专利名称：金属鉴别装置以及金属鉴别方法
技术领域：
本发明涉及用于鉴别在要处理的制造产品(例如当处理用过的家用电器时)中所用的金属的鉴别装置以及金属鉴别方法。
背景技术：
近年来，对保护环境、防止污染和重复使用可用资源的推动刺激了对例如用过的家用电器进行适当处理的需求。
例如，镁的重量轻并且耐用，而且可以喷射模铸(ejection molded)。因此，近年来，由于镁的多用性，它已经越来越广泛地用于各种应用，并且生产和使用的量也越来越大。这同时也增加了要处理的镁的量。镁的高反应性使其容易燃烧，高浓度的镁粉尘具有导致粉尘爆炸的危险。因此，当镁混合在普通的废弃材料中并且用粉碎装置粉碎时，存在爆炸的危险。
而且，例如铁、铜和铝等金属，如果分别进行废料处理可以被有效地还原来作为原料，但是往往被一起粉碎，而不分开，这导致混合的金属被作为废铁处理。在某些情况下，这种混合金属作为垃圾填埋材料处理，并且这导致了诸如对全球环境的负面影响和填埋场所不足的社会问题。
由于上述原因，当处理用过的家用电器或类似物时，在它们被一起粉碎之前，鉴别并分别废料处理在制造产品中所用的不同类型的金属是至关重要的。通常，不同金属类型的鉴别限于使用磁力和涡流以分离铁和铝，而例如镁，使用简单的执行方法不能将它与其它有色金属分开。而且，采用x射线分析晶体结构的x射线衍射法已知是高精度分析金属类型的方法之一。但是，该方法并不适用于实际处理场所，因为它所采用的x射线对人体有害。
因此，为了在处理场所高精度地分离金属，必须使用诸如分解要处理的制造产品并根据制造编号或标记确定金属类型，或者从制造产品上刮下一部分并用发射分光光度计来慢慢分析的方法。
但是，例如使用其制造编号来确定金属类型的方法非�：氖保虼耍谑导写嬖谡庋奈侍猓丛谑导蚀沓∷岩远运兄圃觳凡捎酶梅椒�。而且，在使用发射分光光度计的分析方法的情况下，家用电器常常包括一层膜(特别是，绝缘膜)，例如在其金属表面上形成的漆膜、锈迹或污垢，并且这些绝缘膜的存在使其难以激发金属并使其发光。
发明内容
本发明的金属鉴别装置的特征在于包括发光部分，该发光部分含有在其自身和待鉴别的对象之间引起放电，从而激发待鉴别的对象并使其发光的第一电极、用于收集发光部分发出的光的光收集部分、用于测量由光收集部分收集的光的发射光谱的光谱测定部分、通过将光谱测定部分测量的发射光谱的数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱的数据进行比较来鉴别待鉴别的对象的鉴别处理部分以及破坏待鉴别的对象的至少一部分表面的破坏处理部分。
本发明的金属鉴别方法的特征在于它是通过破坏待鉴别的对象的至少一部分表面，然后激发待鉴别的对象并使其发光，并且测量待鉴别的对象的发射光谱，并将待鉴别的对象的发射光谱的数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱数据进行比较来鉴别待鉴别的对象的金属类型。
附图简介
图1示出了如何使用根据本发明的第一实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的透视图；图2是沿图1所示的电弧放电装置的线I-I的剖面图；图3示出了图2所示的电弧放电装置与待鉴别的对象接触的状态的剖面图；图4示出了电弧放电装置的相对电极的形状的例子的剖面图；图5是本发明第一实施例的金属鉴别装置的框图；
图6示出了本发明的第一实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图7示出了如何使用根据本发明的第二实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的透视图；图8示出了如何使用根据本发明的第二实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的侧视图；图9示出了用作缺陷提供部件的刀具的侧视图；图10示出了用作缺陷提供部件的针的侧视图；图11是根据本发明第二实施例的金属鉴别装置的框图；图12示出了本发明第二实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图13示出了如何使用根据本发明的第三实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的透视图；图14是沿图13所示的电弧放电装置的线II-II的剖面图；图15示出了图14所示的电弧放电装置与待鉴别的对象接触的状态的剖面图；图16示出了如何使用根据本发明的第四实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的透视图；图17是根据本发明第四实施例的金属鉴别装置的框图；图18示出了本发明第四实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图19是根据本发明第五实施例的金属鉴别装置的框图；图20示出了本发明第五实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图21是根据本发明第六实施例的金属鉴别装置的框图；图22示出了绝缘膜厚度与击穿电压之间的关系图；图23示出了控制放电电极位置的机构的剖面图；图24示出了本发明第六实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图25是根据本发明第七实施例的金属鉴别装置的框图；
图26示出了控制光纤位置的机构的剖面图；图27示出了本发明第七实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图28示出了如何使用根据本发明第八实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的透视图；图29示出了如何清洁放电电极的剖面图；图30是根据本发明第八实施例的金属鉴别装置的框图；图31示出了本发明第八实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图32示出了如何使用根据本发明第九实施例的金属鉴别装置鉴别待鉴别的对象的框图；图33示出了本发明第九实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图34示出了本发明第十实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图；图35是根据本发明第十一实施例的金属鉴别装置的框图；图36示出了本发明第十一实施例的金属鉴别装置的金属鉴别过程的流程图。
本发明的最佳实施方式采用本发明的金属鉴别装置，能够破坏待鉴别的对象的至少一部分表面，因此，即使在待鉴别的对象的表面上存在一层膜，并且尤其是绝缘膜，也能够引起放电来激发待鉴别的对象，并使其发光。由此，即使在金属的表面上存在诸如漆膜的绝缘膜的情况下，也能够容易且以低廉的价格鉴别金属的类型。
