字跡清空儀設計說明書

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，將復合光分成我們所需階段內波長的單色光；另一端能夠發射一定波長的單色光（與染料吸收光的波長相近），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，使光與光降解物質作用，使墨分子結構發生變化、降解，從而達到字跡清除的目的。

關鍵詞：廢紙 字跡清空儀 環保 設計

1 研制背景及意義

世界上的發達國家對廢紙的回收利用，不論在規模上還是在生產技術方面都已經具有相當水平，廢紙回收利用和林紙一體化已逐步成為現代制漿造紙工業的兩大發展趨勢。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持續增長。因為國內的廢紙回收率不到30%，近年廢紙利用率的提高主要靠進口廢紙解決的，所以我國的廢紙回收技術有待提高。

考慮到為了使更多的人們提高節能的意識，節約一張紙就等于保護了樹木，近而保護了環境，字跡清空儀的研制不僅順應了中國的發展趨勢，保護環境，還為國家有關環保部門提供了方便，也使造紙廠的造紙壓力略有減少。

2 儀器的結構及工作原理

字跡清空儀，長度類似于中性筆（大約15厘米長），寬度和高度各1.5厘米，它是由兩塊會聚透鏡、光柵、濾光片、出光鏡和一個開關所組成。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，將復合光分成我們所需階段內波長的單色光；另一端能夠發射一定波長的單色光（與染料吸收光的波長相近），通過調節光的強弱，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，使光與光降解物質作用，使墨分子結構發生變化、降解，從而達到字跡清除的目的。

2.1 機械部分設計如圖所示

2.2 理論設計計算

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，Φ是衍射角（均取正），若Φ與θ在法線同側，上式左邊括號中取正值；在異側時sinθ取負值。

3 儀器的創新點

便于攜帶，方便使用，操作簡單，同時彌補了廢紙回收再利用率低這一缺陷。應用新技術使儀器發出一定波長的光且該光必須與染料吸收光的波長相近，利用儀器將多種單色光分散成我們所需波長段內的色光，而且要求在所需波長范圍內發出強而穩定的連續光譜。

4 儀器的發展前景

根據光降解墨汁或墨粉的特性，利用光學原理制作的字跡清空儀，構思新穎，結構簡單，操作方便，價格低廉。作品對紙張重復利用、節能減排、保護資源具有重要意義。作品具有獨創性并具有一定的技術水平。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，不僅可以減少我國對廢紙進口的依賴程度，也節約了廠家造紙的成本，而且可以減少對樹木的砍伐，有效地緩解土地沙漠化等環境問題。不僅節約了資源，而且還間接地保護了環境。

參考文獻：

[1]胡先志.光器件及其應用，2010.

[2]曹光瑞.紙漿造紙節能技術，1991.

[3]石黑久三郎著.張爾聰譯.最新造紙技術的理論與實踐，1989.

[4]造紙化學品.1997（4）.

[5]華東理工大學分析化學教研組.四川大學工科化學基礎課程教學基地.分析化學，2009.

基金項目：

河北科技大學2012年度大學生科技創新基金項目。

作者簡介：

陳嬌，河北科技大學理工學院，本科；唐文穎，河北科技大學理學院，實驗師。