專利名稱：一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法及裝置，特別是關(guān)于一種能 離線或在線檢測(cè)與剔除皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法及裝置。
背景技術(shù)：
皮棉中的異性纖維主要是棉花采摘、晾曬、保管、包裝、運(yùn)輸以及加工等過 程中由于管理不善或操作方法不科學(xué)人為混入的。它主要包括布條、麻繩、丙 綸絲、塑料膜、有色線、家禽羽毛、人畜毛發(fā)等。由于皮棉中異性纖維的存在， 嚴(yán)重影響了棉花及棉紗的質(zhì)量，削弱了國(guó)產(chǎn)棉花及棉織品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。 因此，對(duì)皮棉中異性纖維進(jìn)行離線或在線檢測(cè)與剔除具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 由于皮棉中的異性纖維總體含量微小，單純按重量考核難以真實(shí)反映異性纖維的 危害程度，實(shí)踐證明，異性纖維分散程度越大、單個(gè)顆粒規(guī)格越細(xì)小越難以清理， 對(duì)棉紗、棉布的危害也越大，因此有必要采用異性纖維個(gè)數(shù)計(jì)量的方法考核皮棉 質(zhì)量。目前還沒有一種采用異性纖維個(gè)數(shù)計(jì)量方法自動(dòng)檢測(cè)計(jì)量皮棉中異性纖維 含量的裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種既可以按實(shí)際剔除出來的真實(shí)異性 纖維重量進(jìn)行考核，也可以按顯示的個(gè)數(shù)進(jìn)行輔助分析異性纖維分散的程度的皮 棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法及裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì) 量方法，其是采用高速彩色或黑白CCD攝像機(jī)對(duì)松散皮棉進(jìn)行掃描，并將掃描信 息傳輸給工控機(jī)，通過工控機(jī)內(nèi)安裝的檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件對(duì)所采集的圖像信號(hào)進(jìn) 行處理，發(fā)現(xiàn)異性纖維時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維，并依 據(jù)剔除異性纖維的實(shí)際次數(shù)、典型次數(shù)、檢測(cè)時(shí)間和彩色、黑白識(shí)別精度對(duì)皮棉 中的異性纖維進(jìn)行計(jì)量，得到皮棉中含有異性纖維的個(gè)數(shù)，其中對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行 計(jì)算的公式如下
<formula>formula see original document page 4</formula>式中彩色、黑白實(shí)際次數(shù)是指在對(duì)皮棉進(jìn)行檢測(cè)過程中彩色、黑白攝像
機(jī)實(shí)際識(shí)別的次數(shù)，即噴閥動(dòng)作的次數(shù)。典型次數(shù)是指由于棉花中的雜質(zhì)和變 色棉纖維、個(gè)別較厚的棉團(tuán)、實(shí)際風(fēng)速與設(shè)定檢測(cè)速度的差異等形成的彩色圖像 的誤識(shí)別次數(shù)的總和。彩色、黑白異性纖維識(shí)別精度是指由于受CCD光學(xué)分辨 率等硬件環(huán)境和軟件算法等因素影響，實(shí)際識(shí)別率達(dá)不到100%，在過棉檢測(cè)狀態(tài) 下，彩色CCD、黑白CCD對(duì)目前掌握的各種規(guī)格、顏色的異性纖維的識(shí)別率為90 98%。
所述檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件操作過程包括①質(zhì)量確認(rèn)，正式檢測(cè)前首先對(duì)皮棉 進(jìn)行3分鐘的質(zhì)量確認(rèn)②顯示確認(rèn)結(jié)果，確認(rèn)被檢測(cè)皮棉質(zhì)量等級(jí)；③自動(dòng)加 載檢測(cè)參數(shù)、修正計(jì)算公式，并將當(dāng)前窗口數(shù)據(jù)清零，系統(tǒng)進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)； 開 始檢測(cè)，皮棉進(jìn)入檢測(cè)通道；⑤停止檢測(cè)，檢測(cè)完畢后人工將檢測(cè)的皮棉重量填 入過棉重量欄，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算總量指標(biāo)和平均指標(biāo)；⑥數(shù)據(jù)保存與査詢，點(diǎn)擊"保 存"按鈕可以將檢測(cè)信息保存到指定的文件夾下，也可以點(diǎn)擊"査詢"按鈕查閱 以往檢測(cè)結(jié)果。
