專利名稱:蠶絲勻度及毛疵光電自動(dòng)檢驗(yàn)方法
本發(fā)明屬于紡織纖維質(zhì)量檢驗(yàn)方法的改進(jìn)。
我國蠶絲出口量占全世界的90%，蠶絲質(zhì)量的檢驗(yàn)十分重要。按現(xiàn)行中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“桑蠶絲GB1979-1799-79(北京1980)”和“桑蠶絲檢驗(yàn)方法GBn-72-79(北京1980)”兩種規(guī)定，我國對(duì)蠶絲勻度及毛疵(清潔和潔凈)的檢驗(yàn)，都是采用人工目視的黑板檢驗(yàn)法，其他國家(如日本等)也采用類似方法，這種方法既不是客觀的，也不是定量的檢驗(yàn)法，在很大程度上憑檢驗(yàn)人員的主觀經(jīng)驗(yàn)，即使同一人在不同情況下(例如精力充沛或疲勞)對(duì)同一產(chǎn)品的檢驗(yàn)也可能得出不同的結(jié)果，因而易在檢驗(yàn)定級(jí)中發(fā)生爭執(zhí)，不易仲裁，給產(chǎn)品出口造成困難。另有一種瑞士生產(chǎn)用于自動(dòng)檢驗(yàn)棉紗等的勻度及毛疵的烏斯特儀，它利用電容法，但若將此種方法用于蠶絲檢驗(yàn)，則會(huì)因?yàn)殡娙萜鳂O板所形成的測量場長度太大(最小為8mm)，而不能檢測疵點(diǎn)長度小于1mm的蠶絲潔凈，而且電容測量會(huì)受環(huán)境條件如溫度和濕度變化的影響，溫度變化若超過3℃，相對(duì)濕度若超過3%，則檢驗(yàn)樣品預(yù)處理的時(shí)間至少要24小時(shí)，因此檢驗(yàn)必須在空調(diào)室內(nèi)，不能在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行，所以現(xiàn)在對(duì)于蠶絲檢驗(yàn)仍然采用黑板檢驗(yàn)法。商檢部門和生產(chǎn)部門迫切要求提供一種適用于蠶絲的定量化和自動(dòng)化的檢驗(yàn)方法，本發(fā)明針對(duì)上述問題提出了一種簡便易行的，利用光電檢測原理的蠶絲勻度及毛疵光電自動(dòng)檢驗(yàn)方法。
本發(fā)明對(duì)蠶絲勻度及毛疵采用以下各項(xiàng)定量檢驗(yàn)指標(biāo)1.參照其它紡纖的檢驗(yàn)指標(biāo)，蠶絲勻度指標(biāo)用不勻率U、變異系數(shù)CV(均以百分率表示)和以U或CV為縱坐標(biāo)，以走絲速率為橫坐標(biāo)的勻度圖三項(xiàng)
式中Di為蠶絲直徑的瞬時(shí)值，
D為n次絲直徑測量長度范圍內(nèi)的平均值。
為與黑板檢驗(yàn)法觀察勻度的結(jié)果相對(duì)照，作到既能定量又相符合，在繪制勻度圖時(shí)，考慮到黑板法中繞黑板一周用絲長1米，所以可采用1米絲長的平均值作為絲直徑的瞬時(shí)值，以此瞬時(shí)值作為測點(diǎn)值，按整塊黑板絲長繪制勻度圖，也可參照黑板法定出蠶絲的勻度等級(jí)。
2.毛疵指標(biāo)按黑板法訂為清潔和潔凈兩項(xiàng)。清潔包括主要疵點(diǎn)(特大糙結(jié))、次要疵點(diǎn)(如大糙、大長結(jié))、普通疵點(diǎn)(如小糙、長結(jié)、裂絲)的計(jì)數(shù)，潔凈是小于清潔的疵點(diǎn)(包括最小疵點(diǎn))的計(jì)數(shù)，在黑板法中是人眼估計(jì)計(jì)數(shù)，本發(fā)明中是由計(jì)算機(jī)精確計(jì)數(shù)。
附圖1是矩形光欄和光電探測器示意圖。
附圖2是信號(hào)預(yù)處理電路原理圖。
附圖3是疵點(diǎn)二維分類圖。