在本发明的金属鉴别装置中，发光部分最好进一步包括在其自身和待鉴别的对象之间引起放电，从而激发待鉴别的对象并使其发光的第一电极，以及当激发待鉴别的对象并发光时，以与待鉴别的对象接触的方式提供的，并且在其端部具有突出部分的第二电极。而且破坏处理部分最好是第二电极的突出部分。由此，即使例如在待鉴别的对象的表面上有绝缘膜，由于在第二电极中提供的突出部分，第二电极也能够穿过绝缘膜到达下面的金属部分。由此，待鉴别的对象可以设置为所希望的电位，并且可以很容易地增加待鉴别的对象与第一电极之间的电位差。结果，即使在金属的表面上有诸如漆膜的绝缘膜，也可以容易且以低廉的价格鉴别金属的类型。
在本发明的金属鉴别装置中，最好第二电极包括至少两个在其端部具有突出部分的分裂电极，并且进一步提供导通确定部分。导通确定部分确定分裂电极之间是否导通。由此，可以确定第二电极是否到达待鉴别的对象下面的金属部分，由此可以更可靠地引起放电。
在本发明的金属鉴别装置中，第二电极可以用作以一个预定距离来设置第一电极和待鉴别的对象之间的距离的材料。
在本发明的金属鉴别装置中，最好破坏处理部分包括在与第一电极相对的待鉴别的对象的至少一部分表面区域中提供预定深度的缺陷的缺陷提供部件。也可以在具有发光部分的单个单元中提供缺陷提供部件。由此，即使在待鉴别的对象的表面上有绝缘膜，也可以预先在绝缘膜中设置缺陷，来降低击穿电压，从而有助于放电并且更容易进行金属鉴别。
本发明的金属鉴别装置进一步包括对待鉴别的对象施加预定电位的针形电极，并且针形电极可以作为破坏处理部分。由此，即使例如在待鉴别的对象的表面上有绝缘膜，针形电极也能够穿过绝缘膜到达下面的金属部分，并且因此，待鉴别的对象可以设置为所希望的电位。因此，很容易增加待鉴别的对象与第一电极之间的电位差。结果，即使在金属的表面上有诸如漆膜的绝缘膜，也可以容易且以低廉的价格鉴别金属的类型。
在本发明的金属鉴别装置中，最好发光部分进一步包括用绝缘材料制成的罩子，用来将第一电极与待鉴别的对象之间的距离设置成预定距离，并且围绕第一电极的周围提供该罩子。这是为了防止在第一电极和待鉴别的对象以外的其它金属之间放电，使得在第一电极和待鉴别的对象之间能可靠地引起放电。
在本发明的金属鉴别装置中，破坏处理部分可以是脉冲放电电路，该脉冲放电电路在第一电极和待鉴别的对象之间引起脉冲放电，从而去除与第一电极相对的待鉴别的对象的至少一部分表面。在这种情况下，最好还有膜厚度测量部分，用于测量附着在待鉴别的对象表面的膜的厚度，并且根据由膜厚度测量部分测得的膜的厚度设置脉冲放电电路的施加电压。由此，即使例如在待鉴别的对象表面上有绝缘膜，也可以通过脉冲放电预先烧掉绝缘膜，从而只允许激发待鉴别的对象的金属成分并使其发光，并且提高鉴别精度。
本发明的金属鉴别装置最好进一步包括测量附着在待鉴别的对象表面的膜的厚度的膜厚度测量部分，以及控制第一电极与要测量的对象之间的距离的部分，用来根据由膜厚度测量部分测得的膜的厚度改变第一电极与待鉴别的对象之间的距离。即使例如在待鉴别的对象表面上有绝缘膜，并且该绝缘膜很厚，也可以适当地选择第一电极与待鉴别的对象之间的距离，从而在绝缘膜中引起绝缘击穿并实现放电。由此，可以使待鉴别的对象稳定地发光。
本发明的金属鉴别装置最好进一步包括测量附着在待鉴别的对象表面的膜的厚度的膜厚度测量部分，以及控制第一电极与要测量的对象之间的电压的部分，用来根据由膜厚度测量部分测得的膜的厚度改变施加在第一电极与待鉴别的对象之间的电压。由此，即使例如在待鉴别的对象表面上有绝缘膜，并且该绝缘膜很厚，也可以适当地选择第一电极与待鉴别的对象之间的电压，从而在绝缘膜中引起绝缘击穿并实现放电。由此，可以使待鉴别的对象稳定地发光。
最好本发明的金属鉴别装置进一步包括光收集部分的位置控制部分，用于根据第一电极与待鉴别的对象之间的距离和/或施加在第一电极与待鉴别的对象之间的电压来改变光收集部分的位置，其中第一电极与待鉴别的对象之间的距离由控制第一电极与待测量的对象之间的距离的部分设置，施加在第一电极与待鉴别的对象之间的电压由控制第一电极与待测量的对象之间的电压的部分设置。因为由于第一电极位置的变化或者所加电压的变化引起发光位置的变化，所以最好也改变光收集部分的位置，以匹配发光位置的变化。
本发明的金属鉴别装置最好进一步包括清洁部分，用于去除附着在第一电极上的物质。这是由于当之前已经鉴别过的待鉴别的对象熔化到第一电极上时，该金属不能被精确地鉴别。
最好清洁部分进一步包括在放电期间去除附着在第一电极上的物质的吹风机。因为在放电期间可以清洁第一电极，所以可以减少鉴别所需的时间。
在本发明的金属鉴别装置中，最好鉴别处理部分包括存储标准样品的发射光谱数据的标准样品数据存储部分、存储由光谱测定部分测得的待鉴别的对象发射光谱的数据的测量数据存储部分，以及将待鉴别的对象的发射光谱数据与标准样品的发射光谱数据进行比较，从而确定待鉴别的对象的金属类型的比较和确定部分。例如，优选为，比较和确定部分计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种类型的标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间匹配的个数，并根据该计算结果鉴别待鉴别的对象的金属类型。更具体地，例如，优选为，比较和确定部分计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种类型的标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间匹配的个数，确定具有最多匹配个数的第一标准样品，并确定待鉴别的对象的金属为第一标准样品的金属。由此，即使之前鉴别的待鉴别的对象熔化并附着在第一电极上，如果根据峰值光谱波长的匹配个数确定金属的类型，也可以防止出现不正确的判断。
而且，在鉴定合金的情况下，比较和确定部分也能够计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种类型的标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间的匹配个数，确定至少两个多次匹配的标准样品，该标准样品的匹配个数大于其它标准样品，并确定该待鉴别的对象的金属为包括所述多次匹配标准样品的金属的合金。
在本发明的金属鉴别装置中，最好鉴别处理部分进一步包括计算通过测量参考金属得到的发射光谱的峰值光谱波长与存储在标准样品数据存储部分中的参考金属的发射光谱的峰值光谱波长之间的差值，并根据该差值产生发射光谱修正数据的修正部分，并且比较和确定部分通过将待鉴别的对象的发射光谱数据与代替存储在标准样品数据存储部分中的发射光谱数据的发射光谱修正数据进行比较确定待鉴别的对象的金属类型。这是由于峰值光谱波长可能由于例如环境温度的波动而变化，并且因此通过修正在峰值光谱波长中的变化可以实现更精确的鉴别。
在本发明的金属鉴别装置中，优选为，在测量数据存储部分中存储在给定的时间间隔下多次测量的待鉴别的对象的发射光谱数据，并且比较和确定部分从多个数据中确定随着时间而衰减的峰值光谱波长，并且排除衰减的峰值光谱波长，鉴别待鉴别的对象的金属类型。这是为了防止由于膜导致的不精确的鉴别。
