(57)【要約】  ひとかたまりの混合された細かな非鉄金属及び絶縁された電線から細かな非鉄金属及び絶縁銅線を分類するためのシステムであり、誘導性近接検出器アレイ、プロセッシングコンピュータ及び分類機構を有する。誘導性近接検出器は細かな非鉄金属及び絶縁銅線の位置を特定する。プロセッシングコンピュータは分類機構に前記細かな非鉄金属及び絶縁銅線（非金属材料ではなく）を、分離された箱に入れるための指示を出す。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合材料片を搬送するコンベアベルトと、
前記コンベアベルトの幅にわたって配置され、かつ前記コンベアベルトの上部表面の近傍に磁界を放出し、さらに前記金属片が磁界内にて検出されると電気信号を発生する誘導性近接センサアレイと、
分離ユニットと、
前記複数の誘導性近接センサアレイ及び前記分離ユニットに接続されるコントローラとを備え、
前記コントローラが金属片を検出したという電気信号を受信すると、前記コントローラは前記混合材料片から前記複数の誘導性近接センサによって検出された前記金属片を分離するための指示を前記分離ユニットに出す、混合材料から金属片を選別するための分類装置。
【請求項２】
前記誘導性近接センサは、高周波数誘導性近接センサである請求項１記載の分類装置。
【請求項３】
前記誘導性近接センサは、センサ間のクロストークを防ぐ距離によって複数列センサに分離され、さらに隣接する列の相互のセンサは千鳥状様式にオフセットしている請求項１記載の分類装置。
【請求項４】
前記誘導性近接センサは、第１の周波数で動作する第１グループの誘導性センサ及び前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で動作する第２グループの誘導性センサとを含み、さらに前記第１グループの前記センサは前記第２グループの前記センサに隣接して配置される請求項１記載の分類装置。
【請求項５】
前記分離ユニットは、前記コンベアベルトの終端にわたって取り付けられるエアジェットアレイを含み、前記コンベアベルトの終端で落下する金属片をそらせる請求項１記載の分類装置。
【請求項６】
前記金属片用の第１の箱と、
前記金属片ではない混合材料用の第２の箱とをさらに備え、
前記エアジェットアレイは前記金属片を前記第１の箱にそらせる請求項５記載の分類装置。
【請求項７】
前記分離ユニットは、前記コンベアベルトの終端にわたって取り付けられ、さらに前記コンベアベルトの終端から落下する前記金属片ではない前記混合材料をそらせる請求項１記載の分類装置。
【請求項８】
前記金属片用の第１の第１の箱と、
前記金属片ではない混合材料用の第２の箱とをさらに備え、
前記エアジェットアレイは前記金属片ではない前記混合片を前記第２の箱にそらせる請求項７記載の分類装置。
【請求項９】
前記コントローラは、予め決定された値よりも小さな信号を無視することによる、複数の誘導性近接センサからのフィルタ信号を有する信号強度アルゴリズムを備え、前記コントローラは前記金属片に関する信号が前記予め決定された値よりも大きいときのみ、前記金属片を分離することを前記分離ユニットに指示するだけである請求項１記載の分類装置。
【請求項１０】
前記誘導性近接センサは、前記コンベアベルトの上部表面の下のカウンタボアホールに取り付けられ、前記各センサと前記コンベアベルトの上部表面との間の距離が変動されるように前記センサの位置は調整されることができる請求項１記載の分類装置。
【請求項１１】
金属及び混合材料を搬送するための表面と、
前記表面の下のカウンタボアホール内に取り付けられて、前記金属が誘導性近接センサの極近傍で検出されると前記センサが電気信号を生成する誘導性近接センサアレイと、
分離ユニットと、
前記複数の誘導性近接センサアレイ及び前記分離ユニットに接続されるコントローラとを備え、
前記コントローラは前記混合材料から前記誘導性近接センサによって検出された金属を分離することを前記分離ユニットに指示する、混合材料から金属片を選別するための分類装置。
【請求項１２】
各センサは、センサホールに取り付けられ、及び前記誘導性近接センサアレイは複数のセンサ列を含み、さらに隣接列のセンサ検出領域が少なくとも２０％オーバーラップするように前記隣接列にあってセンサがオフセットしている請求項１１記載の分類装置。
【請求項１３】
前記誘導性近接センサは、第１の周波数で動作する第１グループの誘導性センサ及び前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で動作する第２グループの誘導性センサとを含み、前記第１のグループのセンサは前記第２グループのセンサに隣接しており、さらに前記第１グループの前記センサは前記第２グループの前記センサに隣接して配置される請求項１１記載の分類装置。
【請求項１４】
前記コントローラは、予め決定された値よりも小さな信号を無視することによる、複数の誘導性近接センサからのフィルタ信号を有する信号強度アルゴリズムを備え、前記コントローラは前記金属片に関する信号が前記予め決定された値よりも大きいときのみ、前記金属片を分離することを前記分離ユニットに指示するだけである請求項１１記載の分類装置。
【請求項１５】
前記誘導性近接センサの位置は、前記各センサと前記コンベアベルトの上部表面との間の距離が変動されるように調整される請求項１１記載の分類装置。
【請求項１６】
金属及び混合材料を搬送するための表面と、
誘導性近接センサの検出範囲内で前記金属が検出されると電気信号を生成する第１の誘導性近接センサアレイ及び第２の誘導性近接センサアレイと、
前記混合材料から前記金属を分離する分離ユニットと、
前記複数の誘導性近接センサアレイ及び前記分離ユニットに接続されるコンピュータとを備え、
前記第１の誘導性近接センサアレイは前記表面の下に第１の距離で取り付けられ、前記第２の誘導性近接センサアレイは前記表面の下に第２の距離で取り付けられ、さらに前記コンピュータは前記第１の近接センサアレイ又は前記第２の近接センサアレイによって前記混合材料から検出された前記材料を分離することを前記分離ユニットに指示する、混合材料から金属片を選別するための分類装置。
【請求項１７】
第１の金属片が前記第1の誘導性近接センサアレイによって検出され、第２の誘導性近接センサアレイによって検出されないと、前記コンピュータは第１の破片が第１のタイプの金属であると特定し、さらに第２の金属片が前記第１の誘導性近接センサ及び第２の誘導性近接センサでも検出されると、前記コンピュータは第２の破片が第２のタイプの金属であると特定する請求項１６記載の分類装置。
【請求項１８】
前記コンピュータは、前記第１の破片を第１の分離箱に置くこと及び前記第２の破片を第２の分離箱に置くことを前記分離ユニットに指示する請求項１７記載の分類装置。
【請求項１９】
