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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR IDENTIFYING SUBSTANCES OF A MATERIAL BY MEANS OF SPECTROSCOPY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/028752
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (1) for identifying substances of a material by means of spectroscopy, comprising a laser (2) for irradiating a sample (3) of said material with light of at least one wavelength, a detector (6) for detecting the light re-emitted by the sample, and an analysis device for the spectroscopic analysis of the detected light, said laser being a pulsed laser having a pulse duration in the picosecond range or even shorter.

Inventors:
KRIEG, Gunther (Im Rennich 12, Karlsruhe, 76227, DE)
FEY, Dirk (23 rue des anemones, Neewiller, 67630, FR)
BOHLEBER, Juergen (Schwarzwaldstraße 92, Bühl, 77815, DE)
Application Number:
DE2017/200079
Publication Date:
February 15, 2018
Filing Date:
August 02, 2017
Export Citation:
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Assignee:
KRIEG, Gunther (Im Rennich 12, Karlsruhe, 76227, DE)
International Classes:
G01N21/64; B07C5/342; G01J3/44; G01N33/44; B29B17/02
Domestic Patent References:
WO2015144114A12015-10-01
WO2016026908A12016-02-25
Foreign References:
DE4231477A11994-03-24
EP0563998A11993-10-06
US20110224513A12011-09-15
EP1916881A22008-04-30
Other References:
ANONYMOUS: "Umweltgefährliche Stoffe - Wikipedia", 16 March 2016 (2016-03-16), XP055422507, Retrieved from the Internet [retrieved on 20171107]
Attorney, Agent or Firm:
ULLRICH & NAUMANN (Schneidmühlstraße 21, Heidelberg, 69115, DE)
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Claims:
A n s p r ü c h e

1. Vorrichtung zur Identifikation von Stoffen eines Materials, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, mittels Spektroskopie,

umfassend

einen Laser zur Bestrahlung einer Probe des Materials mit Licht mit zumindest einer Wellenlänge,

einen Detektor zur Detektion des von der Probe reemitierten Lichts und eine Analyseeinrichtung zur spektroskopischen Analyse des detektierten Lichts, dadurch gekennzeichnet, dass

der Laser ein gepulster Laser ist, der eine Pulsdauer im Bereich von Picosekunden oder eine noch kürzere Pulsdauer aufweist. 2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 , wobei der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen des Lasers im Wesentlichen mindestens eine Größenordnung, vorzugsweise mindestens zwei Größenordnungen, insbesondere drei Größenordnungen über der Pulsdauer liegt. 3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei das reemittierte Licht im Wesentlichen zwischen zwei Pulsen des Lasers detektierbar ist.

4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -3, wobei die spektroskopische Analyse eine Fluoreszenzspektralanalyse und/oder eine Fluoreszenzlebenszeit- analyse umfasst.

5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -4, wobei die Probe mit Licht einer Grundfrequenz und/oder einem oder mehreren ganzzahligen Frequenzvielfachen hiervon mittels des Lasers bestrahlbar ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Wellenlänge im Bereich zwischen 233nm und 300nm, insbesondere zwischen 250nm und 280 nm, vorzugsweise 266nm korrespondiert und wobei zumindest eine andere Frequenzlänge die entsprechende Frequenzverdoppelung der einen Grundfrequenz ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -6, wobei die Probe in einer ersten Richtung durch den Laser beleuchtbar ist und wobei das remittierte Licht in einer zweiten Richtung durch den Detektor detektierbar ist, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt sind.

8. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 -7, wobei der Picosekunden-Be- reich den Bereich bezeichnet, zwischen 0,5 ps und 500 ps, insbesondere den Bereichen zwischen 1 ps und 100 ps, vorzugsweise den Bereich zwischen 2,5 ps und 5,0 ps, insbesondere zwischen 4 ps und 10 ps, vorzugsweise zwischen 5 ps und 8ps, beispielsweise 5, 6, 7, oder 8 ps. 9. Verfahren zur Identifikation von Stoffen eines Materials, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, wobei mittels eines Lasers eine Probe des Materials mit Licht zumindest einer Wellenlänge bestrahlt wird und das von der Probe reemitierte Licht detektiert wird, wobei das detektierte Licht spektroskopisch analysiert wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Probe mit gepulstem Licht des Lasers bestrahlt wird, wobei das gepulste Licht eine Pulsdauer im Bereich von Picosekunden oder eine kürzere Pulsdauer aufweist. 10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei der Picosekunden-Bereich den Bereich bezeichnet, zwischen 0,5 ps und 500 ps, insbesondere den Bereichen zwischen 1 ps und 100 ps, vorzugsweise den Bereich zwischen 2,5 ps und 5,0 ps, insbesondere zwischen 4 ps und 10 ps, vorzugsweise zwischen 5 ps und 8 ps, beispielsweise 5, 6, 7, oder 8 ps.

1 1. Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Material, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, dessen reemittiertes Licht spektroskopisch analysiert wird.

12. Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von zu identifizierendem Material, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, für Recyclingzwecke.

13. Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Polymeren, insbesondere Kunststoffen und/oder deren Additiven, zu deren Identifikation. 14. Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Fluoreszenzanalyse, insbesondere zur Analyse der Fluoreszezabklingzeit und/oder Fluoreszenzlebenszeit.

15. Verwendung eines Pulslasers mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Material, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, dessen reemittiertes Licht zur Identifikation des Materials spektroskopisch analysiert wird, insbesondere mittels einer Fluoreszenzlebenszeitanalyse.

Description:
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR IDENTIFIKATION VON STOFFEN EINES MATERIALS MITTELS SPEKTROSKOPIE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Identifikation von Stoffen eines Materials, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, mittels Spektroskopie, umfassend einen Laser zur Bestrahlung einer Probe des Materials mit Licht mit zumindest einer Wellenlänge, einen Detektor zur Detektion des von der Probe reemittierten Lichts und eine Analyseeinrichtung zur spektroskopischen Analyse des detektierten Lichts.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Identifikation von Stoffen eines Materials, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, wobei mittels eines Lasers eine Probe des Materials mit Licht zumindest einer Wellenlänge bestrahlt wird und das von dem Material reemittierte Licht detektiert wird, wobei das detektierte Licht spektroskopisch analysiert wird.

Obwohl auf beliebige Materialien und Stoffe anwendbar, wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf Kunststoffe erläutert.

Obwohl auf beliebigen Gebieten anwendbar, wird die vorliegende Erfindung in Bezug auf Recycling von Stoffen erläutert.

Das Recycling von Kunststoffen erfährt in letzter Zeit eine wachsende Bedeutung. Kunststoffmüll hat bereits erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt, sei es durch die Verschmutzung von Gewässern oder die immer weiter ansteigende Menge an Kunststoffmüll. Eine Lösung des Problems bietet das Kunststoff-Recycling, indem Altstoffe, also Kunststoffe, die in Produkten verarbeitet wurden und nicht mehr benötigt werden, in Wertstoffe, also in Stoffe, die für die erneute Verarbeitung in Produkten geeignet sind, umgewandelt werden. Hiermit können dann auch die für die Herstellung von Kunststoffen erforderlichen Ressourcen geschont werden. Zur Detektion und Identifizierung von Kunststoffen sind verschiedene optische Verfahren bekannt geworden, beispielsweise aus der EP 198 16 881 B4. Hier wurden zur Bestrahlung u.a. kontinuierlich strahlende Laser verwendet. Nachteilig dabei ist jedoch, dass eine zuverlässige Identifizierung von Stoffen und/oder deren Additive nur bedingt möglich war, da die Auflösung und Selektivität der mittels der Bestrahlung der Proben mit Laserlicht erhaltenen Spektren recht gering war. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Identifizierung von Stoffen anzugeben, welche eine genauere, selektivere und zuverlässigere Identifizierung von Stoffen ermöglicht. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der Erfindung ein alternatives Verfahren und eine alternative Vorrichtung zur Identifizierung von Stoffen und/oder deren Additiven anzugeben.