在本发明的金属鉴别装置中，优选为，在测量数据存储部分中存储在给定的时间间隔下多次测量的待鉴别的对象的发射光谱数据，在标准样品数据存储部分中存储待鉴别的对象的不同类型的绝缘膜的标准样品的发射光谱数据，并且比较和确定部分从存储在测量数据存储部分中的多个数据中确定随着时间而衰减的峰值光谱波长，通过衰减的峰值光谱波长确定待鉴别的对象的绝缘膜的类型，并且使用对应于待鉴别对象的膜的类型的标准样品的已经确定的发射光谱数据，鉴别待鉴别的对象的金属类型。通过使用每种类型的膜的特定发射光谱数据来防止不正确的鉴别。
而且，根据本发明的金属鉴别方法，即使例如在待鉴别的对象表面上有绝缘膜，也可以容易地鉴别待鉴别的对象的金属类型。
在本发明的金属鉴别方法中，最好通过在给定的时间间隔下多次测量待鉴别的对象的发射光谱，确定随时间衰减的发射光谱的峰值光谱波长，并且将排除随时间衰减的峰值光谱波长的待鉴别的对象的发射光谱数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱数据进行比较，来鉴别待鉴别的对象的金属类型。这是为了防止由于膜的成分导致的不精确的鉴别。
在本发明的金属鉴别方法中，最好通过在给定的时间间隔下多次测量待鉴别的对象的发射光谱，从随时间衰减的发射光谱的峰值光谱波长确定待鉴别的对象的膜的类型，并且将待鉴别的对象的发射光谱数据与为不同类型的膜预先存储的多个标准样品的发射光谱数据进行比较，来鉴别待鉴别的对象的金属类型。这是为了防止由于膜的成分导致的不精确的鉴别。
下文中，参考附图描述本发明的实施例。
第一实施例图1示出了如何使用根据本发明第一实施例的金属鉴别装置1鉴别待鉴别的对象50。图2是沿图1所示的线I-I的剖面图。本实施例的金属鉴别装置1包括电弧放电装置(发光部分)11、光纤(光收集部分)12、分光镜(光谱测定部分)13以及个人计算机(鉴别处理部分)14。金属鉴别装置1还包括用来确定待鉴别的对象50的图像识别装置(未示出)，以及为电弧放电装置11提供电压的直流电源(未示出)。
电弧放电装置11是通过电弧放电为待鉴别的对象50传送能量来激发待鉴别的对象50并使其发光的装置。电弧放电装置11具有主单元部分111、在其自身和待鉴别的对象50之间引起电弧放电的放电电极(第一电极)112，以及使待鉴别的对象50接地的相对电极(第二电极)113。
如图2所示，放电电极112通过引线116a连接到直流电源(未示出)。可以用诸如银、铜或钨的金属来形成放电电极112，并且最好是具有较少峰值光谱波长的银。例如，当根据环境温度修正发射光谱或者确定放电电极112上存在污垢时，测量作为参考的单个元素的样品(参考金属)的发射光谱。在这种情况下所用的参考金属最好是银，因为它具有较少的峰值光谱波长。使放电电极112与参考金属相同，这使得除参考金属之外的其它金属的发射光谱能够被忽略，并且由此，例如甚至可以进行更适当的修正。由于该原因，最好用银作为放电电极112。
相对电极113用为一个罩子，该罩子是围绕放电电极112的周围形成的，并且在放电期间保持待鉴别的对象50与放电电极112之间的间隙基本恒定。相对电极113分裂为两半(分裂电极113a和113b)，并且如图2所示，在分裂电极113a和113b的端部分别提供突出部分(破坏处理部分)115a和115b。
电弧放电装置11进一步具有用于确定分裂电极113a和113b之间是否导通的导通确定装置(导通确定部分)114。导通确定装置114通过引线116b连接到分裂电极113a和113b两者。
图3示出了与待鉴别的对象50接触的相对电极113，在放电电极112与待鉴别的对象50之间进行放电。在待鉴别的对象50中，在金属部分50b的表面上存在例如由漆膜、锈迹或污垢构成的膜50a。在本实施例中，膜50a描述为具有绝缘特性的膜(即，绝缘膜)。因为相对电极113在其端部具有突出部分115a和115b，所以绝缘膜50a被突出部分115a和115b破坏。因此，相对电极113的末端可以穿过绝缘膜50a到达金属部分50b。如此，采用根据本实施例的相对电极113，即使当金属部分50b的表面用绝缘膜50a覆盖时，下面的金属部分50b也可以接地，由此，待鉴别的对象50的金属部分50b与放电电极112之间的电位差变大。由于该原因，在放电电极112与待鉴别的对象50之间易于发生放电。该放电烧掉放电电极112与金属部分50b之间的绝缘膜50a，并且暴露的金属部分50b被激发并发光。应当注意，在相对电极113上提供的突出部分115a和115b可以直着向下形成，如图2和3所示，也可以在圆周方向斜向内部圆周形成突出部分115a和115b的端部，如图4所示。如果给定突出部分115a和115b为这种结构，则突出部分115a和115b可以刺进绝缘膜50a，通过旋转电弧放电装置11使突出部分115a和115b与金属部分50b可靠地接触。
最好有许多突出部分115a和115b，并且它们的端部是锐利的，从而增加它们与金属部分50b接触的可能性。
在靠近电弧放电装置11发光的位置布置光纤12，从而可以收集电弧放电装置11发出的光。在本实施例中，光纤12固定到电弧放电装置11的相对电极113。
分光镜13使用由光纤12收集的光来测量发射光谱。
个人计算机14通过将由分光镜13得到的发射光谱数据与预先存储的各种标准样品的发射光谱数据进行比较来鉴别待鉴别的对象50的金属类型。
接着，参考图5和图6描述金属鉴别装置1的金属鉴别处理操作。图5是金属鉴别装置1的框图，图6示出了金属鉴别装置1的操作的流程图。
如果图像识别装置16确认存在待鉴别的对象50，则个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且将电弧放电装置11放置在待鉴别的对象50上方，并且由导通确定装置114确定在分裂电极113a和113b之间是否导通(步骤S1和步骤S2)。
如果确认在分裂电极113a和113b之间导通，则直流电源15打开(步骤S3)，并且在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象50之间施加电压，产生电弧放电(步骤S4)。
通过电弧放电得到的光经由光纤12传送到分光镜13，分光镜13测量待鉴别的对象50的发射光谱。通过测得的发射光谱得到光谱数据(步骤S5)，并且在个人计算机14的测量数据存储器(测量数据存储部分)144中存储光谱数据。下文中，通过待鉴别的对象50发出的光得到的发射光谱数据被称作“测量光谱数据”。
由计算处理电路(比较和确定部分)141将测量光谱数据与在光谱数据库(标准样品数据存储部分)143中的标准样品光谱数据进行比较，鉴别待鉴别的对象50的金属类型(步骤S6)。在得到测量光谱数据之后，直流电源15的开关断开(步骤S7)。标准样品的光谱数据预先存储在个人计算机14内的光谱数据库143中。鉴别的结果显示在个人计算机14的显示器142上(步骤S8)，并且结束金属鉴别操作。
接着，详细描述将测量光谱数据与标准样品的光谱数据进行比较来鉴别待鉴别的对象50的金属类型的方法。