一種實(shí)現(xiàn)上述方法的皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置，其特征在于它包括 一輸棉通道， 一識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)， 一執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 一工控機(jī)， 一配電箱和一安裝所 述各部分的箱體；所述輸棉通道為一垂直設(shè)置、兩端呈L型伸出、截面為矩形的 通道，所述輸棉通道的中部為一段不透光的隔離帶，所述隔離帶的上、下部分別 為有一段玻璃檢測(cè)通道，所述下部檢測(cè)通道下方的輸棉通道上相對(duì)設(shè)置有一噴氣 口和一出雜口；所述識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述上、下部檢測(cè)通道兩側(cè)的日 光光源和紫外線光源，所述日光光源的外側(cè)分別設(shè)置有可水平和上下移動(dòng)的光背 景和彩色CCD攝像機(jī)，所述紫外線光源的一側(cè)與彩色CCD攝像機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置有黑白 CCD攝像機(jī)，所述日光光源和所述紫外線光源通過一隔板隔開；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括 一儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐通過一組進(jìn)氣管連接一排快速反應(yīng)電磁閥，所述電磁閩安 裝在閥板上，所述閥板安裝在所述輸棉通道的噴氣口處，且所述閥板面向檢測(cè)通 道一側(cè)設(shè)置有一排通過電磁閥控制的噴氣小孔，與所述噴氣口相對(duì)的所述出雜口 連通一廢棉箱；所述工控機(jī)的主板上安裝有兩塊分別連接所述彩色CCD攝像機(jī)和 黑白CCD攝像機(jī)的圖像采集卡和兩塊DSP數(shù)字信號(hào)處理卡，所述工控機(jī)上連接一 顯示器，所述工控機(jī)內(nèi)安裝有異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件。
所述日光光源、光背景和彩色CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述上部檢測(cè)通道，所述紫 外線光源和黑白CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述下部檢測(cè)通道。
所述日光光源、光背景和彩色CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述下部檢測(cè)通道，所述紫 外線光源和黑白CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述上部檢測(cè)通道。
所述廢棉箱內(nèi)設(shè)置有一 90。彎曲的導(dǎo)向板，與所述導(dǎo)向板相對(duì)設(shè)置有兩塊成 9(T的網(wǎng)眼板，以便于廢棉與氣流分離及氣流返回檢測(cè)通道。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用高速彩 色或黑白CCD攝像機(jī)對(duì)皮棉進(jìn)行掃描，能夠精確識(shí)別皮棉中異性纖維的存在。2、 本發(fā)明由于在玻璃檢測(cè)通道中部設(shè)置了金屬材料制作的隔離帶，能防止彩色或黑 白攝像機(jī)識(shí)別所需的不同光源的相互干涉，使檢測(cè)結(jié)果更為精確。3、本發(fā)明由于 采用了圖像采集與處理系統(tǒng)及軟件，能對(duì)皮棉中的異性纖維進(jìn)行識(shí)別、定位處理， 并發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維。