Die Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben bei einer Vorrichtung zur Identifikation von Stoffen eines Materials mittels Spektroskopie, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, umfassend einen Laser zur Bestrahlung einer Probe des Materials mit Licht mit zumindest einer Wellenlänge, einen Detektor zur Detektion des von der Probe reemittierten Lichts und eine Analyseeinrichtung zur spektroskopischen Analyse des detektierten Lichts, dadurch, dass der Laser ein gepulster Laser ist, der eine Pulsdauer im Bereich von Picosekunden oder eine noch kürzere Pulsdauer aufweist.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls bei einem Verfahren zur Identifikation von Stoffen eines Materials, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, wobei mittels eines Lasers eine Probe des Materials mit Licht zumindest einer Wellenlänge bestrahlt wird und das von der Probe reemittierte Licht detektiert wird, wobei das detektierte Licht spektroskopisch analysiert wird, dadurch, dass die Probe mit gepulstem Licht des Lasers bestrahlt wird, wobei das gepulste Licht eine Pulsdauer im Bereich von Picosekunden oder eine noch kürzere Pulsdauer aufweist. Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls durch eine Verwendung von gepulstenn Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Material, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, dessen reemittiertes Licht spektroskopisch analysiert wird.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls durch eine Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von zu identifizierendem Material, insbesondere von Kunststoffen und deren Additiven, für Recyclingzwecke.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls durch eine Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Polymeren, insbesondere Kunststoffen und ggf. deren Additiven und/oder von Verunreinigungen derselben, zu deren Identifikation.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls durch eine Verwendung von gepulstem Laserlicht mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Fluoreszenzanalyse, insbesondere zur Analyse der Fluoreszenzabklingzeit und/oder Fluoreszenzlebenszeit.

Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannten Aufgaben ebenfalls durch eine Verwendung eines Pulslasers mit Pulsdauern im Bereich von Picosekunden oder noch kürzeren Pulsdauern zur Bestrahlung von Material, dessen reemittiertes Licht zur Identifikation des Materials spektroskopisch analysiert wird, insbesondere mittels einer Fluoreszenzlebenszeitanalyse. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass bei einer Bestrahlung mit gepulstem Licht insbesondere im Picosekunden-Bereich, eine bessere spektrale Auflösung des Spektrums des von der Probe reemittierten Lichts erreicht werden kann, also beispielsweise für eine nachfolgende Raman-Spektroskopie oder Fluoreszenzspektroskopie, was die Zuverlässigkeit und Selektivität der Identifikation auch von chemisch ähnlichen Stoffen erheblich verbessert. Darüber hinaus sind auch die Flexibilität hinsichtlich der Einsetzbarkeit der Vorrichtung bzw. des Verfahrens auf verschiedenen Gebieten wesentlich erhöht. Ein weiterer Vorteil ist, dass auf diese Weise die Dauer der Anregung die nachfolgende Detektion des reemittierten Lichts einer Probe kaum beeinflusst.

Unter einem Detektor ist insbesondere in der Beschreibung, vorzugsweise in den Ansprüchen auch ein Dektorarray oder Ähnliches zu verstehen. Unter noch kürzeren Pulsdauern sind in Bezug auf den Picosekundenbereich insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung Pulsdauern im Bereich von Femtosekunden, Attosekunden, etc. zu verstehen. Unter dem Femto-Sekunden-Bereich ist insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in Beschreibung der Bereich zwischen 0,1 fs und 500 fs zu verstehen, insbesondere der Bereich zwischen 1 fs und 100 fs, vorzugsweise der Bereich zwischen 2,5 fs und 50 fs, insbesondere der Bereich zwischen 4 fs und 10 fs, vorzugsweise der Bereich zwischen 5 fs und 8 fs, beispielsweise 5, 6, 7 und/oder 8 fs. Unter dem Atto-Sekunden-Bereich ist insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in Beschreibung der Bereich zwischen 0,1 as und 500 as zu verstehen, insbesondere der Bereich zwischen 1 as und 100 as, vorzugsweise der Bereich zwischen 2,5 as und 50 as, insbesondere der Bereich zwischen 4 as und 10 as, vorzugsweise der Bereich zwischen 5 as und 8 as, beispielsweise 5, 6, 7 und/oder 8 as. Unter dem Begriff „Material" sind insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung ein oder mehrere Stoffe zu verstehen.