在本实施例中，标准样品的光谱数据存储在光谱数据库143中。更具体地，例如，示出了在家用电器中包括的并且必须分别进行废料处理的各种金属元素的发射光谱的峰值光谱波长，来作为标准样品的光谱数据。下面示出在光谱数据库143中存储的数据的一个例子。应当注意，在本例子中，峰值光谱波长在250nm到400nm的波长范围内。
当确定金属类型时，将由测量光谱数据得到的待鉴别的对象50的峰值光谱波长与光谱数据库143中的各种金属元素的峰值光谱波长进行比较，并且为每种金属元素计算峰值光谱波长匹配的个数。例如，如果待鉴别的对象的峰值光谱波长为261.837nm、276.637nm、282.437nm和308.216nm，则待鉴别的对象50的峰值光谱波长与铜的三个峰值光谱波长匹配，与铝的一个峰值光谱波长匹配。这样，计算待鉴别的对象的峰值光谱波长与各种金属元素的峰值光谱波长匹配的个数，并且确定待鉴别的对象属于具有与其峰值光谱波长匹配数量最多的金属。
光谱数据库
由于以下原因，优选使用上述峰值光谱波长匹配的个数来鉴别金属类型的方法。例如，如果之前已经鉴别和测量过的待鉴别的对象的熔化物附着在放电电极112的表面上，则该熔化物由于电弧放电可能产生发射光谱。因为该熔化物附着在放电电极112的表面，所以即使仅有极少量的，其发射效率也很高，从而，其峰值强度很大。因此，当只由峰值强度确定金属类型时，存在不能正确确定金属类型的危险。为了防止这种不正确的判断，最好根据峰值光谱波长匹配的个数而不是根据最大峰值强度来确定金属类型，因为这样可以产生更可靠的结果。
使用根据峰值光谱波长匹配的个数鉴别金属类型的方法也能够鉴别合金。更具体地，首先，确定具有最大数量的峰值光谱波长匹配的第一金属。然后，计算除第一金属之外的金属的峰值光谱波长匹配的个数，以确定在这些金属中具有最大匹配数量的第二金属。根据这些结果，可以确定待鉴别的对象50的金属为第一金属和第二金属的合金。
当环境温度波动时，光在空气中的折射率发生变化，并且这改变所得到的峰值光谱波长。因此，提供修正存储在光谱数据库143中的数据的修正部分，并且修正数据存储在例如单独为修正数据提供的存储器中。当鉴别待鉴别的对象50时，例如，使用存储在修正数据存储器中的修正数据。在这种情况下，在测量待鉴别的对象50之前，用单个元素(参考金属)的样品作为参考进行电弧放电，得到在样品的峰值光谱波长与在光谱数据库143中存储的单个元素的峰值光谱波长之间的差值。用该差值作为修正量，修正在光谱数据库143中存储的元素的峰值光谱波长，产生发射光谱修正数据。应当注意，所使用的样品最好与放电电极112的材料相同。这是因为只有用作放电电极112的金属的峰值光谱波长出现来作为通过电弧放电得到的发射光谱，因此，使用与放电电极112相同的材料有利于数据的修正。
第二实施例图7示出了如何使用根据本发明的第二实施例的金属鉴别装置2鉴别待鉴别的对象50的透视图。与图7类似，图8示出了在鉴别期间的外观的侧视图。
本实施例的金属鉴别装置2包括电弧放电装置11、光纤12、分光镜13、个人计算机14以及钻孔机(破坏处理部分(缺陷提供部件))17。金属鉴别装置2还包括用来识别待鉴别的对象50的图像识别装置(未示出)，以及为电弧放电装置11提供电压的直流电源(未示出)。
提供钻孔机17，从而在放在支撑台18上并且由传送带19运载的待鉴别的对象50中提供缺陷，并且钻孔机放在运载方向中电弧放电装置11的上游方向。在放电期间与放电电极112相对的待鉴别的对象50的至少一部分区域中，该钻孔机17提供足够深的缺陷以暴露出金属。应当注意，作为缺陷提供部件，也可以使用如图9所示的刀具20或如图10所示的针21，来代替钻孔机17。
电弧放电装置11使待鉴别的对象50已经具有缺陷的部分与放电电极112相对，并引起放电。应当注意，除了相对电极113没有分裂为两个电极，并且在其端部没有形成突出部分，而且不提供导通确定装置之外，本实施例的电弧放电装置11具有与第一实施例中描述的电弧放电装置基本相同的结构。
如图3所示，待鉴别的对象50在其金属部分50b的表面上具有例如由漆膜、锈迹或污垢构成的绝缘膜50a。因此，为了便于从金属部分50b发光，最好在放电电极112与待鉴别的对象50之间施加大于绝缘膜50a的击穿电压的电压。
但是，因为用于将待鉴别的对象50接地的相对电极113穿过绝缘膜50a连接到金属部分50b，所以难以增加金属部分50b与放电电极112之间的电位差。
因此，在本实施例的金属鉴别装置2中，在电弧放电装置11电弧放电之前，在待鉴别的对象50的绝缘膜50a的表面中提供缺陷，以降低绝缘膜50a的击穿电压。这使得放电能够实现而不用在待鉴别的对象50与放电电极112之间施加大电压，即使待鉴别的对象50被绝缘膜50a覆盖。这种放电烧掉在放电电极112与金属部分50b之间任何的绝缘膜50a，并且激发暴露的金属部分50b并发光。
接着，参考图11和图12描述金属鉴别装置2的金属鉴别处理操作。图11示出了金属鉴别装置2的框图，图12示出了金属鉴别装置2的处理操作的流程图。
如果图像识别装置16确认待鉴别的对象50的存在，则个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且通过钻孔机驱动装置22驱动钻孔机17，在待鉴别的对象50的表面中提供缺陷(步骤S11和步骤S12)。
接着，直流电源15的开关接通(步骤S13)，并且在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象50之间施加电压以产生电弧放电(步骤S14)。
后续的处理操作(步骤S15到步骤S18)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S5到步骤S8)相同，因此这里不再描述。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里不再描述。
第三实施例图13示出了如何使用根据本发明的第三实施例的金属鉴别装置3鉴别待鉴别的对象50。图14示出了沿图13的线II-II的剖面图。本实施例的金属鉴别装置3包括电弧放电装置11、光纤12、分光镜13以及个人计算机14。金属鉴别装置3还包括用来识别待鉴别的对象50的图像识别装置(未示出)，以及为电弧放电装置11提供电压的直流电源(未示出)。
与在第二实施例中描述的金属鉴别装置2类似，本实施例的金属鉴别装置3具有在待鉴别的对象50的表面提供缺陷的缺陷提供部件117。但是，这里的缺陷提供部件117与金属鉴别装置2的缺陷提供部件的不同之处在于，它是与电弧放电装置11一起作为单个单元来提供的。本实施例的电弧放电装置11具有主单元部分111、放电电极112和相对电极113。相对电极113形成在放电电极112的周围，并作为在放电期间将待鉴别的对象50与放电电极112之间的间隙保持基本恒定的罩子。应当注意，与在第二实施例描述的金属鉴别装置2类似，本实施例的相对电极113没有分裂为两半，并且在其端部没有提供突出部分。
如图14所示，缺陷提供部件117由用于提供缺陷的刀片117a和用于容纳刀片117a的容纳部分117b构成。除了当刀片用来在待鉴别的对象50的表面提供缺陷时，刀片117a都被容纳在容纳部分117b中。