4、本發(fā)明廢棉箱由于設(shè)計(jì)了導(dǎo)向板、 廢棉與氣流分離的網(wǎng)眼板結(jié)構(gòu)，能使異性纖維在剔除過程中隨氣流向下沉積，保 證了異性纖維的有效剔除。5、本發(fā)明采用了異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件，根據(jù)CCD 識(shí)別的異性纖維個(gè)數(shù)和所設(shè)置的計(jì)算公式，可較準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前皮棉中所含有 的異性纖維個(gè)數(shù)，進(jìn)而確定每噸皮棉中異性纖維含量。本發(fā)明既可以按實(shí)際剔除 出來的真實(shí)異性纖維重量進(jìn)行考核，也可以按顯示的個(gè)數(shù)進(jìn)行輔助分析異性纖維
分散的程度。本發(fā)明適用于棉花加工和棉紡企業(yè)以及棉花質(zhì)量檢驗(yàn)等部門使用，
具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明輸棉通道示意圖
圖3是本發(fā)明識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)示意圖
圖4是本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
圖5是本發(fā)明進(jìn)氣管、電磁閥與閥板連接示意圖
圖6是本發(fā)明檢測(cè)計(jì)量裝置工作原理方框圖
圖7是本發(fā)明檢測(cè)計(jì)量軟件流程方框圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明方法是采用高速彩色CCD (電荷藕合器件圖像傳感器)或黑白CCD (電 荷藕合器件圖像傳感器)攝像機(jī)，對(duì)皮棉中的異性纖維進(jìn)行掃描，掃描信號(hào)送入 工控機(jī)系統(tǒng)處理，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維， 并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)中的異性纖維個(gè)數(shù)自動(dòng)計(jì)量。
如圖1所示，本發(fā)明的檢測(cè)計(jì)量裝置包括 一輸棉通道IO， 一識(shí)別與檢測(cè)系 統(tǒng)20， 一執(zhí)行機(jī)構(gòu)30， 一工控機(jī)40， 一配電箱50和一安裝上述各系統(tǒng)的箱體60。
如圖2所示，本發(fā)明輸棉通道10垂直設(shè)置在箱體60內(nèi)，其兩端呈L型伸出，
輸棉通道10的橫截面呈矩形。輸棉通道10呈L型伸出的上下兩端由金屬材料制 作，松散的皮棉隨氣流從輸棉通道10的上口 11進(jìn)入。在輸棉通道10的中部依次 設(shè)置上部檢測(cè)通道12、隔離帶13和下部檢測(cè)通道14，上、下不檢測(cè)通道12、 14 均由玻璃材料制作，二者之間的隔離帶13由金屬材料制作，下部檢測(cè)通道14下 方的輸棉通道10上相對(duì)設(shè)置有一噴氣口 15和一出雜口 16，檢測(cè)后的皮棉經(jīng)輸棉 通道10的下口 17輸出。
如圖3所示，本發(fā)明識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)20包括設(shè)置在上部檢測(cè)通道12兩側(cè) 的日光光源21，兩側(cè)日光光源21的外側(cè)分別設(shè)置有光背景22和彩色CCD攝像機(jī) 23。在下部檢測(cè)通道14兩側(cè)設(shè)置有紫外線光源24，紫外線光源24的一側(cè)與彩色 CCD攝像機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置有黑白CCD攝像機(jī)25，日光光源21和紫外線光源24通過一 隔板26上下隔離。光背景22可以根據(jù)通道亮度及曲線增益大小進(jìn)行水平和上下 移動(dòng)，確保設(shè)置在工控機(jī)內(nèi)的檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件設(shè)置的檢測(cè)參數(shù)總能在最佳范圍 內(nèi)取值。
上述實(shí)施例中，整個(gè)設(shè)置在上部檢測(cè)通道12兩側(cè)的日光光源21、光背景22 和彩色CCD攝像機(jī)23可以與設(shè)置在下部檢測(cè)通道14兩側(cè)的紫外線光源24和黑白 CCD攝像機(jī)25的上下位置互換。本發(fā)明輸棉通道10中部設(shè)置了不透明的金屬隔離 帶13，其與隔板26配合使用，用于日光光源21和紫外線光源24通過玻璃檢的上、 下部測(cè)通道12、 14時(shí)的上下隔離，防止隔離帶13上下光源的相互干涉，使檢測(cè) 結(jié)果更為精確。
