專利名稱：紡織品成分的近紅外光譜快速無損檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紡織纖維快速檢測方法和附件，具體為紡織品成分的近紅外光譜快速無損檢測方法。
背景技術(shù)：
紡織品是人們的必需品，我國是紡織品生產(chǎn)和消費大國，紡織品原料成分是重要的紡織品反欺詐項目，對我國乃至世界各國的紡織品貿(mào)易和消費者權(quán)益有著至關(guān)重要的意義。就全球而言，紡織品原料成分的定量分析，無論是紡織品生產(chǎn)者、消費者、貿(mào)易關(guān)系人還是各國政府監(jiān)管部門都十分重視的一項工作。幾乎所有的國家為保護消費者的合法權(quán)益，都頒布法令規(guī)定紡織品上必須標(biāo)注原料成分、護理方式等標(biāo)簽，我國的強制性標(biāo)準(zhǔn) GB5296. 4《消費品使用說明紡織品和服裝使用說明》明確規(guī)定了紡織品必須標(biāo)注原料成分及其含量，其他國家對此也有規(guī)定要求，因此，紡織品原料成分的定量分析在紡織品的眾多檢測項目中地位非常重要。然而，現(xiàn)有的紡織品成分分析方法(化學(xué)溶解法、顯微鏡法)存在的致命缺點是檢測周期長，檢測環(huán)境要求高，化學(xué)試劑有毒有害，對環(huán)境造成污染大，檢測成本高，對檢測人員的要求也較高，同時檢測過程對樣品必須是破壞性的。故研究和開發(fā)一種快速、簡捷、無須化學(xué)藥劑的檢測方法是長期以來紡織技術(shù)人員所期待的。因此，有必要對紡織品組分的快速確定提供技術(shù)保障。常規(guī)理化分析具有較高的準(zhǔn)確度和可靠性，但是，其屬于破壞性檢測，檢測時間長，不適合紡織品組分的快速檢測。尤其對于紡織品的市場現(xiàn)場檢驗、工廠生產(chǎn)線檢驗，常規(guī)理化分析方法都難以滿足正常的生產(chǎn)和流通需求。近紅外光譜(Near-Infrared Ray Spectroscopy，OTRS)分析技術(shù)無需對樣品進行化學(xué)處理，能直接測定完整樣品，并可在1-2分鐘的極短時間內(nèi)對樣品中的多種成分同時進行定量分析，具有成本低，速度快，精度高，無污染，便于實時、在線分析和控制等優(yōu)點。應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)進行快速無損傷檢測已有較多的研究應(yīng)用，如檢測蜜桔中的糖度， 水果的VC、藥品的成分等。國內(nèi)外初步研究證明，近紅外光譜分析作為一種無損、快速的現(xiàn)代檢測技術(shù)，可以迅速準(zhǔn)確的對紡織纖維成分進行預(yù)測，其獨特的優(yōu)勢得到越來越多的關(guān)注。OTR測定紡織品產(chǎn)品無需進行預(yù)處理，且不被破壞；無需化學(xué)試劑，不造成污染；測試成本低，分析速度快，在紡織行業(yè)個別產(chǎn)品領(lǐng)域(如個別新型纖維領(lǐng)域)已有了成功的先例，但距推廣運用還有著極大的距離，根本的原因在于目前沒有人就“成千上萬種”的紡織品按照運用的要求建立校正模型，一旦這些模型有效建立，紡織品的成分分析實現(xiàn)快速化迎刃而解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供紡織品成分的近紅外光譜快速無損檢測方法， 以解決上述背景技術(shù)中的缺點。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)本發(fā)明提供一種針對紡織纖維成分混紡比的近紅外光譜分析檢測方法及其附件，附件的特點是將紡織樣品放入到附件下方，利用附件上配有的LED指示燈確定樣品的厚度是否達到要求，在確保樣品厚度一致的情況下，每個樣品受到固定的壓力，從而保證樣品測量的穩(wěn)定性和一致性。檢測分建模和快速檢測兩個階段，建模階段是一個一次性關(guān)聯(lián)和局部調(diào)整的過程，而快速檢測則是模型的應(yīng)用過程。