图15示出了相对电极113是如何与待鉴别的对象50接触以及待鉴别的对象50如何进行放电的。在待鉴别的对象50的表面中，由缺陷提供部件117在放电期间，在与放电电极112相对的区域中形成缺陷50c。通过在放电之前提供缺陷50c，暴露出下面的金属部分50b的一部分，降低了绝缘膜50a的击穿电压。因此，即使待鉴别的对象50被绝缘膜50a覆盖，也可以在待鉴别的对象50与放电电极112之间引起放电，从而使待鉴别的对象50的金属发光。应当注意，金属鉴别装置3的金属鉴别处理操作与金属鉴别装置2的金属鉴别处理操作基本相同，因此这里省略其描述。
第四实施例图16示出了如何使用根据本发明第四实施例的金属鉴别装置4鉴别待鉴别的对象50。本实施例的金属鉴别装置4包括电弧放电装置11、光纤12、分光镜13、个人计算机14以及电极部分23。金属鉴别装置4还包括用来识别待鉴别的对象50的图像识别装置(未示出)，以及为电弧放电装置11提供电压的直流电源(未示出)。
电弧放电装置11具有主单元部分111、放电电极112和罩子118。罩子118为绝缘材料，并且形成在放电电极112的周围。罩子118还起到在放电期间将待鉴别的对象50与放电电极112之间的间隙保持基本恒定的作用，并且用来固定光纤12。
电极部分23是在放电期间将待鉴别的对象50接地的相对电极，并且由连接到地线24的探针(针形电极)23a和控制探针23a的探针控制装置23b构成。例如，探针控制装置23b为气缸或电动机。
当待鉴别的对象50接地时，探针23a能够刺穿待鉴别的对象50的表面的绝缘膜。因此，探针23a的尖端可以穿过绝缘膜到达下面的金属部分。这样，即使待鉴别的对象50的表面被绝缘膜覆盖，探针23a也能够使下面的金属部分接地，因此，在待鉴别的对象50的金属部分与放电电极112之间的电位差变大，并且容易在放电电极112与待鉴别的对象50之间产生放电。由于这种放电，烧掉在放电电极112与待鉴别的对象50的金属部分之间存在的绝缘膜，并且激发暴露的金属部分并发光。
而且，因为电弧放电装置11的放电电极112由绝缘材料制成的罩子118围绕，并且探针23a布置在罩子118的外面，所以可以抑制在放电电极112(113)和探针23a之间的放电。
接着，参考图17和图18描述金属鉴别装置4的金属鉴别操作。图17示出了金属鉴别装置4的结构的框图，图18示出了金属鉴别装置4的处理操作的流程图。
当图像识别装置16确认待鉴别的对象50的存在，个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且通过探针控制装置23b降低探针23a到待鉴别的对象50的位置(步骤S21和步骤S22)。
在确定探针23a与待鉴别的对象50接触之后，直流电源15的开关接通(步骤S23)，并且在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象50之间施加电压，产生电弧放电(步骤S24)。
后续的处理操作(步骤S25到步骤S28)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S5到步骤S8)相同，因此这里不再描述。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里不再描述。
第五实施例图19是根据本发明第五实施例的金属鉴别装置5的框图。除了提供用于测量待鉴别的对象的绝缘膜厚度的膜厚度测量装置25，并且电弧放电装置11的内部结构不同之外，本实施例的金属鉴别装置5具有与在第四实施例中描述的金属鉴别装置4基本相同的结构。在金属鉴别装置5中，电弧放电装置11包括脉冲放电电路119、电弧放电电路120和电路切换装置121，以便在进行电弧放电之前通过脉冲放电去除待鉴别的对象的一部分绝缘膜，从而由于电弧放电，只使待鉴别的对象的金属成分发光。换句话说，与探针23a一起，脉冲放电电路119还用作破坏待鉴别的对象50的至少一部分表面的破环处理部分。而且，个人计算机14包括电源电压数据库145，以便在脉冲放电期间根据膜厚度测量装置25测量的结果设置所加电压。
采用上述金属鉴别装置5，在待鉴别的对象由于电弧放电而发光之前去除绝缘膜，因此，能够只激发待鉴别的对象的金属成分并使其发光。由此，即使待鉴别的对象的表面上有绝缘膜，除了允许鉴别待鉴别的对象之外还能够实现鉴别精度的提高。
下文中，参考图19的框图和图20所示的流程图描述金属鉴别装置5的金属鉴别操作。
当图像识别装置16确认待鉴别的对象的存在时，个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且使用探针控制装置23b降低探针23a到待鉴别的对象的位置(步骤S31和步骤S32)。
然后，在膜厚度测量装置25中包括的用于测量膜厚度的探针(未示出)由电动机或类似物来降低，并且测量待鉴别的对象的绝缘膜的厚度(步骤S33)。
由膜厚度测量装置25的测量结果，根据电源电压数据库145确定在脉冲放电期间所加的电压(步骤S34)。然后，直流电源15的开关接通(步骤S35)，并且在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象之间施加电压，产生脉冲放电(步骤S36)。该脉冲放电去除在待鉴别的对象上的一部分绝缘膜。
接着，电路切换装置121将电路从脉冲放电电路119切换到电弧放电电路120。后续的处理操作(步骤S37到步骤S41)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S4到步骤S8)相同，因此这里省略其描述。但是，在本实施例的金属鉴别装置5中，最后电路切换装置121将电路从电弧放电电路120切换到脉冲放电电路119(步骤S42)。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的相同，因此这里不再描述。
第六实施例图21示出了根据本发明第六实施例的金属鉴别装置6的框图。除了提供用于测量待鉴别的对象的绝缘膜厚度的膜厚度测量装置25，并且电弧放电装置11的内部结构不同之外，本实施例的金属鉴别装置6具有与在第四实施例中描述的金属鉴别装置4基本相同的结构。
在金属鉴别装置6中，在电弧放电期间，根据膜厚度测量装置25的测量结果控制放电电极112的位置和施加在放电电极112上的电压。电弧放电装置11包括用于控制放电电极112的位置的电极控制装置(第一电极-样品距离控制部分)123。
通常，击穿电压随着待鉴别的对象的绝缘膜厚度的增加而增加，因此，通过电弧放电难以激发待鉴别的对象并使其发光。如图22所示，随着绝缘膜厚度的增加，击穿电压也增加。从图22还可以看出，在绝缘膜厚度相同时，放电电极112与待鉴别的对象之间的间隙越�。鞔┑缪乖叫�。因此，本实施例的金属鉴别装置6控制放电电极112的位置，从而当绝缘膜较厚时，放电电极112与待鉴别的对象之间的间隙较小。此外，还通过允许在电弧放电期间控制所施加的电压，而能够进行更稳定的鉴别。
