[發明專利]一種筒子紗卷繞密度測量方法和裝置

有效

• 申請號: 202010110779.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111398092B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周其洪;孫寶通;岑均豪;彭軼;陳革;孫志宏;潘家豪;占齊宸
• 申請（專利權）人: 東華大學;廣州盛原成自動化科技有限公司
• 主分類號: G01N9/02
• 分類號: G01N9/02;G01B11/00;G06F17/18
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種筒子紗卷繞密度測量方法，筒子紗由紗筒以及纏繞在紗筒上的紗線組成，通過模擬計算得到筒子紗中紗線的體積，同時通過測量計算得到筒子紗中紗線的重量后，利用重量除以體積得到筒子紗的卷繞密度；本發明還提供一種筒子紗卷繞密度測量裝置，由紗筒固定裝置、兩個或三個距離測量裝置以及固定/驅動裝置組成；紗筒固定裝置用于固定紗筒；距離測量裝置與固定/驅動裝置連接，用于采集紗線上多點的坐標；固定/驅動裝置用于固定和驅動各距離測量裝置。本發明的方法和裝置能夠安全、簡便且精確測量筒子紗卷繞密度，極具推廣價值。

技術領域

本發明屬于紡織技術領域，涉及一種筒子紗卷繞密度測量方法和裝置。

背景技術

筒子紗在同一濃度的染液中進行染色時，會因卷繞密度的不同而產生不同的染色效果，造成質量差異，因此根據筒子紗的卷繞密度，將其放到對應的濃度的染液中進行染色，對筒子紗的染色質量非常關鍵。

目前常見的筒子紗卷繞密度的測量方法如下：

(1)在生產現場使用邵氏硬度計進行估測，該方法快速簡便，但準確性稍差，且對試驗人員的熟練程度要求較高；

(2)采用計算公式計算，具體是將筒子紗理想化成紗線表面為平整無凹凸，且測量筒子紗全部的尺寸數據之后，代入公式進行計算得出卷繞密度，過程較為繁瑣，誤差較大。

為了更加簡便地測量，部分研究人員利用機器視覺技術對筒子紗卷繞密度進行測量計算，該方法雖然簡便，機器視覺由于其自身的特性，會把筒子紗凹凸不平的表面視為平整的平面，也會產生凸處將凹處遮擋的情況，因此精度較差，例如，現有技術公開了一種使用Y射線計算機斷層掃描(YRCT)測試卷繞密度的方法，該方法是通過筒子紗的質量間接估算密度值，精度較差，此外，其還會對人體造成不可逆的損傷，安全性存在問題。

因此，研究一種如何安全、簡便且精確測量筒子紗卷繞密度的方法非常重要。

發明內容

本發明提供一種筒子紗卷繞密度測量方法和裝置，目的是解決如何安全、簡便且精確測量筒子紗卷繞密度的問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種筒子紗卷繞密度測量方法，筒子紗由紗筒以及纏繞在紗筒上的紗線組成，通過模擬計算得到筒子紗中紗線的體積，同時通過測量計算得到筒子紗中紗線的重量后，利用重量除以體積得到筒子紗的卷繞密度；

模擬計算的步驟如下：

(1)以紗筒的中心軸為坐標軸建立一直角坐標系；

(2)采集線a、b、c上多點的坐標(由于紗線圍成的表面凹凸不平，因此線a、b、c為曲線)，紗線繞成一中空的旋轉體，旋轉體為圓柱或圓臺，線a、b、c分別對應為旋轉體的上端面、側面、下端面與半剖面Q的交線，半剖面Q的一條邊與紗筒的中心軸重合，同時位于所述直角坐標系所在的平面上；

(3)對線a、b、c上的多點進行擬合，得到各自對應的擬合曲線a*、b*、c*和擬合曲線公式a^、b^、c^，同時對線a上距離線b最遠的點a1以及線c上距離線b最遠的點c1進行擬合，得到擬合直線d*和擬合直線公式d^；其中，擬合的算法多種平臺都可實現，如C++，python，matlab等，只要能完成算法設計的計算機語言都可以。

(4)使用a^和d^計算出交點A的坐標，使用a^和b^計算出交點B的坐標，使用b^和c^計算出交點C的坐標，使用c^和d^計算出交點D的坐標；

(5)將a*、b*、c*、d*繞紗筒的中心軸旋轉，應用旋轉面方程將a^、b^、c^、d^轉化為曲面公式a'、b'、c'、d'；

(6)對曲面公式a'、b'、c'、d'使用坐標轉換，將其從直角坐標系轉化為柱坐標系，采用積分公式計算筒子紗中紗線的體積，具體如下：