[發明專利]異性纖維檢測裝置以及方法

在審

• 申請號: 201711036153.1
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107727580A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 房徐;楊藝;王爽
• 申請（專利權）人: 凌云光技術集團有限責任公司
• 主分類號: G01N21/21
• 分類號: G01N21/21;G01N21/3563;G02B27/28
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

技術領域

本發明實施例涉及光學檢測技術領域，并且更具體地，涉及一種異性纖維檢測裝置以及方法。

背景技術

棉花的采摘、貯藏以及收購等過程中，很容易混入異性纖維。異性纖維主要包括丙綸絲、編織袋、麻袋片、彩色布頭以及毛發等。根據顏色差別，異性纖維可以分為兩種類別：第一類異性纖維，其顏色與棉花差別較大，并且其在分子結構等方面也與棉花存在較大的差別，例如毛發或彩色布頭；第二類異性纖維，其顏色為淺色或透明，化學成分通常為聚丙烯或聚乙烯，例如丙綸絲等。

異性纖維在紡紗過程中極易拉斷，分成更短、更細的纖維，或被打碎成纖維狀的細小疵點。這些細短的纖維或疵點極易造成紗布斷頭，以致降低紗布的生產和加工效率。此外，在織布染色后，異性纖維會在布面出現各種色線或色點，嚴重影響了布面的外觀和質量，對棉紡企業造成了巨大的經濟損失。因此需要將異性纖維從棉花中清除。

目前，針對棉花中的異性纖維，主要采用兩種清除方式：人工清除異性纖維的方式和利用機器設備等自動清除異性纖維的方式。人工清除異性纖維的方式依賴人的視力在棉花中挑出異性纖維，顏色與棉花的顏色相差大的第一類異性纖維可以有效的得到清除，但是很難將第二類異性纖維從棉花中全部清除。同時該人工清除異性纖維的方式浪費了很大的人力和時間，效率低。自動清除異性纖維的方式針對不同類型的異性纖維采用不同的清除方式。針對第一類異性纖維，利用CCD(Charge-coupled Device，電荷耦合元件)相機進行識別，再結合其他設備將識別出來的第一類異性纖維從棉花中清除。與第一類異性纖維相比，第二類異性纖維的檢測難度較大，對檢測裝置的精度要求也更高。第二類異性纖維主要采用以下三種方式進行識別：利用線陣CCD彩色攝像機進行識別、利用光電傳感器進行識別以及利用超聲波檢測技術進行識別，之后再利用其他設備將識別出來的第二類異性纖維從棉花中清除。其中，線陣CCD彩色攝像機首先采集原料流圖像，并對采集的圖像進行色差分析來識別原料流中的第二類異性纖維。光電傳感技術通過光電管電流信號的變化來反應第二類異性纖維與棉花的色差，之后對電流信號進行放大、比較等處理，識別出原料流中的第二類異性纖維。超聲波檢測是基于超聲波在材料中保持直線行進，而在兩種不同材料的交界處會發生反射的原理來來識別原料流中的第二類異性纖維。

然而，由于第二類異性纖維的顏色與棉花的顏色相近，所以很難根據顏色的差別將第二類異性纖維與棉花區分開，因此，基于顏色進行識別的線陣CCD彩色攝像機以及光電傳感器，對第二類異性纖維的識別效果并不理想。由于超聲波的傳輸速度沒有光波快，因此對異性纖維的識別反映速度相對較慢，當第二類異性纖維的運動速度較快時，很有可能來不及識別，因此，超聲波檢測技術的效果也不夠理想。

綜上，如何有效的識別出棉花中的第二類異性纖維是目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種異性纖維檢測裝置以及方法，其利用待檢測物與異性纖維對光線的偏振方向影響的不同和/或對特定波段的光波的吸收作用的不同，檢測待檢測物中是否含有異性纖維，相對于利用異性纖維與待檢測物顏色的差別進行檢測的技術方案檢測精度有效提高，并且本發明實施例是基于光波進行異性纖維檢測，因此不受待檢測物移動速度的影響，從而確保了異性檢測檢測的精度。

第一方面提供了一種異性纖維檢測裝置，所述裝置包括：

第一預制光源，用于產生第一預制光束，并利用所述第一預制光束照射待檢測物；所述待檢測物射出第一反射光；其中所述第一預制光束為偏振光束或具有預定波段的光束，所述預定波段的光束包括具有異性纖維的特征波段的光束以及具有所述待檢測物的特征波段的光束；

第一分光元件，用于將所述第一反射光分成第一子光束和第二子光束；其中所述第一子光束和所述第二子光束中均包括第一類預定光波和第二類預定光波；所述第一類預定光波是偏振方向與所述第一預制光束的偏振方向垂直的光波或波長位于所述異性纖維的特征波段內的光波；所述第二類預定光波是偏振方向與所述第一預制光束的偏振方向平行的光波或是波長位于所述待檢測物的特征波段內的光波；

第一光選通元件，用于接收所述第一子光束，并選通所述第一子光束中的第一類預定光波；

第二光選通元件，用于接收所述第二子光束，并選通所述第二子光束中的第二類預定光波；

第一探測元件，用于接收所述第一子光束中的第一類預定光波，并形成所述待檢測物的第一圖像；

第二探測元件，用于接收所述第二子光束中的第二類預定光波，并形成所述待檢測物的第二圖像；