接着，用图23描述在电弧放电装置11中用于控制放电电极112的位置的机构。在电弧放电装置11中的主单元部分111的上面提供电动机附加固定装置123，并且电动机124固定在其上。当驱动电动机124时，具有螺杆部分的电动机旋转轴M旋转，与该旋转结合，接头125上下移动。接头125至少由两部分构成。由于耐用性的原因，连接到电动机旋转轴M的接头125A由金属形成。另一方面，连接到放电电极112的接头部分125B由绝缘材料形成。而且，在图中的参考数字126表示用于将连接到放电电极112的引线116a从电弧放电装置11中引到外部的空间。
下文中，参考图21的框图以及图24所示的流程图描述金属鉴别装置6的金属鉴别操作。
当图像识别装置16确认待鉴别的对象的存在时，个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且使用探针控制装置23b降低探针23a到待鉴别的对象的位置(步骤S41和步骤S42)。
然后，包括在膜厚度测量装置25中的用于测量膜厚度的探针(未示出)由电动机或类似物来降低，并且测量待鉴别的对象的绝缘膜的厚度(步骤S43)。
接着，确定绝缘膜的膜厚度是否小于75μm(步骤S43)，并且如果绝缘膜的膜厚度不小于75μm，则确定当所加电压为10kV时，放电电极112和待鉴别的对象之间的间隙为1mm或更大时是否能够放电(步骤S44)。如果确定在1mm或更大的间隙下能够放电，则降低放电电极112到一个距离，在该距离下在施加10kV电压时能够发生放电(步骤S45)。如果确定在1mm或更大的间隙下不能放电，则放电电极112下降到间隙为1mm的位置(步骤S46)，并且所加电压变为可放电的电压(步骤S47)。应当注意，这里用作参考的值(膜厚度75μm、间隙1mm、所加电压10kV)仅仅是例子，也可以使用其它值作为参考。而且，由计算处理电路141控制所加电压。
然后，直流电源15的开关接通(步骤S48)，在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象之间施加设置的电压，引起电弧放电(步骤S49)。在得到测量光谱数据之后，后续的处理操作(步骤S50到步骤S53)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S5到步骤S8)相同，因此这里不再描述。但是，在本实施例的金属鉴别装置6中，在处理结束之前，放电电极112的位置和所加电压的值回到其初始值(步骤S54和S55)。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里不再描述。
第七实施例图25是本发明第七实施例的金属鉴别装置7的框图。除了光纤12以其相对于电弧放电装置11的位置可以改变的方式被固定，并且进一步提供根据放电电极112的位置改变光纤12的位置的光纤控制装置(光收集部分位置的控制部分)26之外，本实施例的金属鉴别装置7具有与在第六实施例中描述的金属鉴别装置6基本相同的结构。
在金属鉴别装置7中，在电弧放电期间，根据待鉴别的对象的绝缘膜的膜厚度改变放电电极112的位置和所加电压。因此，当放电电极的位置或所加电压改变时，在电弧放电期间发光的位置也改变了。因此，金属鉴别装置7根据发光位置的这种变化改变光纤12的位置。例如，采用存储具有最大光强的发光位置的数据库或类似物来改变光纤12的位置，这些位置是相应于放电电极112的位置和所加电压的多个组合。因此，由于光纤12收集到的光的量增加，所以输入到分光镜13的光强度很大，从而能够更精确地鉴别。
接着，用图26描述相对于电弧放电装置11来改变光纤12的位置(在本实施例中为倾斜角)的机构。应当注意，用于控制放电电极112的位置的机构与金属鉴别装置6的相同。电动机附加固定装置127固定在电弧放电装置11的主单元部分111的侧面。电动机128固定在电动机附加固定装置127上。电动机128和光纤12通过接头129彼此连接。接头129由电动机128旋转，并结合该旋转使光纤12旋转，以调整其角度。
下面参考图25的框图和图27所示的流程图描述金属鉴别装置7的鉴别操作。
从开始处理一直到改变光纤12的位置的处理操作(步骤S61到S66)与在第六实施例中描述的金属鉴别装置6的处理操作(步骤S41到S46)相同。接着，由光纤控制装置26(电动机128和接头129)根据放电电极112的位置和所加电压改变光纤12的位置(调整角度)(步骤S68)。后续的处理操作(步骤S69到S74)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S3到S8)相同，因此这里不再描述。但是，在本实施例的金属鉴别装置7中，在处理结束之前，放电电极112的位置、光纤12的位置和所加电压的值回到其初始值(步骤S75到S77)。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里省略其描述。
第八实施例图28示出了如何使用根据本发明第八实施例的金属鉴别装置8鉴别待鉴别的对象50。图29示出了如何清洁放电电极112。本实施例的金属鉴别装置8包括电弧放电装置11、光纤12、分光镜13、个人计算机14、电极部分23、用于清洁放电电极112的旋转刷(清洁部分)27以及用于使旋转刷27旋转的旋转刷控制装置(清洁部分)28。金属鉴别装置8还包括用来识别待鉴别的对象50的图像识别装置(未示出)、为电弧放电装置11提供电压的直流电源(未示出)，以及电弧放电装置控制装置(未示出)，例如将电弧放电装置11移动到预定位置的机器人。参考数字32表示参考金属。
当进行鉴别待鉴别的对象的处理时，如果确定必须进行清洁操作，则金属鉴别装置8用旋转刷抛光放电电极112的端部，如图29所示，从而去除附着在电极上的成分。如此，可以防止由于附着在放电电极112上的成分引起的不精确的鉴别。
下面参考图30和图31描述金属鉴别装置8的鉴别操作。图30示出了金属鉴别装置8的结构的框图，图31示出了金属鉴别装置8的处理操作的流程图。
当图像识别装置16确认待鉴别的对象50的存在时，个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且移动电弧放电装置11到参考金属32的位置(步骤S81和S82)。
接着，一旦图像识别装置16识别到参考金属32，降低探针23a并使之与参考金属32接触(步骤S83和S84)。
然后，直流电源15的开关接通(步骤S85)，在电弧放电装置11的放电电极112和参考金属32之间施加电压，引起电弧放电(步骤S86)。
由于电弧放电而得到的光通过光纤12传送到分光镜13，并且测量参考金属32的发射光谱。然后，从测量发射光谱得到测量光谱数据(步骤S87)。测量光谱数据存储在个人计算机14的测量数据存储器145中。
确定测量光谱数据是否只包括参考金属32的光谱(步骤S88)。如果确定除参考金属32的光谱之外还包括其它光谱，则电弧放电装置11移动到旋转刷27的位置(步骤S89)，并且用旋转刷27抛光放电电极112，以去除附着的物体(步骤S90)。