Unter dem Begriff„Stoff" ist insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung jegliche Art von festem, flüssigem oder gasförmigem Stoff zu verstehen. Insbesondere sind unter dem Begriff „Stoff' jegliche Art von Polymer oder Polymeren zu verstehen, insbesondere Kunststoffe, beispielsweise

- jegliche Art von Silikon oder Silikonpolymer, insbesondere Silikon- tectosilgranulat, Silikontectosilfolie, Silikondehesiv Sn, Silikondehesiv Pt, jegliche Art von Silikonschläuchen, etc., - jegliche Art von Polyethylen PE, wie beispielsweise LDPE, HDPE und UHDPE,

- Polymethylmetacrylat PMMA,

- Polystyrol PS,

- Polyvinylchlorid und dessen Derivaten ,

- Polycarbonat PC,

- Polyethylenenterephthalat PET.

Unter dem Begriff„Additiv" sind insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, jegliche gewollten oder ungewollten Zusätze zu einem Stoff oder Stoffen zu verstehen, insbesondere Flammschutzmittel, vorzugsweise halogenierte, insbesondere bromierte und/oder chlorierte Flammschutzmittel, beispielsweise umfassend

- polybromierter Diphenylether PDBE,

- polybromiertes Biphenyl PBB,

- decabromierter Diphenylether,

- pentabromierter Diphenylether,

- octabromierte Diphenylether,

- Hexabromcyclododecan,

- Tetrabrombisphenol A TBBP-A,

- Tetrabromphthalsäureanhydrid,

- bromierte Polystyrole,

- bromierte Phenole,

- reaktive Flammschutzmittel,

- Antimontrioxid,

- Antimonpentoxid,

- Ammoniumsulfat,

- etc. Unter dem Begriff„Additiv" sind insbesondere in den Ansprüchen, vorzugsweise in der Beschreibung, nicht Markierungstoffe, sog.„Marker" zu verstehen, die einem Polymer, bspw. einem Kunststoff zu dessen Identifizierung zugesetzt werden und insbesondere später bspw. mittels einer Fluoreszenzanalyse identifiziert werden, um den damit versehenen Kunststoff zu identifizieren. Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden beschrieben oder durch das Folgende offenbar:

Vorzugsweise liegt der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen des Lasers im Wesentlichen mindestens eine Größenordnung, vorzugsweise mindestens zwei Größenordnungen, insbesondere drei Größenordnungen über der Pulsdauer. Somit kann auf äußerst effiziente Weise reemittiertes Licht einer Probe nach einer Anregung über eine deutlich längere Zeit als die Anregungszeit, beispielsweise eine um den Faktor 100, 1.000 bis 10.000, etc. längere Zeit, gemessen werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit für die Identifikation mittels der spektroskopischen Analyse von reemittiertem Licht der Probe weiter erhöht werden. Stellt beispielsweise der Laser eine Pulsdauer im Bereich von Picosekunden bereit, wird der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen im Nano-Sekunden-Bereich gewählt. Zweckmäßigerweise ist das reemittierte Licht im Wesentlichen zwischen zwei Pulsen des Lasers detektierbar. Damit lassen sich auf einfache Weise mehrere sequentielle Anregungen und Messungen des reemittierten Lichts einer Probe realisieren. Auch damit wird die Zuverlässigkeit der spektroskopischen Analyse weiter erhöht, da damit mehrere Messungen in äußerst kurzer Zeit durchgeführt werden können. Diese können dann beispielsweise gemittelt werden und so ein weniger fehlerbehaftetes spektroskopisches Analyseresultat, z.B. durch Steigerung des Signal-Rausch-Verhältnisses, erhalten werden.