前記第1の誘導性近接センサアレイは前記表面の上部表面の下のカウンタボアホール取り付けられ、各センサと前記表面の間の距離が変動されるように前記センサの位置が調整される請求項１６記載の分類装置。
【請求項２０】
前記分離ユニットは、前記コンベアベルトの幅を横切って方位が合わされ、さらにコンベアベルトの一終端に隣接して配置されるエアジェットアレイを含む請求項１６記載の分類装置。
【請求項２１】
高い摩耗ファクタ及び複数のカウンタボアホールを有する低率ファクタを伴う耐摩耗性ポリマによって製造されたセンサプレートをさらに備え、
前記第１の誘導性近接センサアレイは前記複数のカウンタボアホール内に取り付けられる請求項１６記載の分類装置。
【請求項２２】
前記金属及び前記混合材料を搬送するための前記表面は、いかなる炭素も含まずさらに厚さが周知の前記コンベアベルトの上部表面である請求項１６記載の分類装置。
【請求項２３】
前記誘導性近接センサのそれぞれはホールに取り付けられ、さらに第１列のセンサの検出領域が第２列の検出領域に８０％未満でオーバーラップするように、複数の列に千鳥状に分離される請求項１６記載の分類装置。
【請求項２４】
各センサは、センサホールに取り付けられ、及び前記第１の誘導性近接センサアレイは複数のセンサ列を含み、さらに第１列のセンサ検出領域は２０％以上隣接列の検出領域からオフセットしている請求項１６記載の分類装置。
【請求項２５】
前記誘導性近接センサは、第１の周波数で動作する第１グループの誘導性センサ及び前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で動作する第２グループの誘導性センサとを含み、前記第１のグループのセンサは前記第２グループのセンサに隣接しており、さらに前記第１グループの前記センサは前記第２グループの前記センサに隣接して配置される請求項１６記載の分類装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
再生利用可能金属は固体廃棄物生成の著しい負担の原因となる。ごみ処分場に金属処分の処理を行なわせるを金属物体を再生することで避けることが強く望まれている。混合された廃棄物のかたまりから金属を再生利用するためには、金属片が特定され、その後、非金属片から分離されなければならない。歴史的に、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び４０ｍｍより小さなサイズの他の非伝導性破片は、回収されなかった。必要なのは、ステンレス鋼鉄の小片、アルミニウム／銅の放熱線、銀の回路基板、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性破片を他の細かな非金属材料から選別できるシステムである。
【０００２】
（発明の概略）
本発明は、同じような大きさの混合金属片のグループから４０ｍｍより小さいサイズの金属材料を分類するためのシステム及び装置である。前記システムによって分類される金属は、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属である。本発明によるシステムは、誘導性近接センサアレイを目標とする材料を動いているコンベアベルト上で検出するために使用する。前記センサアレイは、前記目標金属の動きを追跡し、さらに前記目標材料を前記コンベアベルトの終端範囲にて分離することを分離ユニットに指示する。
【０００３】
一具現化例にあって、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属及び他の非伝導性破片材料は、前記破片を誘導性近接センサアレイに搬送する薄いコンベアベルト上に置かれる。前記誘導性近接センサは、前記コンベアベルトの幅及び前記材料の経路に一つ以上のアレイが及ぶように配列される。前記アレイ内のセンサは、近接しているが接近したセンサ間の検出干渉を引き起こすところの「クロストーク」を避けるに十分な間隔を空けられて配置される。前記センサは、前記コンベアベルトの幅を横切り、さらにその長さに沿って互い違いに配列される。この配列は、複数のセンサの内の少なくとも一つに前記コンベアベルトの幅を横切るいずれの場所に目標の破片が置かれていても、その目標の破片を検出させる。相互の位置に加えて、異なる周波数で動作するセンサを使用すること及びことによると交互のパターンで相互に近接して異なるセンサを配置することでクロストークを避けることも可能である。より多くのセンサを前記幅を横切る方向に配置すると、システムは目標破片の位置をより正確に判断できる。
【０００４】
各センサアレイは、特別なタイプの金属材料を検出するために構成できる。異なる金属材料は、異なる「コレクションファクタ」を有する。これは、ある種の材料を誘導性近接センサによって他の材料よりもたやすく検出させる。各センサアレイは、材料の移動経路の幅に広がり、さらに特別なタイプの材料を検出することを意図されている。各アレイは、複数の周波数を有するセンサを用い、さらにクロストークを避けるために千鳥状の列に分離することができる。さらに材料搬送システムの領域内にて混合された複数アレイのセンサを有することも可能である。
【０００５】
誘導性近接センサはコンベアベルトの上部表面に向けて上向きに向くように配置されている。前記センサは、センサが特別のタイプの材料を検出できる最大距離である貫通距離を有する。前記貫通距離は、２２ｍｍよりも少なく、４０ｍｍよりも大きい範囲に及ぶことができる。異なる材料は、「コレクションファクタ」によって表わされる異なる検出距離を有する。コレクションファクタは、０から１．０＋に及ぶ。センサの前記検出距離は、材料検出範囲を判断するためにコレクションファクタによって乗算される。
【０００６】
目標の破片がセンサアレイの上に接近して移動すると、複数のセンサの少なくとも一つが電気信号を発生する。しかし、いくつかの具現化例にあって、複数の目標材料を検出することは所望されないかもしれない。これは、コンベアベルトの下のセンサ深さを制御することによって達成される。前記複数のセンサがコンベアベルトに接近して配置されると、全てのセンサは全ての目標材料を検出する。しかし、センサが前記表面の下にある距離で配置されると、そのようなセンサは高コレクションファクタを有する材料を検出するが、低コレクションファクタを有する材料を検出しない。このシステムは、異なるタイプの材料を選択的に検出、特定及び区別する複数のセンサアレイによって構成される。例えば、第１のセンサアレイは、前記ベルトの上部の面に近接して配置され、第２のセンサアレイは前記面の下の窪んだ所に組み込まれる。前記第１のアレイは、全ての目標材料を検出し、前記第２のアレイは高コレクションファクタを有する目標材料のみを検出する。このシステムはその後この情報を目標材料を分離するだけでなく、低コレクションファクタの材料から高コレクションファクタの材料を分離するために用いることができる。
