专利名称：一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法及装置的制作方法
一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法及装置 技术领域-
本发明涉及物理领域，尤其涉及光学检测技术，特别是一种利用红外 激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法及装置。
背景技术：
纺织品在制造过程中，其结构和染色材料中可能存在缺陷。现有技术 中，由人工利用放大透镜对缺陷进行观察鉴别。鉴别结果不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷 的方法，所述的这种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法要解 决现有技术中人工鉴别纺织品缺陷的结果不准确的技术问题。
本发明的这种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法包括 一个采集织物样本图像的过程，其中，所述的采集织物样本图像的过程中 包括一个向织物样本投射红外激光的步骤、 一个采集织物样本红外激光透 射图像的步骤和一个在显示器件上显示织物样本红外激光透射图像的步 骤。
进一步的，在所述的向织物样本投射红外激光的步骤中，利用半导体 激光器向织物样本的反面或正面投射红外激光，并在半导体激光器与织物 样本的反面或正面之间的光路中设置聚光透镜，利用聚光透镜对红外激光 进行会聚，在所述的采集织物样本红外激光透射图像的步骤中，在织物样 本后侧的透射光方向上设置电子感光器件，利用所述的电子感光器件采集 红外激光穿过织物样本后的图像信号，并在织物样本的后侧与电子感光器 件之间设置物镜和摄影物镜，利用所述的物镜和摄影物镜对穿过织物样本 的红外激光进行会聚。
进一步的，在与所述的电子感光器件相连的显示器件上以灰度显示方 式显示所釆集的红外激光透射图像。
进一步的，在所述的向织物样本投射红外激光的步骤中，采用808nm 波长的激光或者980nm波长的激光进行投射。
本发明还提供了一种实现上述利用红外激光检测纺织品结构及染色 缺陷的方法的装置，所述的这种装置由一个半导体激光器和一个红外摄像 装置构成，其中，所述的半导体激光器和红外摄像装置分别固定设置在一 个光路的两端，半导体激光器和红外摄像装置之间的光路中设置有一个织 物样本支架，半导体激光器和织物样本支架之间的光路中设置有一个聚光 透镜，织物样本支架和红外摄像装置之间的光路中设置有一个物镜，所述 的红外摄像装置与一个显示器连接。
进一步的，所述的红外摄像装置由一个电荷耦合器件面阵构成，所述 的电荷耦合器件面阵的前方设置有一个摄影物镜。
进一步的，所述的织物样本支架中设置有样本观察孔。
进一步的，半导体激光器和红外摄像装置之间的光路的下方设置有距 离调节装置，所述的聚光透镜、织物样本支架和物镜分别设置在所述的距 离调节装置上。
进一步的，所述的物镜是五倍物镜、或者十倍物镜、或者20倍物镜、 或者40倍物镜、或者100倍物镜。
进一步的，所述的红外摄像装置由数码照相机构成。 本发明的工作原理是利用红外激光入射光透射纺织品织物样本，并 使用光学透镜放大透射纺织品织物样本的图像，即显现具有相对透明度的 织物样本的红外激光透射图像。利用红外摄像装置将红外激光图像进行光 电转换，在显示器件上显示具有灰度和对比色度的纺织材料的红外激光透
射图像，其图像供技术分析鉴别使用。
具体的，本发明中采用808nm波长红外激光光源和980nm波长红外 激光光源进行投射。激光是光波波段电磁辐射，激光的高度单色性和定向 性应用于透射纺织品织物结构图像技术，理论上可获得更理想的成像清晰 度。因为纺织材料通常由天然纤维和合成纤维组成，将808nm波长红外激 光或980nm波长红外激光入射光照射纺织纤维，在红外激光通过纺织纤维 时，纺织纤维的透明度定义为透过光与入射光的强度比，
It
透明度=——
式中It~一透过光强度； Ii入射光强度。 纺织纤维的红外线透过性，可被利用于以红外线透射法观察纺织品的 结构。
