专利名称：数码织物密度检测仪及测试方法
技术领域：
本发明涉及一种织物密度检测仪及测试方法，具体涉及一种数码织物 密度检测仪及测试方法。技术背景织物中经纱沿着横向单位长度内的根数称为经向密度，纬纱沿着纵 向单位长度内的根数称为纬向密度。二者统称为织物密度，与织物的重 量，耐磨性，手感和透气性有很大的关系。所以测量织物密度和分析织 物组织结构是一项考核织物质量的重要试验。织物密度按国家试验方法标准GB/T 4668-97规定是用Y511型织物密度镜在5厘米宽的织物内测 得多少根纱，然后折算到每IO厘米长度内的纱线根数。现有技术中的Y511型织物密度镜的外型见图1，其主要结构是 一把0 50毫米的钢直尺30，钢直尺30的正上方放置一只可沿着钢直 尺30的棱边左右移动的放大镜31，放大镜31的中心对着钢直尺30棱 边。试验时，将密度镜放在织物上，试验人员俯下头，眼睛附盯着放大 镜30，然后通过横向移动机构35—边缓慢地移动放大镜，观察并默记 镜头显示的织物纱的根数和纱与纱之间的分布情况。该织物密度镜的缺 陷在于仅限于单人观察，不易多人比对；使用时间过长，造成操作人 员头昏、眼花和颈酸。又，该织物密度镜在毫米刻度的直尺30前面(与 直尺同一水平面)装有中间划有一条刻线40的游标玻璃4，刻线40与 直尺棱边垂直，并始终成像在放大镜的视场上半部中间且随放大镜31 一起移动，目的是用该刻线对准织物中的纱线和直尺30上的刻线。用 一般加工工艺，该刻线宽度为0. 1 0. 15mm，当遇到纱线的直径小于 0. lmm的高密度织物，就较难对准，难于确定织物的实际密度。另外该织物密度镜直接观察织物的图像为光学图像，不能保存、传输。 发明内容本发明的目的在于是克服现有技术的不足，提供一种利用数码技术 显示织物密度图像，做到用仪代替目测，解放生产力，并能够通过连接 其他介质显示、储存、传输织物密度图像的纺织品织物密度检测仪及测试方法。实现上述目的的技术方案是 一种数码织物密度检测仪，包括主机、 设在主机前端且上端面上设有穿孔的托架、织物放大部件、CCD光电耦 合器件、图像转换电路及显示装置，所述织物放大部件包括织物丈量器、 具有放大镜头及摄像镜头的光学系统、横向传动机构及对焦机构，其中 所述织物丈量器含有放大镜可截取的尺寸刻度的直尺，它设在托架的前 方底部；所述放大镜头和摄像镜头以同一中心线依次从下向上设在一圆 筒内并与织物丈量器边缘线垂直的方式设置在织物丈量器的上方；所述 横向传动机构包括一设在托架前方的支架、 一丝杠、 一传动螺母及调节 螺母，所述支架的后部纵向设有一螺孔及位于螺孔两旁并与螺孔平行设 置的一对滑孔道，所述丝杠水平设置在该支架的前部，所述传动螺母套 穿在丝杠上并与光学系统圆筒侧壁连接，所述调节螺母设在丝杠一端并 位于支架外侧；所述对焦机构包括一对滑杆、 一螺杆及位于螺杆头部的 焦距调节旋钮，所述一对滑杆可移动地穿过支架上的滑孔道并固定在托 架的上下端面，所述螺杆穿过托架上端面的穿孔与螺孔旋接，所述焦距 调节旋钮设在螺杆露出托架上端面的头部，所述支架可沿滑杆上下移 动；所述CCD光电耦合器件设在摄像镜头的上端；所述图像转换电路设 置在主机内，它包括用于将CCD光电耦合器件上的模拟信号转换为显示 屏接受的数字信号的模数转换芯片；所述显示装置为一通过转动支架连 接在主机的上表面且中间设有一条垂直刻线的液晶显示屏，是由CCD 光电耦合器件采集到的织物图像和直尺刻度图像通过图像转换电路转 换后显示在显示屏上。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述主机侧壁上设有用于将图像信号变成视频信号的AV输出接口。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述AV输出接口可连接装有 AV卡的计算机或电视机。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述织物放大部件中还包括一 围绕放大镜头设置的遮光罩及一设在放大镜头旁的照明灯。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述图像转换电路还包括屏幕 亮度调节电路、照明灯亮度调节电路及电量指示电路，所述主机上表面 位于液晶显示屏的后方设有屏幕亮度调节按钮、照明灯亮度调节按钮及 电量指示屏。