【０００７】
コンピュータ又は他のプロセッサが前記センサアレイに接続されている。前記プロセッサは、前記センサアレイのどのセンサが目標破片を検出し、その後コンベアベルトの幅を横切る目標材料の位置に関連づける。システムは、コンベアベルトの速度及びセンサとコンベアベルトの終端との間の距離も把握している。ひとつの目標破片がコンベアベルトの終端に到達する時間は、前記距離を速度で除算することにより判断され、さらに前記幅を横切る前記目標破片の位置は前記アレイ内の具体的なセンサ検出結果によって判断される。このシステムは、その後、前記目標破片が前記コンベアベルトの終端までの、いつ及びどこに来るのかを予測する。
【０００８】
コンピュータは、分類システムを制御するために前記目標材料の位置情報を用いる。コンピュータは、前記予測された時間における検出された幅位置での前記破片の選択的な除去を選別ユニットに命令する。一具現化例にあって、分類システムは、前記コンベアベルトの終端に取り付けられるエアジェットアレイを備える。細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属が検出されると、コンピュータは前記金属破片がコンベアベルトの終端に到達する時間分前記エアジェットの操作を同調させる。さらに、詳しくは、前記目標破片の位置に対応する一つ以上のエアジェットが、前記破片がコンベアベルトから落下するときに前記目標破片を進路からそらすために作動される。この目標破片は選別回収箱内にそらされて収納される。前記エアジェットは、非金属破片がコンベアベルトの終端に達しても作動されず、よって非金属破片は非金属破片収納箱内に落ちる。分別された細かな非導電性の非鉄金属片及び絶縁電線片はその後再利用されるか、或いは異なるタイプの材料を選別するために再選別される。
【０００９】
上述したように、異なるタイプの目標材料をそれらのコレクションファクタに基づいて選択的に検出することが可能である。このタイプのシステムは、エアジェットのパワーが制御される。非金属材料がスクラップ箱にエアジョット作動を伴わずに落下するが、このシステムは検出される材料のタイプに基づいた異なるエアジェットパワーを適用できる。例えば、低コレクションファクタの破片は低パワーエアジェットにより第１の分別箱内にそらされ、一方高コレクションファクタの破片はより強力なエアジェットにより第２の分別箱内にそらされる。
【００１０】
他の具現化例にあって、複数コンベアベルト分類システムが、異なるコレクションファクタ材料に基づいて複数の分離を行うのに用いられてもよい。第１の分類システムは、目標金属を非金属から分離する。その目標金属は、その後、第２のコンベアベルト上に置かれ、さらに高コレクションファクタ材料を選択的に検出する第２のセンサアレイの上を通る。前記システムは、その後、高コレクションファクタ材料を低コレクションファクタ材料から分離するであろう。追加的な選別は所望にて行われる。この分類システムは、これまでより正確な分類、具体的には、鉄鋼、アルミニウム、銅及び真鍮を分類する有益な選別であり、よって本システムはリサイクルをより効果的に行うことができる。
【００１１】
（詳細な説明）
本発明は、誘導性近接センサを目標材料断片の特定のため、及び選別のために使用する分類システムに主として適用しているが、システム能力を最適化するのに有効な他のシステムもある。本発明のシステムによって用いられる混合材料は理想的には、小さな又は細かい破片である。これらは、種々の材料によってなる。一具体例にあって、混合材料はシュレッダーから排出され、さらにより大きな破片から小さな破片を分離する回転ふるい機又は他のタイプのふるい装置でサイズに基づいて選別される。好ましい具現化例にあって、４０ｍｍより小さな断片は４０ｍｍより大きな断片から分離される。
【００１２】
これらの細かな断片は、さらに鉄及び導電性非鉄金属材料を分離するためにさらに処理される。混合された細かな断片は、磁気的な鉄材料を除去する磁気選別機に通される。細かな非鉄材料は、その後、導電性非鉄材料を除去するために渦電流分離機を通過させられる。他の金属センサが、前記渦電流分離機によって捕り損なわれた他の導電性材料を除去するために使用される。
【００１３】
さまざまな他の処理が残りの混合材料を分離し又は準備するために本発明のシステムによる処理により実行される。たとえば、比重分離装置はプラスチック、ゴム及び木材製品のような低比重材料を、高比重のガラス及び金属から分離する。比重分離装置の一具体例は媒質浮力システムであり、分離される断片は、水のように特別な比重を有する液体に浸される。プラスチック及びゴムは、より低い比重を有し、液体の上部に浮かぶ、一方、比重が高くより重い金属及びガラス部品は沈むであろう。
【００１４】
鉄及び導電性非鉄材料は、除去され、残った細かな非導電性及び非鉄金属材料は、非鉄金属及び絶縁銅線を残った材料から分離できるセンサアレイを通過する。複数のセンサは、ステンレス鉄鋼、アルミニウム／銅線放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、及び他の非伝導性金属を含む非鉄金属を検出できる。好ましい具現化例にあって、これらの目標となる断片は約１ｍｍから４０ｍｍのサイズの間にある。本発明のシステムは、４０ｍｍ未満の大きさである非鉄金属断片を検出するのでさえ困難であった従来の技術を著しく改善する。
【００１５】
他のリサイクルシステムは、混合材料部から金属片を検出し、さらに選別する。本明細書にあって参照として組み込まれている、米国特許出願番号１１／２５５，８５０にて説明されている、金属片は誘導性近接検出器によって検出されている。前記近接検出器は、検出コイルを形成するインダクタンスＬと並列のコンデンサＣから組み立てられている発振回路を備える。発振回路は、抵抗Ｒｃを介して発信器に接続されている。発信器は、発振信号Ｓ１、金属物体が前記検出器の近くに運ばれてきたときに一定のままである振幅及び周波数を生成する。一方、金属物体が前記検出器の近くに運ばれてくると、前記発信器によって制御される発振回路が変動する発振信号Ｓ２を出力するように、インダクタンスＬは変動する。発振回路は、金属物体の接近に対して感度の鈍いＬＣ発振回路も備えるか、或いはより一般的には同様の低感度でありさらに位相基準として作用する回路を備える。
【００１６】
発信器では外部電圧源から生成された電圧Ｖ＋が前記検出器に供給され、前記発振回路の遮断周波数ｆｃよりもかなり小さい周波数ｆの発振を伴って前記発振回路を励起する。この遮断周波数は前記鉄の物体が前記検出器の近くに運ばれてきたときに、前記発振回路のインダクタンスがほとんど一定に保たれるところの周波数として定義される。前記発振回路の発振は、前記発振器の発振により制御されるので、金属物体の接近がＳ２の位相をＳ１に比較して変えるという結果となる。周波数ｆは、前記遮断周波数ｆｃよりもかなり低いので、インダクタンスＬは鉄物体の接近により増加し、非鉄物体の接近により減少する。誘導性接近センサは、本明細書にて参照として組み込まれる米国特許番号６，１９１，５８０により詳細に記述されている。
