[發明專利]紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振檢測方法及其裝置

無效

• 申請號: 200910083669.0
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101587079A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 丁天懷;彭波;瞿鑫;周飛
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/21
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振檢測方法及其裝置，屬于紡織行業自動化檢測技術和光學檢測技術領域。

技術背景

近年來，棉花、羊毛等紡織原料中混雜異性雜質的問題異常突出?；祀s在紡織原料中的異性雜質不僅影響紡織原料的品質等級，而且也給后續紡織加工帶來嚴重問題。例如，當異性雜質進入紡織品印染工序時，紡織品表面會出現不能染色的疵點、斷點等諸多缺陷，嚴重影響紡織品的質量等級；又如，混雜有異性雜質的紡織原料在紡紗過程中會造成紗線斷裂、打結，影響其生產效率。

混雜在紡織原料中的異性雜質主要分為兩大類：一類為顏色和形態上與紡織原料差異明顯的有色異性雜質，如麻絲、有色塑料薄膜和有色化學纖維等，稱為顯性雜質；另外一類是近年來出現較多而且難以識別的白色和無色異性雜質，如無色農用地膜、無色塑料薄膜、白色丙綸絲和白色毛發(如豬毛)等，稱為隱性雜質。顯性雜質和隱性雜質混雜在紡織原料中，經過后續紡紗工序的加工，縱向斷裂，橫向分開，數量成倍增加，成為細小的纖維狀雜質(俗稱“異性纖維”)，難以識別，因而在進入紡紗工序前清除混雜在紡織原料中的顯性雜質和隱性雜質已經成為紡織行業的共識。

由于混有異性雜質的紡織原料在生產線上大流量快速運動，人眼識別極其困難，基本上無法撿出，因此采用儀器分揀紡織原料中的異性雜質成為國內外紡織行業亟待解決的問題，異性雜質檢測方法也成為國內外研究的熱點。目前，用于識別棉花、羊毛等紡織原料中異性雜質的方法主要有以下幾種：X光成像分析法，紅外熱成像法，超聲波成像法、光敏二極管陣列探測法和彩色相機掃描成像法。其中，X光成像分析法和紅外熱成像法雖然對異性雜質具有一定的檢測效果，但是由于構建系統價格昂貴，分辨率低，檢測速度低等因素難以在工業現場應用；而超聲波成像法、光敏二極管陣列探測法也由于檢測速度低，成像分辨率低，無法檢測細小的異性雜質等因素也難以在工業現場應用。

目前真正應用于工業現場并占有市場的是彩色相機掃描成像法。彩色相機掃描成像法對顏色和形態上與棉花差異明顯的顯性雜質檢測效果較好，但是對隱性雜質的檢測卻十分困難，已經成為近幾年來國內外研究的難點。目前，結合紫外熒光效應檢測方法的彩色相機掃描成像法能夠檢測出部分含有增白劑的白色丙綸絲，但是對不含增白劑或增白劑含量較低的白色丙綸絲以及無色農用地膜、無色塑料薄膜、動物性白色蛋白質纖維(如豬毛)等隱性雜質卻無法檢測。

發明內容

本發明的目的是提出一種紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振檢測方法及其裝置，以克服現有檢測方法和技術的不足之處，將棉花、羊毛等紡織原料中的顯性雜質和隱性雜質同時檢測出來。

本發明提出的紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振檢測方法，包括以下步驟：

(1)用紫外增強型多光譜偏振光光源中的白色偏振光照射含有異性雜質的被測紡織原料，該白色偏振光經過被測紡織原料中異性雜質改變偏振狀態后，從被測紡織原料中出射；

(2)對上述從被測紡織原料中出射的白色偏振光進行相位補償和偏振極化，得到紡織原料中異性雜質的白色偏振光的色偏振；

(3)用視頻裝置采集上述白色偏振光的色偏振圖像，用形態學處理方法對該圖像進行分析得到異性雜質的種類；用紅綠藍顏色空間處理方法對該圖像進行分析，得到異性雜質的白色偏振光色偏振的顯色光譜；用圖像灰度空間處理方法對該圖像進行分析，得到被測紡織原料的厚薄光強信息；根據上述得到的異性雜質的種類、異性雜質的白色偏振光色偏振的顯色光譜和被測紡織原料的厚薄光強信息，產生對光譜光強控制信號；根據上述被測紡織原料中異性雜質的種類，當異性雜質不具有熒光效應時，用上述的光譜光強控制信號調節紫外增強型多光譜偏振光光源的光譜和光強，得到多光譜偏振光；當異性雜質具有熒光效應時，用上述的光譜光強控制信號調節紫外增強型多光譜偏振光光源的光譜和光強，得到紫外增強型多光譜偏振光；

(4)使上述得到的多光譜偏振光或紫外增強型多光譜偏振光照射到含有異性雜質的被測紡織原料上，經紡織原料出射的偏振光為偏振狀態發生變化的多光譜偏振光或熒光增強型多光譜偏振光；

(5)對步驟(4)中出射的多光譜偏振光或熒光增強型多光譜偏振光進行相位補償和偏振極化，得到被測紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振或熒光增強型多光譜色偏振；

(6)利用所述的視頻裝置采集上述多光譜色偏振圖像或熒光增強型多光譜色偏振圖像，從該圖像中識別異性雜質。

本發明提出的紡織原料中異性雜質的多光譜色偏振檢測裝置，第一種結構方式包括：