附圖4是對(duì)蠶絲樣品檢驗(yàn)得出的勻度圖。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于利用光學(xué)透鏡將蠶絲成象在一個(gè)矩形光欄上，透過光欄的光入射到其后方的一個(gè)光電探測器上，以便把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏鞯淖兓?，如附圖1所示，設(shè)光欄1高為h，蠶絲象3的直徑為D，則探測器2所接收到的光強(qiáng)度I可表示為I＝I0〔1- (D)/(h) (1-K)〕 (3)上式中K為蠶絲的透光系數(shù)，I0是無蠶絲時(shí)探測器2所接收到的光強(qiáng)度。由(3)式可得蠶絲直徑D＝ (h)/(1-K) (1- (I)/(I0) ) (4)由于h、I0、K均為系統(tǒng)參數(shù)，故D由I單值確定。光電探測器將接收到的與絲徑成比例的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)Vi后送入一個(gè)信號(hào)預(yù)處理電路，該電路把模擬電信號(hào)Vi變成表征絲徑瞬時(shí)值和平均值的二路數(shù)字信號(hào)Di和
D輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，按照(1)、(2)兩式，確定不勻率U，變異系數(shù)CV和勻度圖，并對(duì)照一個(gè)預(yù)先制定的疵點(diǎn)分類圖，確定疵點(diǎn)類型和分別計(jì)數(shù)，然后由打印機(jī)給出各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果。
表征絲徑瞬時(shí)值和平均值的二路數(shù)字信號(hào)Di和
D可以這樣得到如附圖2所示，進(jìn)入信號(hào)預(yù)處理電路的模擬電信號(hào)Vi先經(jīng)偏置電路Ⅰ調(diào)整直流成分，使在無蠶絲時(shí)光電探測器的輸出設(shè)定，然后由反向比例放大器Ⅱ進(jìn)行放大，被放大的信號(hào)分成兩路，一路經(jīng)積分電路Ⅲ積分后通過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路Ⅳ進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出即是表征絲徑平均值的數(shù)字信號(hào)
D;而另一路直接由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路Ⅳ進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出即是表征絲徑瞬時(shí)值的數(shù)字信號(hào)Di。
疵點(diǎn)分類圖可采用兩個(gè)分類閾值建立二維分類圖，如附圖3所示，以反映絲直徑變化的徑向變化閾值S1作為一維，以反映絲直徑在某一變化區(qū)間內(nèi)其軸向長度之值的時(shí)序閾值S2作為另一維，對(duì)蠶絲的四種毛疵，即主要疵點(diǎn)、次要疵點(diǎn)、普通疵點(diǎn)和潔凈，分別制定各自的閾值S1和S2，用這些閾值在圖中劃出四個(gè)區(qū)域與四種毛疵相對(duì)應(yīng)。計(jì)算機(jī)由Di與
D之差確定每個(gè)毛疵的S1，由時(shí)序計(jì)數(shù)(計(jì)算機(jī)內(nèi)部按蠶絲牽引速度產(chǎn)生)確定S2，根據(jù)S1和S2在圖上的位置確定該毛疵的種類并計(jì)數(shù)。
本發(fā)明除可用于蠶絲外，對(duì)其它紡織纖維，只需根據(jù)各自毛疵的類型(例如棉紗毛疵用粗節(jié)、細(xì)節(jié)、棉結(jié)表示)制定相應(yīng)的閾值來劃分分類圖中的區(qū)域，就可按同樣的方法進(jìn)行勻度及毛疵檢驗(yàn)。
發(fā)明人曾作了一個(gè)實(shí)施例，光學(xué)透鏡采用顯微物鏡，光電探測器用硅光電池，計(jì)算機(jī)用Z-80微機(jī)，對(duì)四川省商檢局提供的蠶絲樣品I(20/22旦尼爾)進(jìn)行了勻度及毛疵檢測結(jié)果如下不勻率U＝6.89%變異系數(shù)CV＝8.70%主要疵點(diǎn)0個(gè)，次要疵點(diǎn)2個(gè)，普通疵點(diǎn)3個(gè)，潔凈22個(gè)。
疵點(diǎn)計(jì)數(shù)與實(shí)際目視逐個(gè)查對(duì)結(jié)果符合。