如果确定除参考金属32的光谱之外不包括其它光谱，则电弧放电装置11移动到待鉴别的对象50的位置(步骤S91)。降低探针23a并使之与待鉴别的对象接触(步骤S92)。此后的处理操作(步骤S93到S97)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S4到S8)相同，因此这里不再描述。但是，在本实施例的金属鉴别装置8中，最后电弧放电装置11回到其原始位置(步骤S98)。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里不再讨论。
第九实施例图32是根据本发明第九实施例的金属鉴别装置9的框图。本实施例的金属鉴别装置9包括吹风机30和吹风机控制装置31，作为用于清洁放电电极112的清洁部分。吹风机30和吹风机控制装置31固定在电弧放电装置11上，并在放电期间对着放电电极112吹气，从而使待鉴别的对象50不附着在放电电极112上，使得在放电的同时能够清洁放电电极112。因此，在放电之前或之后不必进行清洁，并且这使得鉴别更简单。
图33示出了金属鉴别装置9的处理操作的流程图。
当图像识别装置16确认待鉴别的对象50的存在时，个人计算机14的计算处理电路141接收该信息，并且降低探针23a(步骤S101和S102)。
接着，直流电源15的开关接通(步骤S103)，并且在吹风机30的开关也接通之后(步骤S104)，在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象50之间施加电压，引起电弧放电(步骤S105)。在电弧放电之后，吹风机30的开关断开(步骤S106)。
后续的处理操作(步骤S107到步骤S110)与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1的处理操作(步骤S5到步骤S8)相同，因此这里不再描述。而且，计算处理电路141的鉴别方法的细节也与金属鉴别装置1的情况相同，因此这里不再讨论。
第十实施例本发明第十实施例的金属鉴别装置具有与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1基本相同的结构，但是其金属鉴别方法不同。下面参考图5的框图和图34的流程图描述该金属鉴别装置的金属鉴别方法。
从由图像识别装置16确认待鉴别的对象50(步骤S111)到接通直流电源的开关(步骤S113)的过程与金属鉴别装置1的相同。
接着，在电弧放电装置11的放电电极112和待鉴别的对象50之间施加电压，引起电弧放电(步骤S114)。由于这种电弧放电而得到的光通过光纤12传送到分光镜13，并且以给定的时间间隔多次测量待鉴别的对象50的发射光谱。因此，得到随时间而不同的多个测量光谱数据。然后，从被测量的发射光谱得到测量光谱数据(步骤S115)。测量光谱数据存储在个人计算机14的测量数据存储器145中。
接着，确定测量光谱数据的数量是否是两个或更多(步骤S116)。如果测量光谱数据的数量少于两个，则重新进行电弧放电，并测量发射光谱。
如果测量光谱数据的数量为两个或更多，则计算处理电路141确定是否存在随时间衰减的光谱分量(步骤S117)。如果确定没有衰减分量，则将所有的测量光谱数据与在光谱数据库143中的标准样品的光谱数据进行比较，并鉴别金属(步骤S118)。另一方面，如果确定存在衰减分量，则将除衰减分量以外的光谱数据与在光谱数据库143中的标准样品的光谱数据进行比较，并鉴别金属(步骤S119)。
在显示器上显示鉴别金属的结果(步骤S120)，并关闭直流电源(步骤S121)，在这之后处理结束。
如上所示，根据使用金属鉴别装置的该金属鉴别方法，在给定的时间单位下多次测量通过电弧放电得到的发射光谱，使用得到的多个测量光谱数据确定衰减分量的存在，并且在光谱也包括绝缘膜的衰减分量的假设下进行鉴别。因为可以想象得到，绝缘膜会随着放电的进行而蒸发，所以在给定的时间间隔下进行测量，并且通过从整个光谱中去除发射光谱的衰减分量，能够得到只是待鉴别的对象50的金属的发射光谱。
第十一实施例图35是本发明第十一实施例的金属鉴别装置10的框图。除了鉴别方法不同之外，本发明第十一实施例的金属鉴别装置10具有与在第一实施例中描述的金属鉴别装置1基本相同的结构。下面参考图35的框图和图36的流程图描述该金属鉴别装置的金属鉴别方法。
在本实施例的金属鉴别装置10的金属鉴别方法中，首先确定在待鉴别的对象的表面上的涂料。与第十实施例中描述的金属鉴别方法相同，使用在给定的时间间隔下测量的多个发射光谱来得到衰减分量，并且从这些衰减分量来确定涂料的类型。因此，一直到得到衰减分量的金属鉴别装置的处理操作(步骤S131到S137)与第十实施例中描述的处理操作(步骤S111到S117)相同。
在金属鉴别装置10中提供对应于涂料类型的各种光谱数据库。在图35中所示的无涂料(paint-less)数据库、涂料A数据库、涂料B数据库和涂料C数据库作为光谱数据库的例子。因此，金属鉴别装置10选择对应于所确定的涂料类型的光谱数据库，并与测量光谱数据进行比较以鉴别金属的类型(步骤S138和S139)。然后，在显示器上显示鉴别的结果(步骤S141)，并关闭直流电源15的开关(步骤S142)。
应当注意，在第一到十一实施例中描述的金属鉴别装置和金属鉴别方法是本发明的例子，并且这些例子在各种结构中也可以互相组合。
如上所述，本发明的金属鉴别装置和金属鉴别方法能够廉价和容易地鉴别金属的类型，并且即使在金属的表面上有例如漆膜等绝缘膜，也能够快速和精确地鉴别金属的类型，而不用分解待鉴别的对象。此外，还可以缩短鉴别所需的时间。
权利要求
1.一种金属鉴别装置，包括发光部分，包括在其自身和待鉴别的对象之间引起放电，从而激发待鉴别的对象并使其发光的第一电极；光收集部分，用于收集所述发光部分发出的光；光谱测定部分，用于测量由光收集部分收集的光的发射光谱；鉴别处理部分，用于通过将光谱测定部分测量的发射光谱的数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱进行比较来鉴别待鉴别的对象；以及破坏处理部分，用于破坏待鉴别的对象的至少一部分表面。
2.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，其中所述发光部分进一步包括以这样的方式提供的第二电极，当待鉴别的对象被激发并发光时，该第二电极与待鉴别的对象接触，并且其末端具有突出部分。
3.根据权利要求2所述的金属鉴别装置，其中所述破坏处理部分是第二电极的突出部分。
4.根据权利要求2所述的金属鉴别装置，进一步包括导通确定部分；其中第二电极包括至少两个在其端部具有突出部分的分裂电极，并且所述导通确定部分确定分裂电极之间是否导通。
5.根据权利要求2所述的金属鉴别装置，其中第二电极将第一电极和待鉴别的对象之间的距离设置成预定距离。
6.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，其中破坏处理部分包括缺陷提供部件，用于在与第一电极相对的待鉴别的对象的表面的至少一部分区域中提供预定深度的缺陷。
7.根据权利要求6所述的金属鉴别装置，其中将所述缺陷提供部件和所述发光部分提供在单个单元中。