【００１７】
特別の動作特性を持つところの異なったタイプの誘導性近接検出器が利用可能である。例えば、高周波数非保護誘導性近接センサ（〜５００Ｈｚから最大２，０００Ｈｚまで）は細かな非鉄金属及び絶縁性銅線断片を検出することができる。一具体例にあって、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属を検出するのに使われる前記誘導性近接センサは、約５００Ｈｚの周波数と増加された検出分解能のために２２ｍｍに貫通する。動作周波数は金属材料の検出時間及び動作スピードに応答する。５００Ｈｚよりも高速な動作周波数は、センサに標準のアナログセンサよりもより迅速に金属物体を検出させる。なぜならば、高周波数センサがより迅速に動作するので、それらのセンサは、前記分類システムの出力エラーと失敗をもたらす雑音を発生するかも知れない。フィルタが前記雑音を除去するために使用されるが、前記フィルタは追加的な部品を付加し、さらに高周波数センサの高速動作を低下させてしまう。対照的に、アナログセンサは０．５ミリ秒の高速でデータを収集できるが、前記データ出力は内在的に検出信号の平均を出すようにフィルタリングされ、より信頼できる出力を提供する。
【００１８】
それら複数のセンサ間の他の相違は、貫通距離である。アナログセンサは、４０ｍｍの貫通距離を有するが、高周波数センサは２２ｍｍの貫通距離を有する。貫通距離は、センサが目標材料を１．０のコレクションファクタを有して検出することができる距離である。アナログ誘導性近接センサと前記特化された高周波近接センサの他の相違点は、以下の表１に示される。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
一具現化例にあって、高周波誘導性近接センサはコイルベースでありアルミニウム、真鍮、亜鉛、マグネシウム、チタニウム、及び銅のような非鉄金属を正確に検出することができる。誘導性近接検出器は、種々のタイプの材料の存在を検出することができるが、この能力は、センサ及び検出される金属の種類に依存して異なる。
【００２１】
特定のタイプの材料の感度の区別は、種々の方法により説明される。検出される金属のタイプに基づいた感度の変動の一例は、コレクションファクタによる。誘導性近接センサは、種々の金属の相対的な貫通距離を量で表す「コレクションファクタ」を有する。基本の貫通距離が２２ｍｍでありさらに、検出される金属のコレクションファクタを知ることで、検出される金属の貫通距離が判断される。細かな非鉄金属の一般的なコレクションファクタを以下の表２に示す。
【００２２】
【表２】
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【００２３】
前述したように、高周波数誘導性近接センサは、２２ｍｍの貫通度を有し、アルミニウムのコレクションファクタは０．５０である。したがって、表２に示したように、アルミニウムのための貫通度は貫通度２２ｍｍが乗算されたコレクションファクタ０．５０とされる。したがって、検出器のためのアルミニウムの貫通深さは１１ｍｍである。
【００２４】
細かな非金属に混合された細かなステンレス鋼鉄アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属片を正確に検出するために、検出器はこれらの目標材料の極近傍に配置されなければならない。混合された断片は、細かな破片が相互に上に重ならないように、さらに破片間に適当な空間があるように、好ましくはコンベアベルト上にばらばらに間隔を置かれた方法で搬送されるのが好ましい。混合材料のかたまりは、その後、コンベアベルトの幅方向に広がっている検出器アレイの上を移動する。金属検出器の検出範囲は短いので、前記センサアレイを横切って通過する全ての金属片が検出されるように誘導性近接センサは相互に接近して配置されなければならない。細かな破片が検出されないのを避けるため、前記破片が各センサの間を通過しないようにする。
【００２５】
図１を参照すると、本発明のシステムの一具体例の側面図が示されている。全ての細かな非鉄金属及び絶縁銅線を迅速にかつ正確に検出するために、混合された細かな材料片１０３、１０５は、第１の周波数センサ２０７又は第２の周波数センサ２０９の少なくとも一つに近接して通過させられる。コンベアベルト２２１は、コンベアベルト２２１の下のセンサプレート内のカウンタボアホール２３７にセンサが取り付けられるように、薄くされ、いかなる炭素材料も含まない。コンベアベルト２２１は、センサプレート２３５の平らな表面上をスムースに滑る。カウンタボアホール２３７は、センサ２０７、２０９がコンベアベルト２２１の下に取り付けられるようにするので、物理的な接触はない。好ましい具現化例にあって、コンベアベルト２２１は、所望の材料片１０３、１０５の貫通度に依存し、０．９ｍｍから２．５ｍｍの厚さのウレタン又は塩化ウレタン／ポリビニールによって形成される。前記ベルトは、好ましくは分解能に応じて約０．９ｍ／秒（ｍｐｓ）から４ｍｐｓで移動する。より速い速度は、より遅いコンベアベルトの動きよりも、正確な検出を要求する。センサプレート２３５は好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））又はレクサン（登録商標）のようなポリカーボネイトなどの高い磨耗ファクタと低い係数ファクタを伴う耐抵抗ポリマによって作られ、所望の貫通度に基づいて約０．５ｍｍから１．２ｍｍの厚さとされる。
【００２６】
選別される材料が小さいので、非鉄金属及び絶縁銅線１０５は、コンベアベルト２２１上の平坦部に横たわる傾向があり、さらにコンベアベルト２２１の幅を横切りその下に設けられる誘導性近接センサアレイ２０７，２０９の近くを通る。細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属片１０５は小さいので、有効エリアの広さの割合は、前記ベルト２２１次第である。他の具現化例にあって、追加の誘導性近接センサアレイがコンベアベルト２２１上に混合された細かな材料１０３、１０５に向けられて配置される。これらの上部センサ２０７、２０９はベルトの下のセンサ２０７、２０９と同じ方法にて調整される。センサ２０７、２０９からの全ての信号はプロセスコンピュータ２２５に供給される。
【００２７】