如圖4所示，本發(fā)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)30包括 一設(shè)置在箱體60內(nèi)的儲(chǔ)氣罐31，儲(chǔ) 氣罐31內(nèi)儲(chǔ)存有一定壓力的空氣，儲(chǔ)氣罐31通過一組進(jìn)氣管32連接一排快速反 應(yīng)電磁閥33，電磁閥33安裝在閥板34上(如圖5所示)，在閥板34面向檢測(cè)通 道一側(cè)設(shè)置有一排通過電磁閥33控制的噴氣小孔(圖中未示出)，閥板34安裝在 輸棉通道10上的噴氣口 15處，輸棉通道10上的出雜口 16連通一廢棉箱35。在 廢棉箱入口 351的下方水平設(shè)置一 90度彎曲的導(dǎo)向板352和一水平連接導(dǎo)向板 352底部的網(wǎng)眼板353，廢棉箱入口 351下方豎直設(shè)置有另一網(wǎng)眼板354，該網(wǎng)眼 板354作為輸棉通道的一部分，并與網(wǎng)眼板353連接。廢棉箱35的外側(cè)設(shè)有一清 雜小門355。含有異性纖維的廢棉在高壓氣流作用下從入口 351進(jìn)入，沿導(dǎo)向板 352方向向下沉積，氣流可通過水平放置和垂直放置的兩層網(wǎng)眼板353、 354返回 輸棉通道10，這種結(jié)構(gòu)透氣性好，棉花不易附著在網(wǎng)面上，使排除異性纖維的路 線暢通。
如圖6所示，本發(fā)明工控機(jī)40的主板上安裝有圖像采集卡41、 42和DSP (數(shù)
字信號(hào)處理Digtial Signal Processing)處理卡43、 44，并連接一顯示器45。 在工控機(jī)40內(nèi)裝有異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46。
如圖1所示，配電箱50為本發(fā)明裝置提供所需電源。
本發(fā)明裝置在檢測(cè)過程中，首先將打包后的原棉(皮棉)經(jīng)過開松機(jī)充分開 松后形成松散而且很薄的小絮片隨氣流均勻的進(jìn)入輸棉通道10。識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng) 通過彩色CCD攝像機(jī)23和黑白CCD攝像機(jī)25對(duì)棉流通道10內(nèi)的皮棉進(jìn)行實(shí)時(shí)掃 描取得圖像信息，并將信息傳輸給工控機(jī)40中的圖像采集卡41、 42，圖像采集卡 41、 42得到的圖像信息經(jīng)過由DSP (數(shù)字信號(hào))處理卡依據(jù)預(yù)先設(shè)定的異性纖維 算法對(duì)信息進(jìn)行分析處理，彩色CCD攝像機(jī)23主要根據(jù)皮棉的主體顏色與標(biāo)準(zhǔn)光 背景的顏色進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)預(yù)先由工控機(jī)40中的DSP處理卡44設(shè)置的參數(shù)對(duì)被 檢測(cè)皮棉及其所含的異性纖維的顏色、尺寸等物理特征進(jìn)行識(shí)別。黑白CCD攝像 機(jī)25對(duì)在紫外線光源下有熒光反應(yīng)的特殊異性纖維進(jìn)行識(shí)別，確定異性纖維的輪 廓、中心坐標(biāo)，并將識(shí)別結(jié)果及時(shí)發(fā)送給工控機(jī)40，工控機(jī)40根據(jù)異性纖維的具 體位置、棉流速度，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)30中垂直對(duì)應(yīng)的最鄰近的一個(gè)或幾 個(gè)電磁閥發(fā)出剔除命令，啟動(dòng)快速反應(yīng)電磁閥33控制高壓氣流噴嘴，將含有少量 皮棉的異性纖維噴射到廢棉箱35中。
本實(shí)施例通過工控機(jī)40內(nèi)的異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46，可根據(jù)CCD攝像 機(jī)識(shí)別位置到噴出氣流的噴氣小孔中心線的距離和棉流運(yùn)行的速度(風(fēng)速)設(shè)置 和調(diào)整滯后時(shí)間、持續(xù)時(shí)間，可以準(zhǔn)確的執(zhí)行噴射，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的剔除異性纖維。