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述主机侧壁上还设有充电插 口及电源开关。上述的数码织物密度检测仪，其中，所述横向传动机构的调节螺母可由伺服电机代替。一种如上述数码织物密度检测仪的测试方法，包括下列步骤首先， 把织物平铺在平整的台面上；接着，将数码织物密度检测仪放置于织物 上面，打开光学系统上的照明灯使光源对着织物，调节摄像镜头的焦距、 调节照明灯的亮度及调节显示屏的亮度，以织物图像清晰为准；然后， 将直尺的边缘线平行于非检测系统纱线，选择一根直尺上的刻度线对准 显示屏中间的刻线并使该刻线作为起点，旋转横向传动机构移动光学系 统，在规定的测量距离内计数纱线根数；最后，在织物上任取五个测试 区域，重复上述测试步骤，将测得的一定长度内的纱线根数折算至10cm 长度内的所纱线的根数并分别计算出经、纬密的平均值，结果精确至 0.1根/10cm。上述的数码织物密度检测仪的测试方法，其中，当所述起点位于两 根纱线中间，终点位于最后一根纱线上，不足0.25根的不计，0.25-0.75 根作0.5根计，0.75根以上作1根计；当显示屏中间的刻线横过织物时 不能看清和计数所经过的每根纱线时，可计数所经过的完全组织个数， 通过织物组织分析或分解该织物，确定一个完全组织中的纱线根数；测量距离内纱线根数=完全组织个数乂一个完全组织中纱线根数+剩余纱线根数；上述的数码织物密度检测仪的测试方法，其中，所述焦距可通过对 焦机构中的焦距调节旋钮调节，所述照明灯亮度可通过照明灯亮度调节 按钮调节，所述显示屏的亮度可通过屏幕亮度调节按钮调节。本发明的数码织物密度检测仪与现有技术相比具有以下优点1、 可多人同时观察分析，避免织物密度观察差异；可快速准确测 定织物密度，解决了以往检测效率低，费时费力的，人为误差及对人视 力损伤大的缺点，提高了检验速度，单人检验速度可提高30% 40%，并 可及时提供数据用于指导生产，提高产品质量。2、 现有技术中， 一名成年试验工连续观察一小时，会有头昏、眼 花现象，而且年龄越大，时间越短，另因观察的姿态造成颈酸。本实用 新型的数码织物密度检测仪采用3.5英寸TFT液晶屏，视野大，图像清 晰，并配有亮度调节，长时间观察也不会有眼花现象，又，液晶显示屏 能在水平和垂直范围内任意调节，保证试验人员以最舒服的姿态观察， 减轻了试验人员的劳动强度。3、 运用内置照明装置和照明亮度调节电路，解决了在不同环境光 线下，一次调好亮度和色彩就能达到不同织物颜色所反映在显示屏屏幕 上的清晰度一致和分辩织物颜色的要求。4、 采用在液晶屏中间画一条宽O. 3mm的刻线，垂直织物丈量器的 棱边，因为未经过放大而直接画液晶屏中间。织物中的纱线和直尺上的 刻度线是经过放大后成像于液晶屏上，其宽度大于0. 3毫米，这样很方 便对准。5、 通过AV接口连接装有AV卡的计算机或电视机，可将观察的图 像在屏幕上显示；所显示的图像可以在计算机中长期保存并可以在打印 机中打印输出；通过计算机网络实现图像远距离传送；通过计算机连接 投影仪显示大幅图像。
图1是现有技术的织物密度镜的结构示意图；图2是本发明的数码织物密度检测仪的原理图；图3a和图3b是本发明的数码织物密度检测仪的结构示意图；图4是本发明的数码织物密度检测仪的剖面图。
具体实施方式
请参阅图2至图4，本发明的一种数码织物密度检测仪，包括主机 1、织物放大部件、CCD光电耦合器件5、图像转换电路(图中未示)及 液晶显示屏6。其中，主机1的前端设有托架2;主机1侧壁上设有AV 输出接口 11、充电插口 12及电源开关13， AV输出接口 ll用于将图像 信号变成视频信号，可连接装有AV卡的计算机或电视机；主机l上表 面位于液晶显示屏6的后方设有屏幕开关14、屏幕亮度调节按钮15、 照明灯亮度调节按钮16及电量指示屏17。托架2的上端面具有穿孔20。织物放大部件包括织物丈量器、具有放大镜头31及摄像镜头32 的光学系统、遮光罩33、照明灯34、横向传动机构35及对焦机构36。 