又對(duì)成都絲廠在黑板檢驗(yàn)中勻度有明顯變化的蠶絲樣品Ⅱ(20/22旦尼爾)實(shí)測了勻度圖，結(jié)果如附圖4所示。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比，既解決了蠶絲品質(zhì)的客觀評(píng)定問題，又解決了檢驗(yàn)自動(dòng)化和檢驗(yàn)結(jié)果定量化的問題，且可檢測最小的潔凈，還具有方法簡單，易于實(shí)現(xiàn)，檢測精度高，等優(yōu)點(diǎn)，適于蠶絲以及其它紡織纖維生產(chǎn)和檢驗(yàn)部門采用。
權(quán)利要求
1.蠶絲勻度及毛疵檢驗(yàn)方法，其特征在于用光學(xué)透鏡將蠶絲成象在一個(gè)矩形光欄上，透過光欄的光入射到其后方的一個(gè)光電探測器上，該探測器將接收到的與蠶絲直徑成比例的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)送入一個(gè)信號(hào)預(yù)處理電路，該電路把模擬電信號(hào)變成表征絲徑瞬時(shí)值和平均值的二路數(shù)字信號(hào)輸入一個(gè)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，確定勻度的檢驗(yàn)指標(biāo)不勻率(U)、變異系數(shù)(CV)和勻度圖，并對(duì)照一個(gè)預(yù)先制定的疵點(diǎn)分類圖確定疵點(diǎn)類型和分別計(jì)數(shù)，然后由打印機(jī)給出各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所說的表征絲徑瞬時(shí)值和平均值的二路數(shù)字信號(hào)是這樣得到的進(jìn)入信號(hào)預(yù)處理電路的模擬電信號(hào)先經(jīng)偏置電路(Ⅰ)調(diào)整直流成份，然后由反向比例放大器(Ⅱ)進(jìn)行放大，被放大的信號(hào)分成兩路，一路經(jīng)積分電路(Ⅲ)積分后通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(Ⅳ)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出是表征絲徑平均值的數(shù)字信號(hào)，另一路直接由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(Ⅳ)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，其輸出是表征絲徑瞬時(shí)值的數(shù)字信號(hào)。
3.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于所說的疵點(diǎn)分類圖是采用兩個(gè)分類閾值建立二維分類圖，以絲徑徑向變化閾值(S1)作為一維，以時(shí)序閾值(S2)作為另一維，用蠶絲的主要疵點(diǎn)、次要疵點(diǎn)、普通疵點(diǎn)和潔凈這四種毛疵各自的閾值(S1、S2)在圖中劃出四個(gè)區(qū)域與四種毛疵相對(duì)應(yīng)。
專利摘要
蠶絲勻度及毛疵光電自動(dòng)檢驗(yàn)方法。用光學(xué)方法將蠶絲成象，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換把蠶絲直徑的變化轉(zhuǎn)換成光電流的變化，再將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并根據(jù)所制定的疵點(diǎn)分類圖，自動(dòng)給出蠶絲勻度及毛疵的各項(xiàng)定量檢驗(yàn)指標(biāo)，對(duì)蠶絲品質(zhì)作出客觀的評(píng)定。方法簡單易行，不僅適合于蠶絲檢驗(yàn)，還可用于其它紡織纖維的勻度及毛疵檢驗(yàn)。
文檔編號(hào)D01H13/14GK86103244SQ86103244
公開日1987年11月18日 申請(qǐng)日期1986年5月6日
發(fā)明者郭履容, 陳澤先, 張冠申, 蘇顯渝 申請(qǐng)人:四川大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan