技术交流

WF1毛绒纤维大容量检测仪创新探讨

发布时间: 2017-09-01 来源:长岭纺织电子研究所 作者:
    目前国内测量毛绒纤维细度的主要方法是投影显微镜法,测量长度的主要方法是梳片法,测量指标少,测试时间长,效率低下,且对人的依赖度高,降低了公正检验的效率和可靠性,制约了电子自动化的进程。因此,针对我国毛绒纤维质量检验体制改革仪器化的需要,通过技术攻关,开发出具有自主知识产权的自动化测试仪器毛绒纤维大容量检测仪,能够快速准确的对毛绒纤维的长度、细度、数量和分布等进行自动测试和统计分析,同时输出直径、根数长度、豪特长度、巴布长度、短毛率等指标。
    该检测仪的最大特点是将针梳机传送机构、CCD相机采集和高效率图像处理系统相结合,应用于羊毛、羊绒等细小纤维的测量。具有系统稳定,测试效率高和测试结果准确的特点,各项指标达到国际先进水平。主要创新点如下:
    A.将毛绒束纤维固定在有固定间距的两块光学玻璃之间的缝隙,同时
测量其长度及细度的方法。
    B.CCD相机扫描毛绒束纤维,用光学图像分析法同时测量毛绒束纤维的
长度和细度指标的方法。
    C.毛绒纤维细度测量图像处理与指标输出模型。
    D.毛绒纤维长度测量图像处理与指标输出模型。
    E.配有编码器的自动毛条输送机构,可平稳快速的输送样品到测试位
置,针梳机构内的针梳排出现异常运动,通过软件和硬件的特殊处理,能立刻报警并给针梳机驱动电机发出停止指令,从而保证整个机构的结构安全。
    F.光电检测系统采用高精度LED光源,高分辨率工业相机和专用光学成像镜头。仪器工作稳定可靠,测试数据稳定性高,一致性好。
    1.组成及原理
    毛绒纤维大容量检测仪主要由毛条输送机构、夹持与牵引机构、光源和数字相机、主处理机和电控箱及传感器等附件组成。采用光学成像法进行测试,可进行两种模式的测量,毛条模式和载样片模式, 毛条模式用于对毛条的长度和细度进行测量, 载样片模式可用于测量散毛和毛条的细度。
    工作原理  毛条在经过梳理机构后,变成密度分布均匀的分散的毛须,毛须在电机牵引下朝长度方向每次步进5mm(依设定),同时另一电机带动相机在垂直长度的方向上扫描一次图像进行测量。在一次扫描中获得毛条的一行的图像,对图像进行处理,即可获得一次扫描的细度值和毛条根数。 多次扫描后,直到扫描完成,就可以获得整个毛条的长度分布数据,同时会得到相应纤维的细度值。
    2.检测方式
    数字相机是毛绒纤维大容量检测仪最关键的组成部分,数字相机判断纤维的梳理密度是否合适,然后进行连续的扫描,获取纤维段图像,对各个纤维段进行分析处理,剔除相互交叉和重叠的无效纤维段,把有效的纤维段通过噪声消除及滤波处理,最后处理成二值化图像,采用距离变换或Hough变换等方法计算纤维的直径,同时判断羊毛的根数。
    3.光学设计
    该系统的光学设计包括光路设计和诸多光学零件设计。主要的光学零件有光学透镜放大系统,光学标准丝,光源散射板,光学载物板。每一个光学零件的设计和制作精度,都会对这个系统的测试产生很大的影响,甚至使系统无法正常测试。
    4.电路设计
    主控芯片采用飞思卡尔16位汽车级芯片MC9S12XD512,该芯片具有非常高的可靠性和抗干扰性和很高的扩展性. 通过RS232串口和主机进行通信, 对系统主要进行如下控制:
4个步进电机的驱动控制.
1个对射传感器以及2个接近开关的数字量采集及控制.
温湿度传感器的数据采集.
2个气缸的控制.
吸气系统的电源控制.
光源的控制.
1个急停开关.
电路设计要完成各个运动之间的相互配合,还要配合主处理机完成图像的采集和信号传输等任务。
    5.部分软件处理
    测试仪器给出了试样纤维直径及其分布和纤维长度及其分布,包括:纤维平均直径MFD、纤维平均直径变异系数CVD、豪特长度H、豪特长度变异系数CVH、30mm及以下豪特短毛率UH、巴布长度B、巴布长度变异系数CVB、30mm及以下巴布短毛率UB、根数长度L、根数长度变异系数CVL、30mm及以下根数短毛率UL。
    6.仪器特点
    A.主处理机采用高速PC,操作界面以Windows7为平台,中文显示,使用方便。
    B.自动化程度高,具有极高的测试效率,功能齐全。
    C.可同时测量毛绒纤维的细度和长度等指标。
    D.实时显示羊毛图像和处理结果,测试结果图形化输出。
    E.测试的所有数据报表及图形信息采用数据库存储,方便联网和查询。F.可设定多种测试模式,同时适用于原毛和毛条的测试。
    G.采用一体式结构,造型美观,维修方便。
    7.结束语
    毛绒纤维大容量检测仪是集机、电、气技术于一体的可同时测量毛绒纤维长度和细度指标的检测仪。它是我公司最先进、功能最全面的毛绒类检测仪,并且填补了国内空白。能够快速有效地测试毛绒纤维的细度、长度、等参数,对毛绒的的质量监测、跟踪和提高以及毛绒评级具有重要的意义,是一种毛纺行业必备的精密测试仪器。