KUSTA 4004M在线近红外多路复用光谱仪

KUSTA 4004近红外光谱仪基于反射光谱技术工作。一个集成在探头中的光源将红外光照射到样品上。这种红外光会导致样品成分的分子结构发生摆动。这些摆动在特定光谱范围内从光中吸取能量。不同的成分在特征波长处吸取能量。在光谱中出现了特征性的吸收带，这些吸收带与成分特征相关。从样品反射出来的光（包括吸收带）将被导向光谱仪的入口狭缝。光谱将由一台线阵相机在那里记录下来。线阵相机在用户定义的积分时间之后，通过USB接口将测量数据传输到内部控制计算机。

在上图中可以看到4个不同的光谱。在1700到1765纳米之间可以看到一些明显的吸收带（强度较低）。通过这一点的纳米位置，可以识别每个样品的材料。

下图展示了KUSTA 4004M的工作原理。通常在传送带上方安装一条探头线。探头线可以包含多达64个探头，这些探头连接到一个光学复用器。这个光学复用器可以在20毫秒内读取来自探头的测量数据。使用64个探头，每秒可以进行5800次测量。传送带上的每个测量点在1400到1910纳米的范围内进行128个波长的测量，动态范围为16位。

探头数量（即测量点）根据样品的大小进行选择。对于大样品的识别，可以选择较宽的网格和较少的探头，而小样品则需要更紧密的网格。下图展示了网格的示意图。

分辨率网格具有两个维度。一个是沿着传送带的方向，另一个是横跨传送带的方向。使用像PTT这样的探头线可以实现10毫米的轨道宽度（横跨传送带）。在传送带运动方向上的分辨率取决于传送带的速度。对于大样品，速度高达3米/秒仍然可以识别所有样品。

KUSTA 4004M在每次测量中都对波长和反射进行精确校准。校准不会受位置的影响而产生差异。这是确保精确测量结果的前提条件。而采用旋转多边形镜片的竞争产品无法进行反射校准。这意味着测量参数从一个测量点到下一个测量点可能发生变化，无法确定。因此，测量结果的精度较低。虽然可以对塑料进行粗略区分，但无法对聚合物细节进行区分。例如，更高分辨率的4 x 4毫米网格不能解决这个问题。

KUSTA解决方案由三个主要组件组成，根据需求进行选择：

· KUSTA 4004M，包括软件套件

· 探头或探头线和照明设备

· 光纤电缆

· （需要第三方组件才能完成整个设备）

LLA不提供完整的（分选）机器。LLA的组件由我们的OEM合作伙伴集成到完整的机器中。通常需要机械组件（如传送带和排出装置）以及逻辑组件（如PLC）才能完成一台机器。

KUSTA本身由两个物理构建模块组成，光学复用器和近红外光谱仪（包括工业计算机）。这两个模块都设计为适应19英寸机架。作为标准选项，这两个构建模块都可以在空调设施中进行交付。根据要求，这两个构建模块也可以分开交付（OEM版本：KUSTA M/32-OEM，KUSTA M/64-OEM），以安装在已经存在的设施中。光学复用器有两种不同版本，可连接最多3个（KUSTA M/32）或最多64个（KUSTA M/64）探头。

在在线使用过程中，KUSTA通常由PLC控制。操作员可以通过内置于机箱中的触摸屏进行手动输入，以便在恶劣环境条件下提供保护。

KUSTA M还可以选择配备可选的彩色传感器。彩色信息与物料信息一起在每个探头上提供，不需要进行权衡。

KUSTA提供了广泛的探头选择。单个探头（如PT）适用于大型零件的识别，并可以自由排列。另一方面，探头线（即单个探头的物理组合）具有固定的探头网格，尽管该网格可以根据需求进行制造。典型的探头线宽度为1000和2000毫米。

所有探头都需要照明。根据所选探头的不同，照明装置可以集成或单独交付。

不同的探头是为特定要求而开发的。测量可以在反射（分析样品反射的光）或透射（分析透过样品的光）中进行。后一种方法适用于透明薄膜等材料。透射光的强度要比反射光弱得多。PMT探头的光单元安装在传送带上方，光纤光学传感器集成在一条槽中，接收透过透明样品的光。

PTT探头线以反射方式进行测量。探头可以非常靠近：10毫米甚至更小的间距是可能的，可以准确识别碎片材料。探头线以500毫米的单位交付（标准），可以无缝连接到更宽的单元上。

KUSTA的一个特殊功能是可以将PSP探头（用作手持扫描仪）连接到KUSTA 4004M上。这样可以在不需要停止在线识别的情况下，使用同一台KUSTA手动识别材料。KUSTA 4004M上的一个空闲通道将用于连接PSP探头。可以加载单独的手持扫描仪识别软件。

探头通过特殊的光纤光缆与KUSTA连接。根据需求可以选择光缆的长度。虽然出于商业原因不建议使用超过10米的长度，但实际上可以实现。使用特殊的光纤，限制了传输的相关光信号的衰减。

LLA设计了特殊的插头，在探头-光缆和光缆-KUSTA之间的传输点限制了光的散射。

KUSTA 4004M在全球的塑料和纸张回收领域已经得到了实践验证。

但是，KUSTA 4004M还可以在许多其他应用中发挥作用，例如：

· 分析传送带上饼干中的脂肪含量

· 在棉花中识别塑料包装残留物

· 在麦秸中识别不需要的杂质

· 矿物质评估

KUSTA软件 KUSTA计算机运行Windows嵌入式操作系统。除了随KUSTA交付的操作软件KustaMPL之外，还提供了一些其他软件工具。所有这些软件都是Windows应用程序。

KustaMPL： KUSTA M的操作软件，负责光谱识别。所有KUSTA M设备均附带此软件。

KUSTA M的可选软件包括：

· KustaMonitor（远程诊断）

· KustaBelt（在线显示传送带负载）

· KustaControl（设置和测试程序）

· 备份（用于创建LLA程序和设置的完整备份）

对于塑料识别的定性和定量评估，已经存在一些识别程序。为了开发特定于客户的应用程序，提供了KustaSpec。

其他规格：

· 无接触和无破坏的基于近红外光谱的测量

· 测量绝对反射取决于波长，范围为1400到1910纳米

· 探头数量：1到64

· 光谱仪、控制电子设备、工业PC

· 尺寸：600毫米 x 610毫米 x 515毫米（包括空调单元宽度为700毫米）

· 重量：56公斤（净重，仅指KUSTA 4004M）

· 操作系统：Windows XP嵌入式；Pentium M 1.8 GHz，RAM 512 MB，固态硬盘32 GB

· VGA，PS/2键盘，COM，USB，以太网接口

· KustaMPL，包括根据选择的应用程序提供的应用软件和分析软件

· 可选：光谱开发软件

· 温度范围：+0到+40摄氏度

· 湿度范围：20%到80%

· 电源：30 V ~ 50 Hz，保险丝4 A（可选115 V ~ 60 Hz）