如果是離線或在線抽樣檢測(cè)，檢測(cè)后的皮棉可經(jīng)氣流輸送到集棉箱(圖中未 示出)進(jìn)行處理；如果是在線對(duì)全部皮棉進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)后的皮棉可直接返回到 生產(chǎn)線氣流輸送系統(tǒng)中。
本發(fā)明裝置從CCD圖像識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)20到執(zhí)行機(jī)構(gòu)30的動(dòng)作，是一一對(duì) 應(yīng)的計(jì)數(shù)過程，通過異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用46的統(tǒng)計(jì)信息可以得到某段時(shí)間內(nèi)共 噴射了多少次，其中黑白、彩色各噴了多少次。從理論上講這些噴射的次數(shù)應(yīng)該 都是異性纖維，但是，由于皮棉通過氣流輸送方式經(jīng)過檢測(cè)通道，受到氣流波動(dòng)、 棉層薄厚、棉花等級(jí)質(zhì)量、識(shí)別參數(shù)設(shè)置等諸多因素的影響，有一定次數(shù)的誤識(shí) 別在所難免，實(shí)際噴射的次數(shù)(識(shí)別出的次數(shù))將超過真實(shí)異性纖維數(shù)量。因此 只要合理設(shè)置計(jì)算公式及參數(shù)，剔出誤噴的次數(shù)，即可較準(zhǔn)確的統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前皮棉 中所含有的異性纖維數(shù)量，再根據(jù)數(shù)量多少劃分出含量等級(jí)，確定每噸皮棉中異 性纖維含量。
本發(fā)明的計(jì)量方法主要是依據(jù)CCD識(shí)別的異性纖維個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)量，其精確度
主要由識(shí)別精度來保證。如果要想取得異性纖維的重量，最直接的辦法就是將廢 棉箱中的異性纖維手工挑揀出來后用天平稱量，兩種計(jì)量方法相輔相成。 本發(fā)明裝置的計(jì)數(shù)方法如下
彩色異纖縫(個(gè)數(shù))彩色實(shí)g^-(^次數(shù)x時(shí)間)
彩色識(shí)別精度(％)
點(diǎn)將數(shù)量(個(gè)數(shù))黑白實(shí)g^-(fg次數(shù)X時(shí)間)
黑白識(shí)別精度(％)
其中
彩色、黑白實(shí)際次數(shù)是指在對(duì)皮棉進(jìn)行檢測(cè)過程中彩色、黑白攝像機(jī)實(shí)際 識(shí)別的次數(shù)，也就是噴閥動(dòng)作的次數(shù)，異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46可以分別統(tǒng) 計(jì)彩色和黑白異性纖維識(shí)別的次數(shù)。
典型次數(shù)是指由于棉花中的雜質(zhì)(如棉稈、棉葉、棉籽皮、草葉等雜質(zhì)) 和變色棉纖維、個(gè)別較厚的棉團(tuán)(塊)、實(shí)際風(fēng)速與設(shè)定檢測(cè)速度的差異等形成的 彩色圖像的誤識(shí)別次數(shù)的總和。其是必然存在的次數(shù)，需經(jīng)過大量過棉檢測(cè)后根 據(jù)實(shí)際次數(shù)統(tǒng)計(jì)得到。理論上講，如果沒有這些雜質(zhì)的存在和誤識(shí)別情況的發(fā)生， 典型次數(shù)應(yīng)該為"0"，但是實(shí)際上有些雜質(zhì)同異性纖維的顏色、形狀很相近，有 些低等級(jí)皮棉的灰度與某些異性纖維的灰度比較接近，為了確保檢測(cè)的精確度， 保持一定范圍的典型次數(shù)是很必要的。不同等級(jí)或不同質(zhì)量的皮棉典型次數(shù)有一 定的差異，例如同一參數(shù)下檢測(cè)不同質(zhì)量等級(jí)的棉花，典型次數(shù)可在8 20次/ 分之間波動(dòng)。每分鐘的典型次數(shù)分檔規(guī)則已經(jīng)預(yù)設(shè)在檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46中，依 據(jù)實(shí)際皮棉調(diào)用哪個(gè)典型次數(shù)參與計(jì)算，需要在正式檢測(cè)前對(duì)皮棉樣本進(jìn)行3分 鐘的預(yù)檢，稱之為"質(zhì)量確認(rèn)"過程。經(jīng)過3分鐘的質(zhì)量確認(rèn)過程，可以得到每