而在染色纺织品上，其染料显现颜色是在400nm-760nm的光谱范围， 应用808nm波长红外激光或980nm波长红外激光透射染色纺织品结构以 及染色纺织品染色缺陷部位，入射光的光波波长在染料显现颜色光谱范围 之外，能够直接去除染料对红外激光入射光的影响。获得染色纺织品和染 色纺织品染色缺陷部位相当于去除染料光学作用以后结构成像图。揭示纺 织品织物组织结构上可能存在结构缺陷与染色纺织品染色缺陷之间的关 系，为分析纺织品染色疵点的形成原因提供了一种分析鉴别的技术方案。 染色纺织品在400nm-760nm光谱入射光透射下成像的特性如下 纺织纤维——构成织物组织结构、组成纱线的各向异性的纤维在可见
光入射光照射下其纤维的透明度是各种波长光的综合光学作用。
染料一染料处于纤维上的物理状态及染料在纤维上的分散附着程
度和结合程度构成了在纺织品结构的基础上染料在可见光光谱入射光照
射下的显色和透射的作用。
因此，应用可见光(400nm-760nm)透射染色纺织品，其成像由于存 在染料的显示颜色的光学作用而干扰正确显示染色纺织品的组织结构。
纺织纤维——在高度单色性红外激光透射下，构成织物组织结构、组 成纱线的各向异性的纤维获得接近单一波长红外激光相对透明度的纤维 图像；
染料——附着在纺织品组织结构基础上的染料在高度单色性红外激 光入射光照射下呈极弱光学作用；
红外激光高度定向性决定红外激光透射纺织品组织结构能更精确成像。
因此，红外激光的高度单色性、定向性以及染料对红外激光的弱相互 作用使红外激光透射染色纺织品的图像技术可以相对正确显现染色纺织 品的组织结构。用于纺织品、特别是染色纺织品的结构分析和染色纺织材 料鉴别分析。
本发明与己有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明利用红外 激光入射光透射纺织品织物样本，并使用光学透镜放大透射纺织品织物样 本的图像，显现相对透明度的织物样本红外激光透射图像，利用红外摄像 装置将红外激光图像进行光电转换，在显示器件上显示具有灰度和对比色 度的纺织材料红外激光透射图像，可以方便准确地分析鉴别纺织品。
图1是本发明的一个优选实施例的示意图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方
法包括一个采集织物样本2图像的过程，其中，所述的采集织物样本2图 像的过程中包括一个向织物样本2投射红外激光的步骤、 一个采集织物样
本2红外激光透射图像的步骤和一个在显示器件3上显示织物样本2红外 激光透射图像的步骤。
进一步的，在所述的向织物样本2投射红外激光的步骤中，利用半导 体激光器l向织物样本2的反面或正面投射红外激光，并在半导体激光器 1与织物样本2的反面或正面之间的光路中设置聚光透镜4，利用聚光透 镜4对红外激光进行会聚，在所述的采集织物样本2红外激光透射图像的 步骤中，在织物样本2后侧的透射光方向上设置电子感光器件5，利用所 述的电子感光器件5采集红外激光穿过织物样本2后的图像信号，并在织 物样本2的后侧与电子感光器件5之间设置物镜6和摄影物镜7，利用所 述的物镜6和摄影物镜7对穿过织物样本2的红外激光进行会聚。
进一步的，在与所述的电子感光器件5相连的显示器件3上以灰度显 示方式显示所采集的红外激光透射图像。
进一步的，在所述的向织物样本2投射红外激光的步骤中，采用808nm 波长的激光或者980nm波长的激光进行投射。
本发明还提供了一种实现上述利用红外激光检测纺织品结构及染色 缺陷的方法的装置，所述的这种装置由一个半导体激光器1和一个红外摄 像装置构成，其中，所述的半导体激光器1和红外摄像装置分别固定设置 在一个光路的两端，半导体激光器1和红外摄像装置之间的光路中设置有 一个织物样本支架，半导体激光器1和织物样本支架之间的光路中设置有 一个聚光透镜4，织物样本支架和红外摄像装置之间的光路中设置有一个 物镜6，所述的红外摄像装置与一个显示器连接。
进一步的，所述的红外摄像装置由一个电荷耦合器件面阵构成，所述 的电荷耦合器件面阵的前方设置有一个摄影物镜7。
进一步的，所述的织物样本支架中设置有样本观察孔。
进一步的，半导体激光器1和红外摄像装置之间的光路的下方设置有
距离调节装置，所述的聚光透镜4、织物样本支架和物镜6分别设置在所 述的距离调节装置上。
进一步的，所述的物镜6是五倍物镜、或者十倍物镜、或者20倍物 镜、或者40倍物镜、或者100倍物镜。
进一步的，所述的红外摄像装置由数码照相机构成。
权利要求