Zweckmäßigerweise umfasst die spektroskopische Analyse eine Fluoreszenz- Spektralanalyse und/oder eine Fluoreszenzlebenszeitanalyse. Mittels einer Fluoreszenzspektralanalyse bzw. einer Fluoreszenzlebenszeitanalyse lassen sich insbesondere Kunststoffe einfach und zuverlässig unterscheiden.

Vorteilhafterweise ist die Probe mit Licht einer Grundfrequenz und/oder einem oder mehreren ganzzahligen Vielfachen hiervon mittels des Lasers bestrahlbar. Damit kann die Materialprobe auf einfache Weise z.B. mit mehreren Wellenlängen bzw. Frequenzen bestrahlt werden. Weist der Laser eine Grundfrequenz auf, kann durch einfache Frequenzverdopplung, -Verdreifachung, etc. auch ein sehr großer Wellenlängenbereich zur Bestrahlung abgedeckt werden, was die Flexibilität hinsichtlich Identifizierung von chemisch völlig unterschiedlichen Stoffen wesentlich erhöht.

Zweckmäßigerweise korrespondieren die Grundfrequenz und/oder die Frequenz- Vervielfachung zu Wellenlängen im Bereich zwischen 233 nm und 300 nm, insbesondere zwischen 250 nm und 280 nm, vorzugweise bei 266 nm und einer Wellenlängenverdopplung bei 532 nm. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Identifizierung von Kunststoffen mittels einer spektroskopischen Analyse und auch ggf. zugesetzten Fremdstoffen bzw. Additiven wie Flamm- Schutzmitteln oder auch Verunreinigungen des Kunststoffs wie Öl, Benzin, etc.

Vorteilhafterweise bezeichnet der Pico-Sekunden-Bereich den Bereich zwischen 0,5 ps und 500 ps, insbesondere den Bereich zwischen 1 ps und 100 ps, vorzugsweise den Bereich zwischen 2,5 ps und 50 ps, insbesondere zwischen 4 ps und 10 ps, vorzugsweise zwischen 5 ps und 8 ps, beispielsweise 5, 6, 7 und/oder 8 ps. Damit lässt sich auf zuverlässige Weise eine kurze Anregungszeit für eine Probe des Materials erreichen.

Zweckmäßigerweise ist die Probe in einer ersten Richtung durch den Laser beleuchtbar, wobei das reemittierte Licht in einer zweiten Richtung durch den Detektor detektierbar ist, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt sind. Damit lässt sich eine äußerst kompakte Bauweise der Vorrichtung erreichen. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen.

Dabei zeigt

Fig. 1 in schematischer Form eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 Teilspektren von verschiedenen Kunststoffen bei Anregung mit einem

Nanosekunden-Laser; und

Fig. 3 Teilspektren für Kunststoffe bei Anregung mit einem Picosekunden- Laser.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Identifizierung von Kunststoff und/oder ggf. eines oder mehrerer seiner Additive gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst dabei eine Pulslichtquelle 2, hier in Form eines Pico-Sekunden-Lasers, mit der eine Probe 3 des Kunststoffs, der identifiziert werden soll, bestrahlt wird. Die Pulsdauer des Lasers beträgt hier 7,5 ps. Selbstverständlich kann die Pulsdauer auch nur 1 ps oder 100 ps oder dergleichen betragen. Das von der Probe 3 reemittierte Licht wird über einen Filter 4 sowie eine Linse 5 mittels eines Sensors 6 detektiert. Das von dem Sensor 6 erhaltene Rohsignal wird mittels einer Signalaufbereitung 7 aufbereitet und mittels eines Differenzierers 8 wird ebenfalls ein differenziertes Signal erzeugt.