分鐘的典型次數(shù)，根據(jù)每分鐘的典型次數(shù)分檔規(guī)則相應(yīng)得到公式中確定的典型次 數(shù)，從而當(dāng)預(yù)檢結(jié)束后就確定了典型次數(shù)。
國(guó)家棉花標(biāo)準(zhǔn)中將皮棉分為七個(gè)等級(jí)，但為了簡(jiǎn)化檢測(cè)計(jì)量，異性纖維檢測(cè)
計(jì)量應(yīng)用軟件46側(cè)重依據(jù)含雜率高低、顏色深淺，將其按特優(yōu)棉、優(yōu)質(zhì)棉、中等 棉、稍差棉、較差棉劃分為五個(gè)等級(jí)進(jìn)行檢測(cè)，不同質(zhì)量等級(jí)的皮棉需要用不同 的典型次數(shù)，為了體現(xiàn)公平性，質(zhì)量確認(rèn)過程及正式檢測(cè)過程中所使用的檢測(cè)參 數(shù)即檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(各項(xiàng)識(shí)別參數(shù)的設(shè)定)都是相同的，所不同的僅僅是典型次數(shù)， 這些工作都由"質(zhì)量確認(rèn)"過程自動(dòng)完成。
彩色、黑白異性纖維識(shí)別精度由于受CCD光學(xué)分辨率等硬件環(huán)境和檢測(cè)計(jì)
量應(yīng)用軟件46的算法等因素影響，實(shí)際識(shí)別率達(dá)不到100%。在過棉檢測(cè)狀態(tài)下， 彩色、黑白CCD對(duì)目前掌握的各種規(guī)格、顏色的異性纖維識(shí)別率為90 98%。 如圖7所示，本發(fā)明裝置的異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46的操作過程如下
1、 正式檢測(cè)前首先對(duì)皮棉進(jìn)行3分鐘的預(yù)檢，即進(jìn)行質(zhì)量確認(rèn)，否則系統(tǒng)不 加載任何參數(shù)，"開始檢測(cè)"按鈕也不可操作。
2、 顯示質(zhì)量確認(rèn)結(jié)果該皮棉質(zhì)量等級(jí)為XX棉。
3、 確認(rèn)顯示結(jié)果后，系統(tǒng)進(jìn)入檢測(cè)狀態(tài)，自動(dòng)加載檢測(cè)參數(shù)、修正計(jì)算公式 中的典型次數(shù)，并將當(dāng)前窗口數(shù)據(jù)清零。
4、 開始檢測(cè)，對(duì)已進(jìn)入檢測(cè)通道的棉花進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的異性纖維實(shí) 時(shí)剔除。
5、 檢測(cè)完畢后按"停止檢測(cè)"按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)將異性纖維檢測(cè)信息填入總量 信息欄，檢測(cè)人員通過鍵盤輸入過棉重量，再點(diǎn)擊"應(yīng)用"按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)將每 噸皮棉中異性纖維含量的平均指標(biāo)計(jì)算出來。點(diǎn)擊保存按鈕系統(tǒng)還可以將上述信 息以文本文件的形式保存在指定的文件夾下，以便用戶進(jìn)行査詢。
本發(fā)明裝置的計(jì)量過程需要考核的指標(biāo)主要有總量指標(biāo)和平均指標(biāo)，總量指 標(biāo)包括過棉時(shí)間、過棉重量、異性纖維總個(gè)數(shù)、其中含有的彩色異性纖維個(gè)數(shù)和 黑白異性纖維個(gè)數(shù)；平均指標(biāo)包括平均每公斤皮棉含有的異性纖維個(gè)數(shù)、平均每 噸皮棉含有的異性纖維個(gè)數(shù)、每噸皮棉含有異性纖維個(gè)數(shù)的數(shù)量級(jí)別代碼，每個(gè) 級(jí)別代碼分別代表平均每噸皮棉中含有的異性纖維個(gè)數(shù)的數(shù)量范圍，已在異性纖 維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件46中設(shè)置好。
液晶顯示器45顯示的異性纖維含量指標(biāo)主要依據(jù)CCD識(shí)別次數(shù)計(jì)算，計(jì)算結(jié) 果與皮棉中異性纖維個(gè)數(shù)應(yīng)該一致。廢棉箱35中的異性纖維重量與皮棉中原有異 性纖維含量也應(yīng)該一致。
本計(jì)量方法要求檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備一套穩(wěn)定的硬件環(huán)境，如穩(wěn)定的氣流輸送速 度，穩(wěn)定且無干擾的供電環(huán)境等。
