激光探針技術(shù)塑料分類(lèi)算法的研究.pdf

1、塑料在工業(yè)企業(yè)和日常生活中均有著廣泛的應(yīng)用，為保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源，最好的方法是對(duì)廢舊塑料進(jìn)行回收再利用，而其中關(guān)鍵的問(wèn)題就是對(duì)塑料進(jìn)行分類(lèi)?，F(xiàn)有的塑料分類(lèi)技術(shù)包括X射線(xiàn)熒光光譜技術(shù)、近紅外光譜技術(shù)、拉曼光譜技術(shù)等。雖然上述技術(shù)可實(shí)現(xiàn)常用塑料的分類(lèi)，但是由于分析過(guò)程繁瑣費(fèi)時(shí)，難以滿(mǎn)足工業(yè)化快速分類(lèi)的需求。而激光探針技術(shù)由于具有快速、無(wú)需樣品預(yù)處理等特點(diǎn)，在高分子材料、金屬、土壤和陶瓷等領(lǐng)域檢測(cè)具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　圍繞塑料的激光

2、探針光譜快速分類(lèi)識(shí)別之目的，本文采用自主搭建的激光探針平臺(tái)，對(duì)影響塑料分類(lèi)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)參數(shù)（激光單脈沖能量、ICCD延遲時(shí)間和門(mén)寬）進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了最佳的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。并在空氣環(huán)境下對(duì)來(lái)自不同廠(chǎng)家和不同顏色的20種塑料進(jìn)行了快速分類(lèi)檢測(cè)研究。為避免金屬元素譜線(xiàn)帶來(lái)的干擾，本文僅選取塑料中主要非金屬元素，即碳、氫、氧、氮元素的6條光譜譜線(xiàn)作為特征譜線(xiàn)進(jìn)行快速分類(lèi)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用有監(jiān)督的支持向量機(jī)算法對(duì)20種塑料制品的算術(shù)平均識(shí)別精度為

3、96.6％。然后采用該算法將20種塑料中同類(lèi)型不同顏色的樣品歸為一類(lèi)，最后得到11類(lèi)樣品的平均識(shí)別精度為99.6%。
　　為進(jìn)一步提高分類(lèi)效率，研究了無(wú)監(jiān)督算法中的主成分分析法、K-均值算法和自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)監(jiān)督分類(lèi)，并利用 U-matrix算法對(duì)自組織特征映射分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行可視化。比較三種無(wú)監(jiān)督分類(lèi)算法的結(jié)果，基于 U-matrix算法的自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)塑料的聚類(lèi)結(jié)果最佳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將激光探針技術(shù)與無(wú)監(jiān)督算法結(jié)