在建模階段，利用檢測器接收到的光譜信號，在模型建立軟件中，建立相關(guān)紡織纖維成分混紡比與對應(yīng)的光譜信號之間的關(guān)聯(lián)模型， 為實現(xiàn)快速檢測做準(zhǔn)備。在快速檢測階段，檢測器將接收到的光譜信號傳入電腦中，調(diào)用相應(yīng)的模型進行計算，得到被檢測紡織纖維成分混紡比，以實現(xiàn)紡織纖維成分混紡比的無損、 快速檢測，同時通過結(jié)果界面顯示成分的混紡比。本發(fā)明所說的纖維成分的近紅外光譜快速檢測方法是，先取不同混紡比的棉和聚酯纖維混紡織物樣品若干個(340個左右)，一部分作為校正集(160個左右)，另一部分作為預(yù)測集(80個左右)，其余部分作為待測樣品，采用國標(biāo)法測定所有樣品的纖維混紡比作為實測值；再用近紅外光譜儀及紡織纖維成分快速測定附件采集校正集樣品、預(yù)測集樣品以及待測樣品的漫反射光譜信息，用校正集的光譜數(shù)據(jù)與其棉和聚酯纖維混紡比實測值間的關(guān)系建立校正模型；將預(yù)測集的光譜數(shù)據(jù)帶入到校正模型中進行預(yù)測，獲取預(yù)測集的樣品棉和聚酯纖維混紡比的預(yù)測結(jié)果并分析與其實測值的差異，選取預(yù)測精度達到要求的校正模型參數(shù)；最后將待測樣品的光譜信息調(diào)入選取的校正模型中，對待測樣品的纖維混紡比進行計算，所獲得的預(yù)測值即為待測樣品纖維混紡比的近紅外測定結(jié)果。一種實現(xiàn)紡織纖維成分快速檢測的附件，紡織纖維成分快速測定-近紅外光譜專用附件，功能作用是檢測近紅外光譜儀器在進行測量紡織品纖維時探測是否有光從紡織品纖維滲透出去的一個裝置，當(dāng)有光滲透出去時該裝置并進行報警提醒測量人員已經(jīng)有光滲透出去，需要再增加紡織品厚度或采取其他措施保證光不滲透出去。從而保證測量中樣品厚度和所受壓力的穩(wěn)定性和一致性。工作時，首先接通電源，開啟近紅外光譜儀。開始進行儀器自檢和模型的適用性檢測，把檢測器得到的光譜信號代入模型，計算得到待測樣品的纖維混紡比，顯示在界面上。樣本的測試操作如下
1.首先打開電源，開啟近紅外光譜儀并對光譜儀的狀態(tài)進行檢測。2.測定紡織樣品時，將待測樣品置入附件中，根據(jù)附件上的LED指示燈的提示確定樣品的測量厚度。光源發(fā)出的光照射到待測樣品表面，并在其內(nèi)部形成漫反射，漫反射出來的光被檢測器接收后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存入電腦中，選取已經(jīng)建立的模型對光譜信號進行計算，將計算得到的該待測樣品的纖維混紡比顯示出來。3.將測試后的樣品取出，清掃附件，做下一次測試準(zhǔn)備。有益效果
本發(fā)明為紡織纖維成分混紡比的快速測定提供了技術(shù)保障，與目前的理化分析方法相比，速度快、便于操作。本發(fā)明完成一次檢測耗時不超過3分鐘，在紡織品實驗室檢測、質(zhì)監(jiān)對紡織品的現(xiàn)場監(jiān)管以及企業(yè)的自我質(zhì)量控制等方面均能方便的應(yīng)用。本發(fā)明將基于近紅外的光學(xué)檢測手段應(yīng)用于紡織纖維成分混紡比的無損檢測過程中，具有檢測精度高、結(jié)果一致性好和自動化程度強等優(yōu)點，既為紡織市場監(jiān)管提供了監(jiān)測依據(jù)，又進一步為紡織品的實驗室快速檢測創(chuàng)造了條件。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明對紡織纖維成分混紡比的無損檢測具有通用性，但由于紡織品種類很多， 因此本發(fā)明只舉一個用于棉和聚酯纖維混紡織物的實施實例，其他紡織品的檢測可參照該實施實例的方法，具體針對所測的紡織品的某組分，建立一個新的模型，就可以對該類紡織品的纖維成分進行測試了。本發(fā)明紡織纖維成分的近紅外光譜快速檢測附件及紡織纖維成分混紡比的無損檢測方法，結(jié)合實施例說明如下