細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性スクラップ１０５の検出される位置は、コンピュータ２２５に与えられる。細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性スクラップ１０５のベルト上の位置及びコンベアベルト２２１の速度が知られていることにより、コンピュータ２１１は、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性スクラップ１０５が検出の後、いつでもその位置を予測できる。例えば、コンピュータ２２５は、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性スクラップ１０５がいつどこでコンベアベルト２２１の終端から落下するのかを予測できる。この情報により、コンピュータ２２５は、その後、分離機構に、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性スクラップ１０５をコンベアベルト２２１から落下させるのを指示できる。
【００２８】
種々の分離機構が使用される。図１を再度参照すると、エアジェットアレイ２１７がコンベアベルト２２１の終端に取り付けられている。エアジェットアレイ２１７は、コンベアベルト２２１の終端の下に取り付けられ、コンベアベルト２２１の幅にわたって取り付けられた複数のエアジェットを有する。コンピュータ２２５は、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片１０５を追跡し、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片１０５の位置に対応するエアジェットアレイ２１７内の個々のエアジェットを、前記破片がコンベアベルト２２１の終端で落下するときに、作動するための制御信号を送信する。前記エアジェット２１７は、細かなステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片１０５を落下経路からそらし、回収箱２２９に落下させる。エアジェット２１７は、非金属片がコンベアベルト２２１の終端に来ても作動せず、非金属片を非金属箱２２７内にコンベアベルト２２１の終端から落下させる。
【００２９】
コンベアベルトの上部に取り付けられたジェットアレイを伴う類似の分離機構を持つこともできる。図２によれば、他の分類システムは、コンベアベルト２２１の上部に設けられるジェットアレイ５５１を備える。この分類システムの動作は、図４を参照して説明した前記システムと同様である。この他の具体例の相違は、金属片１０５がコンベアベルト２２１の終端部２２１で落下したときに、前記コンピュータ２１１がジェットアレイ５５１を、前記目標金属片１０５を斜め下にそらすためにエアジェット５５３を排出するように、作動することである。これにより、金属片１０５はステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片のための第１の箱２２９及び全ての他の材料のための第２の箱２２７に進路が変えられるという結果になる。
【００３０】
現在のエアジェットは、前記分類システムにあって能率の悪さを起こしてしまうという動作特性を有する。特に、前記破片は前記コンベアベルトを高速で渡ってくるので、前記エアジェットの作動は、正確に制御されなければならない。前記コンピュータは、エアバルブを動作するけれども、前記バルブの反応時間のために遅延が生じる。一般的に、エアジェットバルブは、１５０ｐｓｉのエアに接続し、１．５のＣｖを持つ。能力は絶えず向上しているが、現在の特性はエアバルブを開放するために６．５ミリ秒であり、エアバルブを閉鎖するために７．５ミリ秒である。前記コンピュータは、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片が前記コンベアベルトの終端に到達するのがいつかを計算すること、さらに前記エアバルブの遅延反応時間に相当する制御信号を送信することによってこの遅延反応時間を補償することができる。この調整は、コンピュータソフトウェアを通して行なわれる。例えば、前記エアバルブを開放するための信号は前記破片が前記コンベアベルトの終端に到達する前６．５ミリ秒に送信され、前記エアバルブを閉鎖するための信号は前記エアジェットが停止されるべきタイミングより７．５ミリ秒前に送信される。この技術により、前記破片の選別は、より正確になる。将来のエアバルブは、開放反応時間３．５ミリ秒、及び閉鎖反応時間４．５ミリ秒を持つようになるだろう。前記エアバルブの反応時間がさらに向上されるとき、この信号タイミングのオフセットは前記タイミング精度を保つことに応じて調整される。
【００３１】
本発明の金属分類システムは前記コンベアベルトの上又は下に取り付けられたエアジェットアレイを伴って説明してきたが、種々の他の分離機構を使用できることも考慮できる。例えば、真空ホースのアレイをコンベアベルトを横切る位置に配置し、対応するホースの下を金属片が通るときにコンピュータが特定の真空ホースを作動してもよい。或いは、小さな箱のアレイをコンベアベルトの終端の下に配置し、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片が検出されると、より小さな箱が落下経路内に前記金属を捕まえるために配置され、その後、後退される。この具現化例にあって、全ての非金属片はより低い箱へ落下される。前記金属及び非金属片を分離するための他の分離方法を使用することも考慮できる。種々の他の分離機構が使用される。
【００３２】
各センサアレイは、特別なタイプの金属を検出することを意図されている。異なるタイプの金属は異なるコレクションファクタを持っているので、複数のセンサアレイを用いることで材料のタイプを区別することができる。各センサは、センサが目標材料を検出することができる範囲である「検出範囲」を持っている。前記検出範囲は環状であり、センサから出て円錐に広がる。したがって、前記検出範囲は前記材料搬送表面からの距離を伴って拡張するが、検出範囲を超えて前記センサは目標材料を検出しない。前記材料搬送表面の幅全体を適切にカバーするために、隣接の列内のセンサの検出範囲はオーバーラップされるべきである。
【００３３】
以下に続く具体例にあって、複数のセンサアレイが金属及び非金属片ばかりでなく、異なるタイプの目標金属材料を分離するために使われる。これは、異なるセッティングを有する複数のセンサアレイを用いることによって成し遂げられる。各アレイは、同一の材料検出特性が設定されたセンサグループである。各アレイ内のセンサは同一とすることができるが、1つのアレイ内にて異なるセンサを混合することも可能である。例えば、センサは異なる周波数、動作特性（アナログ／デジタル）、千鳥状配置、等を同一のセンサアレイの要素であるかぎり、有することができる。本発明のシステムのオーバーラップされる範囲内にあって異なるアレイから各センサを置くこともできるので、センサの1つの領域は複数センサアレイに関連される複数センサを持つことができる。