本發(fā)明裝置在棉花加工廠對(duì)已成包皮棉進(jìn)行離線檢測(cè)時(shí)，需要配備皮棉開松 機(jī)對(duì)成包皮棉進(jìn)行均勻喂棉、開松處理，在棉花加工廠或棉紡廠進(jìn)行在線檢測(cè)時(shí) 由于皮棉處于松散狀態(tài)，可直接利用生產(chǎn)線上皮棉氣流輸送管道中穩(wěn)定的風(fēng)速、 過棉量進(jìn)行檢測(cè)和剔除，也可通過吸棉風(fēng)機(jī)抽取部分皮棉樣本直接輸送到檢測(cè)通 道。
本發(fā)明僅以上述實(shí)施例進(jìn)行說明，凡根據(jù)本發(fā)明原理進(jìn)行的等效變換，均不 應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求
1、一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法，其是采用高速彩色或黑白CCD攝像機(jī)對(duì)松散皮棉進(jìn)行掃描，并將掃描信息傳輸給工控機(jī)，通過工控機(jī)內(nèi)安裝的檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件對(duì)所采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)異性纖維時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維，并依據(jù)剔除異性纖維的實(shí)際次數(shù)、典型次數(shù)、檢測(cè)時(shí)間和彩色、黑白識(shí)別精度對(duì)皮棉中的異性纖維進(jìn)行計(jì)量，得到皮棉中含有異性纖維的個(gè)數(shù)，其中對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算的公式如下式中彩色、黑白實(shí)際次數(shù)是指在對(duì)皮棉進(jìn)行檢測(cè)過程中彩色、黑白攝像機(jī)實(shí)際識(shí)別的次數(shù)，即噴閥動(dòng)作的次數(shù)。典型次數(shù)是指由于棉花中的雜質(zhì)和變色棉纖維、個(gè)別較厚的棉團(tuán)、實(shí)際風(fēng)速與設(shè)定檢測(cè)速度的差異等形成的彩色圖像的誤識(shí)別次數(shù)的總和。彩色、黑白異性纖維識(shí)別精度是指由于受CCD光學(xué)分辨率等硬件環(huán)境和軟件算法等因素影響，實(shí)際識(shí)別率達(dá)不到100％，在過棉檢測(cè)狀態(tài)下，彩色CCD、黑白CCD對(duì)目前掌握的各種規(guī)格、顏色的異性纖維的識(shí)別率為90～98％。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法，其特征在于 所述檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件操作過程包括① 質(zhì)量確認(rèn)，正式檢測(cè)前首先對(duì)皮棉進(jìn)行3分鐘的質(zhì)量確認(rèn)② 顯示確認(rèn)結(jié)果，確認(rèn)被檢測(cè)皮棉質(zhì)量等級(jí)；③ 自動(dòng)加載檢測(cè)參數(shù)、修正計(jì)算公式，并將當(dāng)前窗口數(shù)據(jù)清零，系統(tǒng)進(jìn)入檢 測(cè)狀態(tài)；④ 開始檢測(cè)，皮棉進(jìn)入檢測(cè)通道；⑤ 停止檢測(cè)，檢測(cè)完畢后人工將檢測(cè)的皮棉重量填入過棉重量欄，系統(tǒng)自動(dòng) 計(jì)算總量指標(biāo)和平均指標(biāo)；⑥ 數(shù)據(jù)保存與査詢，點(diǎn)擊"保存"按鈕可以將檢測(cè)信息保存到指定的文件夾 下，也可以點(diǎn)擊"査詢"按鈕査閱以往檢測(cè)結(jié)果。