1.一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法，包括一个采集织物样本图像的过程，其特征在于所述的采集织物样本图像的过程中包括一个向织物样本投射红外激光的步骤、一个采集织物样本红外激光透射图像的步骤和一个在显示器件上显示织物样本红外激光透射图像的步骤。
2. 如权利要求1所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法， 其特征在于在所述的向织物样本投射红外激光的步骤中，利用半导体激 光器向织物样本的反面或正面投射红外激光，并在半导体激光器与织物样 本的反面或正面之间的光路中设置聚光透镜，利用聚光透镜对红外激光进 行会聚，在所述的采集织物样本红外激光透射图像的步骤中，在织物样本 后侧的透射光方向上设置电子感光器件，利用所述的电子感光器件采集红 外激光穿过织物样本后的图像信号，并在织物样本的后侧与电子感光器件 之间设置物镜和摄影物镜，利用所述的物镜和摄影物镜对穿过织物样本的 红外激光进行会聚。
3. 如权利要求2所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法， 其特征在于在与所述的电子感光器件相连的显示器件上以灰度显示方式 显示所采集的红外激光透射图像。
4. 如权利要求1所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法，其特征在于在所述的向织物样本投射红外激光的步骤中，采用S08nm波 长的激光或者980nm波长的激光进行投射。
5. —种实现如权利要求1所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷 的方法的装置，由一个半导体激光器和一个红外摄像装置构成，其特征在 于所述的半导体激光器和红外摄像装置分别固定设置在一个光路的两端， 半导体激光器和红外摄像装置之间的光路中设置有一个织物样本支架，半 导体激光器和织物样本支架之间的光路中设置有一个聚光透镜，织物样本支架和红外摄像装置之间的光路中设置有一个物镜，所述的红外摄像装置 与一个显示器连接。
6. 如权利要求5所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置， 其特征在于所述的红外摄像装置由一个电荷耦合器件面阵构成，所述的 电荷耦合器件面阵的前方设置有一个摄影物镜。
7. 如权利要求5所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置， 其特征在于所述的织物样本支架中设置有样本观察孔。
8. 如权利要求5所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置， 其特征在于半导体激光器和红外摄像装置之间的光路的下方设置有距离 调节装置，所述的聚光透镜、织物样本支架和物镜分别设置在所述的距离 调节装置上。
9. 如权利要求5所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置，其特征在于所述的物镜是五倍物镜、或者十倍物镜、或者20倍物镜、或者40倍物镜、或者100倍物镜。
10. 如权利要求5所述的利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置，其特征在于所述的红外摄像装置由数码照相机构成。
全文摘要
一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的方法，包括向织物样本投射红外激光、采集织物样本红外激光透射图像、在显示器件上显示织物样本红外激光透射图像。一种利用红外激光检测纺织品结构及染色缺陷的装置，由一个半导体激光器和一个红外摄像装置构成，半导体激光器和红外摄像装置分别固定设置在一个光路的两端，半导体激光器和红外摄像装置之间的光路中设置有一个织物样本支架，半导体激光器和织物样本支架之间的光路中设置有一个聚光透镜，织物样本支架和红外摄像装置之间的光路中设置有一个物镜，红外摄像装置与一个显示器连接。显示器件上显示具有灰度和对比色度的纺织材料的红外激光透射图像，其图像供技术分析鉴别使用。
文档编号G01N21/898GK101187640SQ20061011837
公开日2008年5月28日 申请日期2006年11月15日 优先权日2006年11月15日
发明者金曙明, 陆肇基 申请人:上海市纤维检验所