【００３４】
図３を参照すると、一具現化例にあって、システムはコンベアベルト２２１の幅を横切るように広がる誘導性センサアレイ３０５、３０７、３０９を備える。誘導性センサアレイ３０５、３０７、３０９は、異なる深さ３１５、３１７、３１９に配置されるので、少なくとも一つのアレイ３０５は、一つ以上の他のアレイ３０７、３０９が相対的に高いコレクションファクタを有する材料のみを検出するとしても、全ての目標材料を検出する。
【００３５】
前述の表１にて説明したように、高周波数デジタルセンサの貫通距離は約２２ｍｍで、さらに表２に列挙した異なる材料のコレクションファクタは鋼鉄の１．０から銅の０．４０に及ぶ。したがって、コレクションファクタは、いくつかの材料に対して前記センサの感度をよくする。混合材料を搬送するために用いられる表面より下の深いところに前記センサを配置することにより、前記センサは選択的に異なるタイプの材料を検出することができる。例えば、前記材料コンベアベルトの１０ｍｍ下に配置されるセンサは、２２ｍｍの貫通深さ内にあって鋼鉄を検出することができる。そのセンサは、鋼鉄、ステンレス鋼鉄、及びニッケルクロムのみを検出するであろう。前記センサは、銅のコレクションファクタが０．４であるので、銅片を検出することができない。前記銅のコレクションファクタ０．４に貫通距離２２ｍｍを掛けると、その範囲は８．８に減少される。前記センサは前記銅片の１０ｍｍ下であるので、前記センサは銅を検出することができない。異なる材料及びセンサのための貫通深さを挙げると以下の表３となる。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
異なる材料に対する感度の相違は、本発明のシステムによって異なるタイプの目標材料を分類するために使われる。一具現化例にあって、アナログ及び高周波数デジタルセンサが異なるセンサアレイ３０５、３０７、３０９に用いられる。本発明のシステムにあって、図３を参照すると、高周波数デジタルセンサの第１のアレイ３０５は、コンベアベルト２２１の上部近く、例えば表面の下５ｍｍ（３１５）に置かれる。表２に列挙された全ての材料は少なくとも０．４のコレクションファクタを有するので、高周波数センサのセンサ貫通深さは、少なくとも８．８ｍｍである。第１のセンサアレイが前記表面の下５ｍｍ（３１５）に配置されるので、全ての列挙された材料の存在を検出することができる。アナログセンサの第２のアレイ３０７は、前記表面の下１９ｍｍ（３１７）に配置される。前記第２のアレイ３０７は、４０ｍｍの貫通深さを有し、さらに１９ｍｍ以上のアナログセンサ検出距離を持つ目標片を検出できる。
【００３８】
前記センサの位置を決定する他の方法は、コレクションファクタによる。前記アナログセンサを前記コンベアベルト表面の下１９ｍｍに配置することによって、前記センサは、０．４７５より大きいコレクションファクタを有する材料のみを検出する。このコレクション値遷移点は、１９ｍｍ（距離）／４０ｍｍ（貫通）＝０．４７５コレクションファクタによって計算される。第２のセンサアレイによって検出可能な材料はアルミニウム、ニッケル−クロム、ステンレス鋼鉄及び鋼鉄を含む。
【００３９】
第３のアレイ３０９は、高周波数デジタルセンサを用い、前記コンベアベルトの下１５ｍｍ（３１９）に配置される。高周波数センサは、１５ｍｍより大きいセンサ検出距離と０．６８より大きいコレクションファクタを有しており、ニッケル−クロム、ステンレス鋼鉄及び鋼鉄を検出することができる。このコレクションファクタ遷移点は、１５ｍｍの距離／２２ｍｍ貫通＝０．６８コレクションファクタによって計算される。
【００４０】
前記センサアレイ３０５、３０７、３０９は、材料のタイプを判断し、さらにいつ目標材料が前記コンベアベルトの終端に達するかを判断するコンピュータ３０１に接続される。この構成にあって、目標の破片は、全てのアレイではなく、いくつかのセンサアレイ３０５、３０７、３０９によって検出される。センサアレイ３０５、３０７、３０９の検出概要は、表４にまとめる。
【００４１】
【表４】
2009532198.tif 000006
【００４２】
コンピュータ３０１は各センサアレイ３０５、３０７、３０９に接続しているので、コンピュータ３０１は材料を検出する各センサアレイ３０５、３０７、３０９に基づいて材料のタイプを小さなグループに絞り込むことができ、或いは前記各センサアレイに基づいて材料を特定することができる。コンピュータ３０１は、特定された材料の各グループを分離分類箱３３３、３３５、３３７、３３９に分離するために分離ユニットに指示を出すため、各センサアレイ３０５、３０７、３０９の情報を用いる。一具現化例にあって、いかなるセンサアレイ３０５、３０７、３０９にも検出されなかった材料３２３は目標金属材料ではない。これらの材料３２３は検出されないので、第１の箱３３３の中にコンベアベルトから落下する。第１のアレイにのみ検出された材料片は、真鍮又は銅３２５と限定され、エアジェットアレイ３０３によって第２の箱３３５内にそらされる。第１及び第２のアレイ３０５、３０７の両方に検出された破片は、アルミニウムのみとされ、第３の箱３３７にそらされる。全３センサアレイ３０５、３０７、３０９によって検出された破片は、ニッケル−クロム、ステンレス鋼鉄または鋼鉄片のいずれか一つ３２９であり、第４の箱３３９にそらされる。
【００４３】
破片を多くの異なるタイプの材料に分類する単一コンベアベルトシステムを有することはより効率のよいことではあるが、分離ユニットの要求を簡素化するために複数のコンベアベルトを有することはより正確となる。図４を参照すると、二つのコンベアベルト４２１、４２３を用いるシステムが図示されている。この具現化例にあっては、高周波数アレイセンサ４０７が全ての目標金属片３２５、３２７、３２９から非目標片３２３を分離するために第１のコンベアベルト４２１にて使われている。非目標片３２３は第１の箱３２３に落下する、一方目標金属片３２５、３２７、３２９は第１の分離システム４０３によって検出され第２のコンベアベルト４２３上にそらされる。第２のコンベアベルト４２３は、第２のセンサアレイ４０９及び第３のセンサアレイ４１１を有する。これらのセンサアレイは、ともにアナログセンサアレイであり、それぞれ、深さ１７ｍｍ及び３８ｍｍに設けられる。コンピュータ４０１は、部分３４５、３４７、３４９をこれらの遷移点に基づいて分離するのを第２の分離ユニット４０５に指示することができる。１６ｍｍより短い検出距離を有する銅のような目標ターゲット３２５は、第２の箱３４５に落下する。１７ｍｍと３８ｍｍの間の検出距離を有する破片３２７、真鍮、銅、ニッケル−クロム及びステンレス鋼鉄は第３の箱３４７にそらされる。３８より長い検出距離を持つ鋼鉄片は、第２及び第３のセンサアレイによって検出され、第４の箱にそらされる。
【００４４】
