionales Equipment für KUSTA1.9MPL-24V und uniSPEC1.9MPL-24V

Die multiplexed NIR-Spektrometer KUSTA1.9MPL-24V und uniSPEC1.9MPL-24V können optional mit zusätzlichen

■ Prozessmessköpfe und Einzelmessköpfe,
■ Kalibrierung CUa und CLm und
■ Ventilsteuerung für pneumatische Austrageinheiten geliefert werden.

Alle Informationen zu diesem Zubehör finden Sie hier detailliert beschrieben.

Prozessmessköpfe und Einzelmessköpfe

Messkopfzeile PMAmpl
Messkopfzeile PMAmpl

Die Prozessmessköpfe sammeln das von den Proben remittierte bzw. durch die Proben transmittierte Licht. Über Lichtleitkabel wird das Licht zum Spektrometer geleitet. Passend für das jeweilige Einsatzgebiet stehen Einzelmessköpfe und Messkopfzeilen zur Auswahl. Die entsprechend gestalteten Messkopfzeilen werden an die multiplexed NIR-Spektrometer KUSTA1.9MPL-24V oder uniSPEC1.9MPL-24V angeschlossen.


Messkopfzeilen und Komponenten

Die Messkopfzeile PMAmpl besteht aus zwei parallelen Beleuchtungseinheiten (LU) und einer integrierten Optikleiste (OL). Alle drei Elemente werden durch eine Platte an den beiden Enden befestigt. Durch diese zweiseitige Beleuchtung des Materialstroms wird eine Schattenbildung minimiert und somit die Erkennungsgenauigkeit erhöht.

Befestigungswinkel ermöglichen die Montage der Messkopfzeile in einem Rahmen über dem Förderband. Gummipuffer sind zur Schwingungsdämpfung aufgenommen. Hitzebeständiges Glas ist vollflächig vor der Optikleiste (OL) angebracht, um diese in der Messkopfzeile vor Verfärbung und Beschädigungen zu schützen. Eine aktive Kühlungsabdeckung und automatische Kalibrierung stehen optional zur Verfügung.

Die Messkopfzeile PMT besteht aus einer Optikleiste unterhalb des Ablaufes und einer Beleuchtungseinheit. Die PMT dient für die Auswertung von transparentem Material, wie Kunststoff-Folien.

Kundenspezifische Gestaltung der Messkopfzeilen

Die Ausgestaltung der Messkopfzeilen erfolgt auf der Grundlage folgender kundenspezifischer Anforderungen:
■ Anzahl der gewünschten Messspuren
■ Geschwindigkeit des Materialstroms
■ Messbreite für den gesamten Materialstrom (Förderbandbreite)
■ Dichte des Materialstromes
■ 120 V Variante verfügbar

Die Messkopfzeilen sind für Messbreiten von 500 mm (PMAmpl500) bis 2800 mm (PMAmpl2800) konstruiert. Standardlängen für Förderbandbreiten sind 1000 mm, 1600 mm, 2000 mm und 2800 mm. Das Messspurraster ist anwendungsspezifisch zwischen typisch 20 mm und 50 mm wählbar. Die Einkoppeloptiken der Lichtleitkabel realisieren eine minimale Messspurbreite von 25 mm. Angepasst an die Materialgröße werden zwei Ausführungsvarianten angeboten: die freie Durchfahrtshöhe beträgt ca. 300 mm (LR30) oder ca. 500 mm (LR50).

  PMAmpl PMT
Messverfahren Remission Transmission
Messkopfaufbau Kompakteinheit mit Messoptik (OL) und doppelseitiger Beleuchtungseinheit (LU) Messoptik und Beleuchtungseinheiten getrennt
Messabstand 240 mm - 300 mm (Version LR30)
420 mm - 500 mm (Version LR50)
Abstand zwischen Messoptik und Beleuchtungseinheit 300 mm
NIR Strahler Halogenstablampen, 230 V oder 120 V Versionen verfügbar
Standardlängen 1000 mm, 1600 mm, 2000 mm, 2800 mm*  -----

*Sonderlängen zwischen 500 mm - 2000 mm sind im 200 mm - Raster auf Anfrage verfügbar.

Kalibrierung CUa und CLm

Kalibrierung CUa
Kalibrierung CUa

Ventilsteuerung für pneumatische Austrageinheiten

Ventilsteuerung für pneumatische Austrageinheiten; Abb. Software; auszutragendes Material
Ventilsteuerung für pneumatische Austrageinheiten; Abb. Software; auszutragendes Material

Die NIR-Prozess-Spektrometer KUSTA1.9MPL-24V und uniSPEC1.9MPL-24V können mit einer optionalen Ventilsteuerung für pneumatische Austrageinheiten von Sortiermaschinen ausgestattet werden. Zusammen mit der standardmäßigen Gerätesteuersoftware existiert für Maschinenbauer jetzt eine Komplettlösung zur Realisierung von Sortierprozessen.

Die Ventilsteuerungseinheit besteht aus einem Ethernet-Buskoppler, an dem digitale Ausgangsklemmen mit jeweils 16 Einzelkanälen angereiht sind. Je nach gewünschter Ausbaustufe können bis zu 1024 einzelne schnellschaltende Druckluftventile gesteuert werden. Der Buskoppler wird über die Ethernet-Schnittselle direkt mit dem Steuer-PC des Prozess-Spektrometers verbunden.

In der Gerätesteuersoftware KustaMPL sind die entsprechenden Funktionen zur Kommunikation mit der Ventilsteuerungseinheit bereits implementiert. Es kann eine individuelle Materialerkennungsmethode geladen und die auszutragenden Sorten einfach in einer Sortentabelle ausgewählt werden. Die Gerätesteuersoftware sendet die entsprechenden Steuersignale während des laufenden Sortierprozesses dann in Echtzeit zur Ventilsteuereinheit. In der Gerätesteuersoftware lassen sich auch wichtige Parameter für die Ventilsteuerung wie z. B. Zeitverzug zwischen Erkennung und Austragung (Delay) und die Öffnungszeiten der Ventile einstellen.

 

Technische Spezifikation

Ethernet-Buskoppler

Anschluss 2 x RJ-45
Übertragungsrate 10/100 Mbits/s
Spannungsversorgung 24 V DC (-25 % ... +30 %)
Eingangsstrom max. 280 mA bei 24 V DC
Max. Anzahl digitaler Ausgangsklemmen 64
Schutzart IP 20


16-Kanal-Digitalausgangsklemme

Anzahl Ausgänge 16
Spannungsversorgung über Leistungskontakt 24 V DC
Ausgangsstrom pro Kanal max. 0,5 A
Leistungsquerschnitt

eindrähtig:
0,08 ... 1,5 mm²
feindrähtig:
0,25 ... 1,5 mm²