8.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，进一步包括对待鉴别的对象施加预定电位的针形电极。
9.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，其中所述发光部分进一步包括用绝缘材料制成的罩子，该罩子将第一电极与待鉴别的对象之间的距离设置成预定距离，并且围绕第一电极的周围提供该罩子。
10.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，其中破坏处理部分是脉冲放电电路，该脉冲放电电路在第一电极和待鉴别的对象之间引起脉冲放电，从而去除与第一电极相对的待鉴别的对象的表面的至少一部分区域。
11.根据权利要求10所述的金属鉴别装置，进一步包括用于测量附着在待鉴别的对象表面的膜的厚度的膜厚度测量部分；其中根据由膜厚度测量部分测得的所述膜的厚度设置脉冲放电电路的施加电压。
12.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，进一步包括测量附着在待鉴别的对象表面的膜的厚度的膜厚度测量部分，以及控制第一电极与要测量的对象之间的距离的部分，用来根据由膜厚度测量部分测得的所述膜的厚度改变第一电极与待鉴别的对象之间的距离。
13.根据权利要求12所述的金属鉴别装置，进一步包括光收集部分位置的控制部分，用于根据第一电极与待鉴别的对象之间的距离来改变光收集部分的位置，所述距离由控制第一电极与要测量的对象之间的距离的部分设置。
14.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，进一步包括测量附着在待鉴别的对象表面的绝缘膜的厚度的膜厚度测量部分，以及控制第一电极与要测量的对象之间的电压的部分，用来根据由膜厚度测量部分测得的所述绝缘膜的膜厚度来改变施加在第一电极与待鉴别的对象之间的电压。
15.根据权利要求14所述的金属鉴别装置，进一步包括光收集部分的位置控制部分，用于根据由控制第一电极与要测量的对象之间的电压的部分设置的施加在第一电极与待鉴别的对象之间的电压改变光收集部分的位置。
16.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，进一步包括用于去除附着在第一电极上的物质的清洁部分。
17.根据权利要求16所述的金属鉴别装置，其中清洁部分进一步包括在放电期间去除附着在第一电极上的物质的吹风机。
18.根据权利要求1所述的金属鉴别装置，其中鉴别处理部分包括用于存储标准样品的发射光谱数据的标准样品数据存储部分；用于存储由光谱测定部分测得的待鉴别的对象的发射光谱数据的测量数据存储部分；以及用于将待鉴别的对象的发射光谱数据与标准样品的发射光谱数据进行比较，从而确定待鉴别的对象的金属类型的比较和确定部分。
19.根据权利要求18所述的金属鉴别装置，其中比较和确定部分计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间匹配的数量，并根据该计算结果鉴别待鉴别的对象的金属类型。
20.根据权利要求19所述的金属鉴别装置，其中比较和确定部分计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间匹配的数量，确定具有最多匹配个数的第一标准样品，并确定待鉴别的对象的金属为所述第一标准样品的金属。
21.根据权利要求19所述的金属鉴别装置，其中比较和确定部分计算待鉴别的对象的发射光谱的峰值光谱波长与每种标准样品的发射光谱的峰值光谱波长之间的匹配数量，确定匹配个数大于其它标准样品的至少两个具有多次匹配的标准样品，并确定待鉴别的对象的金属为包括所述具有多次匹配的标准样品的金属的合金。
22.根据权利要求18所述的金属鉴别装置，其中鉴别处理部分进一步包括修正部分，该修正部分计算通过测量参考金属得到的发射光谱的峰值光谱波长与存储在标准样品数据存储部分中的参考金属的发射光谱的峰值光谱波长之间的差值，并根据该差值产生发射光谱修正数据，以及其中比较和确定部分通过将待鉴别的对象的发射光谱数据与代替存储在标准样品数据存储部分中的发射光谱数据的发射光谱修正数据进行比较，从而确定待鉴别的对象的金属类型。
23.根据权利要求19所述的金属鉴别装置，其中在给定的时间间隔下多次测量的待鉴别的对象的发射光谱数据存储在测量数据存储部分中，以及其中比较和确定部分从所述多个数据中确定随着时间而衰减的峰值光谱波长，并且排除衰减的峰值光谱波长来鉴别待鉴别的对象的金属类型。
24.根据权利要求19所述的金属鉴别装置，其中在给定的时间间隔下多次测量的待鉴别的对象的发射光谱数据存储在测量数据存储部分中；其中待鉴别的对象的不同类型绝缘膜的标准样品的发射光谱数据存储在标准样品数据存储部分中；并且其中比较和确定部分从测量数据存储部分中存储的多个数据中确定随着时间衰减的峰值光谱波长，从衰减的峰值光谱波长确定待鉴别的对象的绝缘膜的类型，并且使用对应于已经确定的待鉴别对象的绝缘膜的类型的标准样品的发射光谱数据鉴别待鉴别的对象的金属类型。
25.一种鉴别待鉴别的对象的金属类型的金属鉴别方法，包括破坏待鉴别的对象的至少一部分表面；激发待鉴别的对象并使其发光；测量待鉴别的对象的发射光谱；以及将待鉴别的对象的发射光谱的数据与预先存储的多个样品的发射光谱的数据进行比较。
26.根据权利要求25所述的金属鉴别方法，其中通过在给定的时间间隔下多次测量待鉴别的对象的发射光谱，确定随时间衰减的发射光谱的峰值光谱波长，并且将排除随时间衰减的峰值光谱波长的待鉴别的对象的发射光谱数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱数据进行比较，来鉴别待鉴别的对象的金属类型。
27.根据权利要求25所述的金属鉴别方法，其中通过在给定的时间间隔下多次测量待鉴别的对象的发射光谱，从随时间衰减的发射光谱的峰值光谱波长确定待鉴别的对象的绝缘膜的类型，并且将待鉴别的对象的发射光谱数据与预先存储的多个标准样品的不同类型的绝缘膜的发射光谱数据进行比较，来鉴别待鉴别的对象的金属类型。
全文摘要
本发明的金属鉴别装置的特征在于包括电弧放电装置，该电弧放电装置含有在其自身和待鉴别的对象之间引起放电，从而激发待鉴别的对象并使其发光的放电电极、用于收集电弧放电装置发出的光的光纤、用于测量由光纤收集的光的发射光谱的分光光度计、作为鉴别处理部分的个人计算机，用于将分光光度计测量的发射光谱的数据与预先存储的多个标准样品的发射光谱数据进行比较来鉴别待鉴别的对象的类型，以及破坏待鉴别的对象的表面的至少一部分的破坏处理部分。
文档编号G01N21/67GK1643369SQ03806120
公开日2005年7月20日 申请日期2003年3月14日 优先权日2002年3月15日
发明者入江正一, 久角隆雄, 荒木纪惠, 长岛贵志 申请人:松下电器产业株式会社
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