二つの具体例が説明されてきたが、様々な別の構成が可能である。システムは、任意の数のセンサアレイが用いられる任意の数のコンベアベルトを含んでもよい。たとえば、６つのタイプの材料があるので、本発明のシステムは一つのセンサアレイをそれぞれ有する６つのコンベアベルトを備えてもよい。この具現化例にあっては、第１のセンサは非目標材料を分離し、第２のセンサは鋼鉄を分離し、第３のセンサはステンレス鋼鉄を分離する、などである。コンベアベルト毎に単一のセンサを有することにより、前記分離ユニットの動作は、前記ユニットが作動されるときに単一のジェットフォースを有するのみなので、簡素化される。前記システムは各異なるタイプの目標材料を区別するために各アレイを用いるとして説明されてきたが、システムの精度を向上するために同一又は同様なスイッチポイントを用いる余分なセンサアレイを有することも可能である。いくつかのケースにあっては、異なるセンサは目標材料の異なる形状又は大きさの検出に向いている。例えば、高周波数センサは短時間にて多数のサンプルを採ることができるので、より小さな目標材料を検出するが、前記高周波数センサはより雑音エラーという結果をもたらすかもしれない。低周波数アナログアレイ及び高周波数ディジタルアレイを同一のスイッチポイントで動作させることにより、センサ範囲内の目標材料の検出は向上されるかもしれない。
【００４５】
前記センサは固定された貫通距離を有すると開示されてきたが、貫通距離の値は動作状態、センサタイプ又は製造変化にしたがって変動又はシフトする。前記貫通距離が統一されないかもしれないので、調整可能なセンサ配置を有することが所望される。前述のように、前記センサはコンベアベルトの上部表面の下の特別距離、典型的にはカウンタボアホール内に配置される。一具現化例にあって、前記センサははめ込まれたシリンダ内にはめ込まれるか又は取り付けられ、さらに前記カウンタボアホールは対応するスレッドを有する。各センサは、ねじ穴の内又は外にセンサをねじ込むことによって調整可能である。マイクロ調整線形アクチュエータ、シム、調整可能摩擦デバイスを含む、様々な他のセンサ調整方法及び機構が用いられる。
【００４６】
一具現化例にあって、本発明のシステムは、与えられた目標材料用に統一の出力を提供するためにセンサ位置が調整される校正手順を有する。基準目標片が同一の相対的な位置内のアレイ内の各センサに位置付けられ、さらに前記センサの出力が均一であることがチェックされる。代替的に、テスト材料のテストパターンを特別な方法でセンサアレイ上を通過されてもよい。個々のセンサは適切な出力がそれぞれから得られるように調整される。
【００４７】
一具現化例にあって、センサの校正を行うことが必要であるかもしれない。アナログ及びデジタルデバイスの出力は実質的に異なるので、個々の校正手続がそれぞれのために必要である。アナログデバイス用には、その出力は０から１０ボルトのような特定の範囲内の電圧であることができ、又は電流範囲は４から２０ミリアンペアであることができる。アナログセンサは校正対象の出力が狭い許容範囲内になるように調整される。複数の校正対象が用いられる。対照的に、デジタルセンサは目標対象に対応してスイッチ「オン」及び「オフ」される。校正の方法は、「オン」及び「オフ」の同じような校正対象を分離することを要求する。「オン」及び「オフ」校正対象が非常に似ているのであれば、デジタルセンサはより出力が統一されるであろう。テストの間、オン校正対象が用いられているとセンサはオンに切り替えられ、オフ校正対象が用いられているとセンサはオフに切り替えられるように、センサは調整される。いったん全てのセンサが校正されると、システムは高レベルの均一での選択性を発揮する。記述された校正処理は、システム及びセンサは時間経過により変動するので繰り返し行われる必要がある。
【００４８】
センサは相互に接近して配置されることが望まれるが、この至近距離の配置は、一つのみのセンサによって検出されることを意図された検出信号が他の近傍の検出器によって検出されるかもしれないという状態である「クロストーク」という結果をもたらす。その結果は、センサ配置及び分類するのを誤ることによって生ずる分類エラーを含む。コンピュータは、目標及び不適切に目標とされた破片の両方をコンベアベルトの終端にそれらが到達するときに分離する。コンベアベルトの全幅を監視している間の、検出器間のクロストークを避けるために様々な方法がある。
【００４９】
クロストークは、同一の周波数で動作する複数センサ間でのみ発生する。前記好ましい具現化例にあって、クロストークは、複数センサを相互に放す距離をおくように広げることによって避けられる。図５を参照すると、コンベアベルトの幅にわたるセンサアレイ５０３は相互に等間隔の第１のセンサ列５０５と、第１のセンサ列５０５からオフセットされる第２のセンサ平行列５０７を含んで図示されている。したがって、５００Ｈｚの検出領域のセンサは、クロストークを伴わずにオーバーラッピングする位置に配置される。これは、各列のセンサを、断片経路の幅にわたって非常に近接して配置させる。
【００５０】
他の具現化例にあっては、二つ以上の周波数で動作するセンサを使用することができる。クロストークは、検出エリアがオーバーラップし、さらに同一の周波数で動作するセンサ間で発生する。異なる周波数を持つセンサがアレイ内で混合されるのであれば、クロストークを避けるために同一の周波数で動作するセンサを十分に分離することができる。図６を参照すると、センサアレイ５１３はコンベアベルト５１１の幅にわたっている。近接のセンサ５１５、５１７が異なる周波数で動作するので、それらのセンサ５１５、５１７は互いに接近して配置される。第１の周波数のセンサ５１５は十分に分離され、同様に第２の周波数のセンサ５１７もクロストークを防ぐために十分に分離されている。
【００５１】
他の具現化例にあって、アレイは複数周波数で動作する複数センサ、及び前記センサがベルトの全幅を横切って配置されるが相互に分離させるように、センサをベルトを横切って千鳥状に互い違いに配置される複数センサを備える。例えば、一つのアレイは第１の周波数で動作する第１のセンサセット、第２の周波数で動作する第２のセンサセット、及び第３の周波数で動作する第３のセンサセットを備える。これらの異なるセンサは、コンベアベルトの幅にわたる相互に異なるパターンで構成される。異なる周波数の使用、及び／又は複数の千鳥状のセンサ列の使用により、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片が前記コンベアベルトの幅にわたっていかなるポイントでも検出される。システムは、センサの分離アレイを伴うと説明されてきたが、コンベアベルトの幅に広がる一つ以上のストリップ内全てで異なる深さ異なるタイプ及び周波数でのセンサセットを混合することが可能である。混合システムのこのタイプの電気配線は複雑であるが、クロストークを最小にするために至近距離内で異なるセンサを配置するという利点を持つ。
