陳嬌 唐文穎
摘要:介紹了一種重新利用廢舊紙張的儀器。此儀器主要由單色器和濾光片組成,還有部分小元件光柵,聚光鏡,透光鏡,狹縫等。此儀器一端采用聚光元件能夠收集太陽(yáng)光或燈光,通過單色器的光柵色散及衍射作用,一組濾光片的濾光作用等,將復(fù)合光分成我們所需階段內(nèi)波長(zhǎng)的單色光;另一端能夠發(fā)射一定波長(zhǎng)的單色光(與染料吸收光的波長(zhǎng)相近),通過光照射于專用光降解墨汁或光降解墨盒打印出來的文件,使光與光降解物質(zhì)作用,使墨分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、降解,從而達(dá)到字跡清除的目的。
關(guān)鍵詞:廢紙 字跡清空儀 環(huán)保 設(shè)計(jì)
1 研制背景及意義
世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)廢紙的回收利用,不論在規(guī)模上還是在生產(chǎn)技術(shù)方面都已經(jīng)具有相當(dāng)水平,廢紙回收利用和林紙一體化已逐步成為現(xiàn)代制漿造紙工業(yè)的兩大發(fā)展趨勢(shì)。目前,全世界造紙用纖維原料中廢紙約占40%,未來廢紙的用量和比重還將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。因?yàn)閲?guó)內(nèi)的廢紙回收率不到30%,近年廢紙利用率的提高主要靠進(jìn)口廢紙解決的,所以我國(guó)的廢紙回收技術(shù)有待提高。
考慮到為了使更多的人們提高節(jié)能的意識(shí),節(jié)約一張紙就等于保護(hù)了樹木,近而保護(hù)了環(huán)境,字跡清空儀的研制不僅順應(yīng)了中國(guó)的發(fā)展趨勢(shì),保護(hù)環(huán)境,還為國(guó)家有關(guān)環(huán)保部門提供了方便,也使造紙廠的造紙壓力略有減少。
2 儀器的結(jié)構(gòu)及工作原理
字跡清空儀,長(zhǎng)度類似于中性筆(大約15厘米長(zhǎng)),寬度和高度各1.5厘米,它是由兩塊會(huì)聚透鏡、光柵、濾光片、出光鏡和一個(gè)開關(guān)所組成。具體工作原理是它的一端采用聚光元件能夠收集太陽(yáng)光或燈光,通過單色器的光柵色散作用,一組濾光片的濾光作用等,將復(fù)合光分成我們所需階段內(nèi)波長(zhǎng)的單色光;另一端能夠發(fā)射一定波長(zhǎng)的單色光(與染料吸收光的波長(zhǎng)相近),通過調(diào)節(jié)光的強(qiáng)弱,將光照射于專用光降解墨汁或光降解墨盒打印出來的文件,使光與光降解物質(zhì)作用,使墨分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、降解,從而達(dá)到字跡清除的目的。
2.1 機(jī)械部分設(shè)計(jì)如圖所示
2.2 理論設(shè)計(jì)計(jì)算
光柵方程:垂直入射 (a+b)sinΦ=±kλ k=0,1,2,…
斜入射 (a+b)(sinΦ+sinθ)=±kλ k=0,1,2,…
式中λ是光的波長(zhǎng),Φ是衍射角(均取正),若Φ與θ在法線同側(cè),上式左邊括號(hào)中取正值;在異側(cè)時(shí)sinθ取負(fù)值。
3 儀器的創(chuàng)新點(diǎn)
便于攜帶,方便使用,操作簡(jiǎn)單,同時(shí)彌補(bǔ)了廢紙回收再利用率低這一缺陷。應(yīng)用新技術(shù)使儀器發(fā)出一定波長(zhǎng)的光且該光必須與染料吸收光的波長(zhǎng)相近,利用儀器將多種單色光分散成我們所需波長(zhǎng)段內(nèi)的色光,而且要求在所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)出強(qiáng)而穩(wěn)定的連續(xù)光譜。
4 儀器的發(fā)展前景
根據(jù)光降解墨汁或墨粉的特性,利用光學(xué)原理制作的字跡清空儀,構(gòu)思新穎,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便,價(jià)格低廉。作品對(duì)紙張重復(fù)利用、節(jié)能減排、保護(hù)資源具有重要意義。作品具有獨(dú)創(chuàng)性并具有一定的技術(shù)水平。作品可人手一只,適用范圍廣,具有廣闊的推廣前景。該儀器若能大批使用,不僅可以減少我國(guó)對(duì)廢紙進(jìn)口的依賴程度,也節(jié)約了廠家造紙的成本,而且可以減少對(duì)樹木的砍伐,有效地緩解土地沙漠化等環(huán)境問題。不僅節(jié)約了資源,而且還間接地保護(hù)了環(huán)境。
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基金項(xiàng)目:
河北科技大學(xué)2012年度大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目。
作者簡(jiǎn)介:
陳嬌,河北科技大學(xué)理工學(xué)院,本科;唐文穎,河北科技大學(xué)理學(xué)院,實(shí)驗(yàn)師。