字迹清空仪设计说明书

陈娇　唐文颖

摘要：介绍了一种重新利用废旧纸张的仪器。此仪器主要由单色器和滤光片组成，还有部分小元件光栅，聚光镜，透光镜，狭缝等。此仪器一端采用聚光元件能够收集太阳光或灯光，通过单色器的光栅色散及衍射作用，一组滤光片的滤光作用等，将复合光分成我们所需阶段内波长的单色光；另一端能够发射一定波长的单色光（与染料吸收光的波长相近），通过光照射于专用光降解墨汁或光降解墨盒打印出来的文件，使光与光降解物质作用，使墨分子结构发生变化、降解，从而达到字迹清除的目的。

关键词：废纸 字迹清空仪 环保 设计

1 研制背景及意义

世界上的发达国家对废纸的回收利用，不论在规模上还是在生产技术方面都已经具有相当水平，废纸回收利用和林纸一体化已逐步成为现代制浆造紙工业的两大发展趋势。目前，全世界造纸用纤维原料中废纸约占40%，未来废纸的用量和比重还将会持续增长。因为国内的废纸回收率不到30%，近年废纸利用率的提高主要靠进口废纸解决的，所以我国的废纸回收技术有待提高。

考虑到为了使更多的人们提高节能的意识，节约一张纸就等于保护了树木，近而保护了环境，字迹清空仪的研制不仅顺应了中国的发展趋势，保护环境，还为国家有关环保部门提供了方便，也使造纸厂的造纸压力略有减少。

2 仪器的结构及工作原理

字迹清空仪，长度类似于中性笔（大约15厘米长），宽度和高度各1.5厘米，它是由两块会聚透镜、光栅、滤光片、出光镜和一个开关所组成。具体工作原理是它的一端采用聚光元件能够收集太阳光或灯光，通过单色器的光栅色散作用，一组滤光片的滤光作用等，将复合光分成我们所需阶段内波长的单色光；另一端能够发射一定波长的单色光（与染料吸收光的波长相近），通过调节光的强弱，将光照射于专用光降解墨汁或光降解墨盒打印出来的文件，使光与光降解物质作用，使墨分子结构发生变化、降解，从而达到字迹清除的目的。

2.1 机械部分设计如图所示

2.2 理论设计计算

光栅方程：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是光的波长，Φ是衍射角（均取正），若Φ与θ在法线同侧，上式左边括号中取正值；在异侧时sinθ取负值。

3 仪器的创新点

便于携带，方便使用，操作简单，同时弥补了废纸回收再利用率低这一缺陷。应用新技术使仪器发出一定波长的光且该光必须与染料吸收光的波长相近，利用仪器将多种单色光分散成我们所需波长段内的色光，而且要求在所需波长范围内发出强而稳定的连续光谱。

4 仪器的发展前景

根据光降解墨汁或墨粉的特性，利用光学原理制作的字迹清空仪，构思新颖，结构简单，操作方便，价格低廉。作品对纸张重复利用、节能减排、保护资源具有重要意义。作品具有独创性并具有一定的技术水平。作品可人手一只，适用范围广，具有广阔的推广前景。该仪器若能大批使用，不仅可以减少我国对废纸进口的依赖程度，也节约了厂家造纸的成本，而且可以减少对树木的砍伐，有效地缓解土地沙漠化等环境问题。不仅节约了资源，而且还间接地保护了环境。

参考文献：

[1]胡先志.光器件及其应用，2010.

[2]曹光瑞.纸浆造纸节能技术，1991.

[3]石黑久三郎著.张尔聪译.最新造纸技术的理论与实践，1989.

[4]造纸化学品.1997（4）.

[5]华东理工大学分析化学教研组.四川大学工科化学基础课程教学基地.分析化学，2009.

基金项目：

河北科技大学2012年度大学生科技创新基金项目。

作者简介：

陈娇，河北科技大学理工学院，本科；唐文颖，河北科技大学理学院，实验师。