【００５２】
図７を参照すると、一具現化例は、個々のアレイ７０３が４つの列７０５に配置される１２８個のセンサ７０７を備える。検出される材料は、アレイ７０３を垂直方向に横切って移動する。各センサ列７０５は、コンベアベルト７０１の幅を横切って走る。この具現化例にあって、センサ７０７は、３８ｍｍの直径でさらに１９ｍｍの深さのカウンタボアホール内に取り付けられる。各センサホールは各列７０５内にあって７２ｍｍの中心と中心の距離で離されている。各列７０５は、１０９ｍｍの距離にて分離され、隣接の各センサ７０７は１８ｍｍのオフセットが付けられている。この構成は、センサ７０７を複数センサ７０７の間にいくらかのオーバーラップを伴い全幅を横切って配置し、さらに前記センサ７０７間のクロストークを避けるために十分な分離も提供する。実験の間、同一の高周波数５００Ｈｚのセンサがセンサ間のいかなるクロストークもなしに使用された。
【００５３】
前記センサは、検出範囲内にある３８ｍｍの直径のカウンタボアホールに位置づけられた全ての目標材料を検出することができる。説明した具現化例にあっては、断片経路に及ぶアレイの幅を横切るセンサ列のカウンタボアホールの直径間のオーバーラップがある。センサのオーバーラップがあるので、小さな目標材料片はセンサアレイの異なる列の複数のセンサによって検出される。オーバーラップは、目標材料検出にいくらかの冗長を加えることによってシステムの能力を向上することができる。オーバーラップは、パーセンテージによって量的に示される。例えば、もし各センサの１／３が別のセンサにオーバーラップされているのであれば、センサアレイが３３％のオーバーラップを持つ。高いレベルの冗長用に、オーバーラップパーセンテージを５０％以上とするには、アレイにより列を加えること、大きな直径のホールを用いること、或いはセンサをより接近して配置することで、オーバーラップを増加することができる。
【００５４】
ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片が分類された後、それらはリサイクルされる。混合材料を完全に分類することが所望されるのではあるが、分類処理ではいくらかのエラーが常にある。ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片の分類アルゴリズムは、検出信号強度に基づいて調整される。アナログセンサについて、強い信号は金属の強い徴候であるが、弱い信号は検出された信号が金属であるというにはより少ない確証である。アルゴリズムは金属及び非金属を信号強度に応じて分配しさらに、分類エラーの変動の結果、調整される。例えば、金属信号検出レベルが低く設定されると、非金属片が金属として分類される。逆にいえば、金属信号検出レベルが高いと、金属片が非金属片から分離されない。金属リサイクリングプロセスは、いくつかの非金属片を許容することができるが、この分類エラーは最小化されるべきである。エンドユーザは、分類ポイントを制御することができるし、試しをすることができ、さらにエラー又は経験上の結果データを、混合材料の分類を最適化するために用いることができる。
【００５５】
前述した金属分類システムは９０％を超える純粋な金属の分類という結果をもたらす金属分類の非常に高い精度の結果を得ることができるが、この能力はさらに向上することができる。金属の純度を向上するため、及び混合された非金属材料から細かな非鉄金属及び絶縁電線を１００％に近い正確なレートで正確に分類するための様々な方法がある。前述したように分離される金属は、さらに追加の回復ユニットによって分類されることで精製される。回復ユニットは、前述した主要な金属分類処理ユニットと類似している。ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片は、第２のコンベアベルト上に配置された主要な金属分類ユニットによって分類され、前記回復ユニットの誘導近接検出器の追加アレイによって走査される。これらの回復ユニット検出アレイは、上述したように構成される。
【００５６】
前記主要な分類ユニットのように、前記誘導性近接検出器の出力は、ステンレス鋼鉄、アルミニウム／銅の放熱線、回路基板、低伝導性貴金属及び準貴金属、鉛、絶縁電線及び他の非伝導性金属スクラップ片を追跡するコンピュータに供給される。前記コンピュータは、コンベアベルトの終端で異なる箱の中に金属及び非金属を再び分離するため前記分類機構に信号を送信する。好ましい具現化例にあって、回復ユニットにて使用される分離システムはコンベアベルトの表面上で限定される平面の下に取り付けられるエアジェットを有する。エアジェットは前記非金属片がコンベアベルトの終端に到着しても作動しないので、前記非金属片は前記コンベアベルトの終端に近接している非金属箱に落下する。前記回復コンピュータは、前記エアジェットを作動する信号を、金属片がコンベアベルトの終端に到着すると、前記金属片を金属箱の障壁を越えてそらす前記エアジェットに送る。金属がより重いので、より軽い非金属片よりも遠くの金属箱にたどり着くための大きな運動量を有しているために、これら下部に取り付けられるエアジェットは望ましい。結果的に細かな非鉄及び回復ユニットによって分類された絶縁された電線片は、最大９９％の非常に高い金属純度で、低い純度による拒否のいかなる可能性も伴わずに再生利用されることができる。
【００５７】
前記回復ユニットによって分類されつつある部位の大半は金属であるので、金属箱よりも非金属箱の中に分類される破片はほとんどない。非金属箱内に多少の金属片があるであろうし、その合計量は金属箱内の量よりも実質的に少ないであろうから、非金属箱の破片は回復ユニットコンベアベルト上に戻され再分類される。非金属を回復ユニットに何度も通すことにより、この材料のどんな金属片も最終的には検出され、金属箱に収容される。この処理は金属と非金属の分類の精度を保証する。
【００５８】
本発明は特定のいくつかの具現化例を参照して説明されてきたが、発明の範囲から逸脱することなく、追加、削除及び変更がこれらの具現化例になしえることが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の単一選別具現化例の図である。
【図２】本発明の単一選別具現化例の図である。
【図３】本発明の複数選別具現化例の図である。
【図４】本発明の複数ベルト及び複数選別具現化例の図である。
【図５】千鳥状センサアレイの上面図である。
【図６】混合周波数センサアレイの上面図である。
【図７】４列の千鳥状センサアレイの上面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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