3、 一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1或2所述方法的皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置， 其特征在于它包括一輸棉通道， 一識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)， 一執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 一工控機(jī)，一配電箱和一安裝所述各部分的箱體；所述輸棉通道為一垂直設(shè)置、兩端呈L型伸出、截面為矩形的通道，所述輸 棉通道的中部為一段不透光的隔離帶，所述隔離帶的上、下部分別為有一段玻璃 檢測(cè)通道，所述下部檢測(cè)通道下方的輸棉通道上相對(duì)設(shè)置有一噴氣口和一出雜口；所述識(shí)別與檢測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述上、下部檢測(cè)通道兩側(cè)的日光光源和紫 外線光源，所述日光光源的外側(cè)分別設(shè)置有可水平和上下移動(dòng)的光背景和彩色CCD 攝像機(jī)，所述紫外線光源的一側(cè)與彩色CCD攝像機(jī)對(duì)應(yīng)設(shè)置有黑白CCD攝像機(jī)， 所述日光光源和所述紫外線光源通過一隔板隔開；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐通過一組進(jìn)氣管連接一排快速反應(yīng) 電磁閥，所述電磁閥安裝在閥板上，所述閥板安裝在所述輸棉通道的噴氣口處， 且所述閥板面向檢測(cè)通道一側(cè)設(shè)置有一排通過電磁閥控制的噴氣小孔，與所述噴 氣口相對(duì)的所述出雜口連通一廢棉箱；所述工控機(jī)的主板上安裝有兩塊分別連接所述彩色CCD攝像機(jī)和黑白CCD攝 像機(jī)的圖像采集卡和兩塊DSP數(shù)字信號(hào)處理卡，所述工控機(jī)上連接一顯示器，所 述工控機(jī)內(nèi)安裝有異性纖維檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件。
4、 如權(quán)利要求3所述的一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置，其特征在于 所述日光光源、光背景和彩色CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述上部檢測(cè)通道，所述紫外線 光源和黑白CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述下部檢測(cè)通道。
5、 如權(quán)利要求3所述的一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置，其特征在于 所述日光光源、光背景和彩色CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述下部檢測(cè)通道，所述紫外線 光源和黑白CCD攝像機(jī)設(shè)置在所述上部檢測(cè)通道。
6、 如權(quán)利要求3或4或5所述的一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量裝置，其特 征在于所述廢棉箱內(nèi)設(shè)置有一90°彎曲的導(dǎo)向板，與所述導(dǎo)向板相對(duì)設(shè)置有兩塊 成90°的網(wǎng)眼板，以便于廢棉與氣流分離及氣流返回檢測(cè)通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種皮棉中異性纖維的檢測(cè)計(jì)量方法及裝置，其是采用高速彩色CCD或黑白CCD攝像機(jī)對(duì)松散皮棉進(jìn)行掃描，并將掃描信息傳輸給工控機(jī)，通過工控機(jī)內(nèi)安裝的檢測(cè)計(jì)量應(yīng)用軟件對(duì)所采集的圖像信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)異性纖維時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)剔除異性纖維，并依據(jù)剔除異性纖維的實(shí)際次數(shù)、典型次數(shù)、檢測(cè)時(shí)間和彩色、黑白識(shí)別精度進(jìn)行計(jì)量，得到皮棉中含有異性纖維的個(gè)數(shù)。本發(fā)明既可以按實(shí)際剔除出來的真實(shí)異性纖維重量進(jìn)行考核，也可以按顯示的個(gè)數(shù)進(jìn)行輔助分析異性纖維分散的程度。本發(fā)明適用于棉花加工和棉紡企業(yè)以及棉花質(zhì)量檢驗(yàn)等部門使用。
文檔編號(hào)G01N21/88GK101393139SQ20081022481
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者康玉國(guó), 戎立斌, 李付堂, 李文俠, 斌 胡, 胡寶林 申請(qǐng)人:北京中棉機(jī)械成套設(shè)備有限公司