织物丈量器含有放大镜31可截取的尺寸刻度的直尺30,直尺30由钢 质材料制成，它的刻度单位为毫米，其测量范围为0-50毫米，它设在 托架2的前方底部；放大镜头31和摄像镜头32以同一中心线依次从下 向上设在一圆筒37内并与织物丈量器的直尺30边缘线垂直的方式设置 在直尺30的上方；遮光罩33围绕放大镜头31设置；照明灯34设在放 大镜头31旁的遮光罩33顶部；横向传动机构35包括一设在托架2前 方的支架350、 一丝杠351、 一传动螺母352及调节螺母353;支架350 的后部纵向设有一螺孔354及位于螺孔354两旁并与螺孔354平行设置 的一对滑孔道；丝杠351水平设置在该支架350的前部；传动螺母352 套穿在丝杠351上并与光学系统圆筒37侧壁连接；调节螺母353设在 丝杠351 —端并位于支架350外侧，该调节螺母353可由伺服电机代替；对焦机构36包括一对滑杆360、 一螺杆361及位于螺杆360头部 的焦距调节旋钮362; —对滑杆360可移动地穿过支架350上的滑孔道 并固定在托架2的上下端面；螺杆361穿过托架2上端面的穿孔20与 螺孔354旋接；焦距调节旋钮362设在螺杆361露出托架2上端面的头部，横向传动机构35的支架350可沿滑杆360上下移动。CCD光电耦合器件5设在摄像镜头32的上端，它由一种高感光度 的半导体材料制成。图像转换电路设置在主机1内，它包括模数转换芯片、屏幕亮度调 节电路、照明灯亮度调节电路及电量指示电路。模数转换芯片用于将 CCD光电耦合器件5上的模拟信号转换为液晶显示屏6接受的数字信 号。屏幕亮度调节电路一般是通过调节偏置电压来改变屏幕亮度，有自 动调节和手动调节二种方法，前者是利用光敏器件检测液晶显示屏周围 的环境亮度来自动调节液晶显示屏的亮度，后者是根据人眼的舒适感觉 人工调节，本发明的数码织物密度检测仪是采用手动调节方法。照明灯 亮度调节电路采用调节小灯两端电压来改变照明亮度。本发明的数码织 物密度检测仪是釆用可充电的锂电池作为能源，为了提示还有多少电 量，采用IO个发光二极管排成一列显示在电量指示屏17上。液晶显示屏6通过转动支架60连接在主机1的上表面且中间设有 一条垂直刻线61，是由CCD光电耦合器件5采集到的织物图像和直尺 刻度图像通过图像转换电路转换后显示在显示屏上。液晶显示屏6通过 转动支架60能在水平和垂直范围内任意调节，保证试验人员以最舒服 的姿态观察。本发明的数码织物密度检测仪的工作原理为1. 由光学系统截取织物7的图像和直尺的刻度图像组成整体光学 图像。光学图像放大至10-20倍，投影在CCD光电耦合器件感光面上， 通过旋转横向传动机构35的调节螺母353带动丝杠上的连接在光学系 统上的传动螺母352，截取不同织物点的图像和所对应的直尺刻度图 像。光学系统的放大倍率为10、 15、 20倍。光学系统中的两组透镜一 一放大镜头31和摄像镜头32，织物7位于放大镜头31物方焦距之外， 距离为一倍焦距之外二倍焦距之内，织物7被放大镜31放大成一个实 像，并恰巧位于摄像镜头32物方焦距处(或在靠近物方焦距的地方)。 再通过摄像镜头32成像于CCD光电耦合器件5。2、 CCD光电耦合器件由一种高感光度的半导体材料制成，将光线转变成电荷，其内有几十万个感光单位，相互紧密排列组成一定尺寸的 长方形状的感光面，当放大镜31截取的图像照射感光面时，每个感光 单位都会产生电荷信号，每个感光单位所受到光照量不同所产生的电荷 量不同。所有的感光单位所产生的信号加在一起，构成由光学系统截取 织物图像和直尺的刻度图像组成的整体图像。
3、 转换电路是将CCD光电耦合器件5上的电荷变成液晶显示屏能 接受的电信号，并将每个感光单位上产生电信号按图像位置一一对应地 送入液晶显示屏6的器件上。
4、 液晶显示屏6根据转换电路输送的信号，在液晶显示屏6幕上 完整地显示由放大镜31截取织物图像和直尺的刻度图像的组成整体图 像。本发明在液晶屏6中间设一条垂直于直尺30的棱边，宽0.3mm的 刻线61，目的是用该刻线61对准织物7中的纱线和直尺30上刻线。
5、 通过AV接口 11，图像送入电视机进一步放大，送入电子计算 机图像能贮存、打印输出和经网络远距离传送等。采用上述的数码织物密度检测仪的测试方法，包括下列步骤 首先，把织物7平铺在平整的台面上。接着，将数码织物密度检测仪放置于织物7上面，打开光学系统上 的照明灯34使光源对着织物7，调节对焦机构36中的焦距调节旋钮362 以调节织物放大部件中的摄像镜头32焦距，调节照明灯34亮度调节按 钮16来调节照明灯34的亮度，调节屏幕亮度调节按钮15来调节显示 屏6的亮度，以显示屏6上的织物成像清晰为准。然后，将直尺30的边缘线平行于非检测系统纱线，选择一根直尺 30上的刻度线对准显示屏6中间的刻线61并使该刻线61作为起点， 旋转横向传动机构35移动光学系统，在规定的测量距离内计数纱线根 数；当所述起点位于两根纱线中间，终点位于最后一根纱线上，不足 0.25根的不计，0.25~0.75根作0.5根计，0.75根以上作1根计；当显 示屏6中间的刻线61横过织物时不能看清和计数所经过的每根纱线时， 可计数所经过的完全组织个数，通过织物组织分析或分解该织物，确定 一个完全组织中的纱线根数；测量距离内纱线根数^完全组织个数X —个完全组织中纱线根数+剩余纱线根数。最后，在织物7上任取五个测试区域，重复上述测试步骤，将测得 的一定长度内的纱线根数折算至10cm长度内的所纱线的根数并分别计 算出经、纬密的平均值，结果精确至0.1根/10cm。实施例一由数码织物密度检测仪单机测试。由一名测试检测员测 试或测试检测员和复试检测员同时进行测试。测试时，测试检测员或/ 和复试检测员同时在织物上任取五个测试区域，测得每一个测试区域内 的数值后，取数值的平均值为最终确定值。测试结果可由复试检测员进 行相同方法测试后比对确定。如差异在允许范围内则可通过。由上述单机截取的织物密度图像，也可连接其它显示介质放大显 示、图像储存、打印显示、投影显示。实施例二由数码织物密度检测仪连接计算机测试由一名测试检测员测试，也可采用测试检测员和复试检测员同时测试。计算机主机可选用P2以上的CPU。操作系统选用WINDOW 9X、 WIND0W2000、 WINDOW XP等。屏幕分辨率800X600以上。计算机主机 另需配有AV接口卡。操作时，将本发明创造单机上的AV输出口连接计 算机主机AV接口卡输入口。连接线选用常用屏蔽电缆线。计算机主机 开机后，在操作系统桌面上执行AV接口卡驱动软件。测试时，测试检 测员在织物上任取五个测试区域，测得每一个测试区域内的数值后，取 数值的平均值为最终确定值。测试结果可由复试检测员进行相同方法测 试后比对确定。如差异在允许范围内则可通过。数码织物密度检测仪单机和连接的计算机可在同室操作，也可将数 码织物密度检测仪单机和连接的计算机分置于不同的检测室，对需保存 的检测结果由计算机屏幕确定显示的织物密度图像可保存在计算机存 储器中。实施例三由数码织物密度检测仪连接计算机、打印机。由计算机 屏幕确定显示的织物密度图像，可通过连接打印机打印在纸质载体上， 作为检测报告文件附图或检测报告纸质文件存档档案。打印机可选用分辨率为600X600、 1200X 1200、 1200X2400彩色喷墨打印机或彩色激光打印机。纸质载体可选用80克复印纸，也可选用普通照片纸，光泽照片纸，高质量光泽照片纸、亚光纸、绘图纸、彩机纸等光泽照片纸。 实施例四由数码织物密度检测仪连接计算机、投影仪。由计算机屏幕确定显示的织物密度图像，通过投影仪可投影在屏布上，供多人分析研讨。也可用于产品鉴定会、教学演示等，适用于会场、教室等特殊场合。所需计算机、投影仪为常规规格。实施例五由数码织物密度检测仪连接计算机网络远程传输。由计算机屏幕确定显示的织物密度图像后，可通过计算机网络传输图像。计算机网络为ADSL、有线宽带或解制调解器传输各计算机终端。计算机网络远距离传输的图像可以是动态的即时测试情况，也可以是静态的测 试图像。实施例六由数码织物密度检测仪连接电视机。由数码织物密度检测仪单机截取的图像通过AV输出口连接电视机AV输入口 。连接线选用常用屏蔽电缆线，可供多人分析研讨，也可用于产品鉴定会、教学演示 等，适用于会场、教室等特殊场合。实施例七由数码织物密度检测仪单机在线测量织物密度。将由数 码织物密度检测仪单机放在织布机上，放大镜头对准织物，在横向移动 机构中的丝杠一端装上伺服电机，光学系统沿着直尺棱边左右移动由伺 服电机驱动代替手动调节螺母，并能远程控制伺服电机。将织物图像通过AV接口连接电视机，在线测量织物密度。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技 术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作 出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范 畴，应由各权利要求所限定。