Es wird ebenfalls ein Trigger erzeugt mittels einer Triggererzeugung 9, welches dann einen ersten Zeitglied-Integrierer 12a und über einen Verzögerer 10 einen zweiten Zeitglied-Integrierer 12b auslöst. Mittels der beiden Integrierer 12a und 12b wird das Signal zu unterschiedlichen, nicht überlappenden Zeitspannen auf der abfallenden Flanke des aufbereiteten Signals aufintegriert. Mittels einer Quotierung 13 werden die beiden Werte, die von den beiden Integrierern 12a und 12b bereitgestellt werden, miteinander in Relation gesetzt, hier mittels Quotientenbildung und die so erhaltene Zahl einer Auswertung 14 zugeführt.

Die Auswertung 14 kann u.a. darin bestehen, dass in einem Speicher der Vorrichtung eine Vielzahl von Referenzkennzahlen für div. Kombinationen von Kunststoffen und deren Additiven hinterlegt worden ist und auf Basis eines Vergleichs zwischen diesen Kennzahlen und der ermittelten Kennzahl durch die Messung dann der Kunststoff und/oder dessen Additive identifiziert werden. Für die Hinterlegung derartiger Werte/Kennzahlen können beispielsweise mehrfach wiederholte Messungen desselben Kunststoffs mit denselben Additiven durchgeführt werden und diese dann beispielsweise mit einem Mittelwert und einer entsprechenden Abweichung im Speicher abgelegt werden. Im Falle einer nicht eindeutigen Identifizierung kann ein solches Ergebnis einem Benutzer entsprechend angezeigt werden und der Kunststoff kann, wenn das Verfahren beim Recycling eingesetzt wird, separat aussortiert werden und ggf. dann einem weiteren Identifizierungsverfahren zugeführt werden.

Fig. 2 zeigt Teilspektren von verschiedenen Kunststoffen aufgenommen bei Anregung mit einem Nanosekunden-Laser und Fig. 3 zeigt Teilspektren für Kunststoffe bei Anregung mit einem Picosekunden-Laser.

In den Fig. 2 und 3 ist jeweils ein Ausschnitt eines aufgenommenen Spektrums (Intensität über Wellenlänge) für zwei verschiedene Kunststoffe gezeigt, die durch die unterbrochenen bzw. nicht unterbrochenen Linien dargestellt sind. In Fig. 2 bezeichnen die durchgezogenen Linien jeweils den Kunststoff Polystyrol PS, die unterbrochenen Linien den Kunststoff Acrylnitril-Butadien-Styrol ABS. In Fig. 3 bezeichnen die durchgezogenen Linie jeweils den Kunststoff Polystyrol PS, die unterbrochenen Linien den Kunststoff Polypropylen PP. Hierbei sind die Kunststoffe jeweils mehrfach bestrahlt und deren Spektrum aufgenommen worden. In Fig. 2 wurden die beiden Kunststoffe jeweils mehrfach mit einem Nanosekunden-Laser, also mit Laserlicht mit Pulsdauern im Nanosekunden- bereich, bestrahlt, und Fig. 3 mit einem Picosekunden-Laser, also mit Laserlicht mit Pulsdauern im Picosekundenbereich. Wie zu erkennen ist, weisen die aufgenommenen Spektren in den überlappenden Wellenlängenbereichen zwischen 290nm und 340nm in Fig. 2 einen wesentlich weniger ausgeprägten bzw. charakteristischen Verlauf auf, verglichen mit dem Verlauf der Spektren der Fig. 3. Darüber hinaus sind auch die jeweiligen Maxima in der Intensität in Fig. 3 eindeutiger ausgeprägt und damit leichter identifizierbar als in Fig. 2. Zusammenfassend ermöglicht die Verwendung eines Pico-Sekunden-Lasers, eines Femto-Sekunden-Lasers, etc. zur Identifikation von Stoffen in einer Materialprobe deren einfache und zuverlässige sowie kostengünstige Identifizierung. Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.

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Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Pulslichtquelle

3 Probe

4 Filter

5 Linse

6 Sensor

7 Signalaufbereitung

8 Differenzierer

9 Triggererzeugung

10 Verzögerer

12a, 12b Integrierer

13 Quotierung

14 Auswertung