先取不同混紡比例的棉和聚酯纖維混紡織物樣品若干份(340份左右)，一部分作為校正集(160份)，另一部分作為預(yù)測集(80份左右)，其余部分作為待測樣品，樣品纖維成分含量檢測的理化方法嚴(yán)格按照國標(biāo)GB/T 2910. 11-2009執(zhí)行，測定所有樣品的纖維含量作為實測值；用基于近紅外光譜分析技術(shù)的檢測附件對紡織品進行光譜掃描，建立檢測器得到的光譜信號值與樣品的纖維含量之間的關(guān)聯(lián)模型。接下來就可以對未知紡織品進行快速測定。打開電源開關(guān)，開啟近紅外光譜儀；將待測紡織樣品放入附件，開始檢測；根據(jù)附件上LED指示燈的提示，確定樣品的厚度，光源發(fā)出的光照射到待測樣品上，形成漫反射，漫反射出來的光被檢測器接收；檢測器將攜帶樣品信息的近紅外光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再通過A/D轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入電腦中；將此光譜信號值代入模型計算，并將該樣品的纖維含量顯示出來，至此樣品的纖維成分測試結(jié)束。上述近紅外檢測方法可以實現(xiàn)儀器的建模，模型建立后，實現(xiàn)成分的快速檢測和顯不。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅僅是本發(fā)明的一個實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.紡織品成分的近紅外光譜快速無損檢測方法，其特征在于，先取不同混紡比的棉和聚酯纖維混紡織物樣品若干個，一部分作為校正集，另一部分作為預(yù)測集，其余部分作為待測樣品，采用國標(biāo)法測定所有樣品的纖維混紡比作為實測值；再用近紅外光譜儀及紡織纖維成分快速測定附件采集校正集樣品、預(yù)測集樣品以及待測樣品的漫反射光譜信息，利用化學(xué)計量學(xué)方法，建立校正集的光譜數(shù)據(jù)與其棉和聚酯纖維混紡比實測值間的校正模型； 將預(yù)測集的光譜數(shù)據(jù)帶入到校正模型中進行預(yù)測，獲取預(yù)測集的樣品棉和聚酯纖維混紡比的預(yù)測結(jié)果并分析與其實測值的差異，選取預(yù)測精度達到要求的校正模型參數(shù)；最后將待測樣品的光譜信息調(diào)入選取的校正模型中，對待測樣品的纖維混紡比進行計算，所獲得的預(yù)測值即為待測樣品纖維混紡比的近紅外測定結(jié)果。
全文摘要
紡織品成分的近紅外光譜快速無損檢測方法，首先打開電源，開啟近紅外光譜儀并對光譜儀的狀態(tài)進行檢測，測定紡織樣品時，將待測樣品置入附件中，根據(jù)附件上的LED指示燈的提示確定樣品的測量厚度。光源發(fā)出的光照射到待測樣品表面，并在其內(nèi)部形成漫反射，漫反射出來的光被檢測器接收后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并存入電腦中，選取已經(jīng)建立的模型對光譜信號進行計算，將計算得到的該待測樣品的纖維混紡比顯示出來，將測試后的樣品取出，清掃附件，做下一次測試準(zhǔn)備。本發(fā)明完成一次檢測耗時不超過3分鐘，在紡織品實驗室檢測、質(zhì)監(jiān)對紡織品的現(xiàn)場監(jiān)管以及企業(yè)的自我質(zhì)量控制等方面均能方便的應(yīng)用。
文檔編號G01N21/25GK102564966SQ20121002336
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者周麗萍, 廖燕燕, 李慧, 桂家祥, 耿響, 要磊, 陳斌 申請人:江西出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫綜合技術(shù)中心