权利要求
1. 一种数码织物密度检测仪，包括主机、设在主机前端且上端面上设有穿孔的托架、织物放大部件、CCD光电耦合器件、图像转换电路及显示装置，其特征在于，所述织物放大部件包括织物丈量器、具有放大镜头及摄像镜头的光学系统、横向传动机构及对焦机构，其中所述织物丈量器含有放大镜可截取的尺寸刻度的直尺，它设在托架的前方底部；所述放大镜头和摄像镜头以同一中心线依次从下向上设在一圆筒内并与织物丈量器边缘线垂直的方式设置在织物丈量器的上方；所述横向传动机构包括一设在托架前方的支架、一丝杠、一传动螺母及调节螺母，所述支架的后部纵向设有一螺孔及位于螺孔两旁并与螺孔平行设置的一对滑孔道，所述丝杠水平设置在该支架的前部，所述传动螺母套穿在丝杠上并与光学系统圆筒侧壁连接，所述调节螺母设在丝杠一端并位于支架外侧；所述对焦机构包括一对滑杆、一螺杆及位于螺杆头部的焦距调节旋钮，所述一对滑杆可移动地穿过支架上的滑孔道并固定在托架的上下端面，所述螺杆穿过托架上端面的穿孔与螺孔旋接，所述焦距调节旋钮设在螺杆露出托架上端面的头部，所述支架可沿滑杆上下移动；所述CCD光电耦合器件设在摄像镜头的上端；所述图像转换电路设置在主机内，它包括用于将CCD光电耦合器件上的模拟信号转换为显示屏接受的数字信号的模数转换芯片；所述显示装置为一通过转动支架连接在主机的上表面且中间设有一条垂直刻线的液晶显示屏，是由CCD光电耦合器件采集到的织物图像和直尺刻度图像通过图像转换电路转换后显示在显示屏上。
2. 根据权利要求l所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述主机侧 壁上设有用于将图像信号变成视频信号的AV输出接口 。
3. 根据权利要求2所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述AV输出接口可连接装有AV卡的计算机或电视机。
4. 根据权利要求l所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述织物放 大部件中还包括一围绕放大镜头设置的遮光罩及一设在放大镜头旁的照明灯。
5. 根据权利要求1至4所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述图 像转换电路还包括屏幕亮度调节电路、照明灯亮度调节电路及电量指示电路， 所述主机上表面位于液晶显示屏的后方设有屏幕亮度调节按钮、照明灯亮度调 节按钮及电量指示屏。
6. 根据权利要求l所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述主机侧 壁上还设有充电插口及电源开关。
7. 根据权利要求1所述的数码织物密度检测仪，其特征在于，所述横向传 动机构的调节螺母可由伺服电机代替。
8. —种如上述根据权利要求l所述的数码织物密度检测仪的测试方法，包括下列步骤首先，把织物平铺在平整的台面上；接着，将数码织物密度检测仪放置于织物上面，打开光学系统上的照明灯 使光源对着织物，调节摄像镜头的焦距、调节照明灯的亮度及调节显示屏的亮 度，以织物图像清晰为准；然后，将直尺的边缘线平行于非检测系统纱线，选择一根直尺上的刻度线 对准显示屏中间的刻线并使该刻线作为起点，旋转横向传动机构移动光学系 统，在规定的测量距离内计数纱线根数；最后，在织物上任取五个测试区域，重复上述测试步骤，将测得的一定长度内的纱线根数折算至10cm长度内的所纱线的根数并分别计算出经、炜密的 平均值，结果精确至0.1根/10cm。
9. 根据权利要求8所述的数码织物密度检测仪的测试方法，其特征在于， 当所述起点位于两根纱线中间，终点位于最后一根纱线上，不足0.25根的不计， 0.25 0.75根作0.5根计，0.75根以上作1根计；当显示屏中间的刻线横过织物时不能看清和计数所经过的每根纱线时，可 计数所经过的完全组织个数，通过织物组织分析或分解该织物，确定一个完全 组织中的纱线根数；测量距离内纱线根数-完全组织个数x—个完全组织中纱线根数+剩余纱线根数；
10.根据权利要求8所述的数码织物密度检测仪的测试方法，其特征在于， 所述焦距可通过对焦机构中的焦距调节旋钮调节，所述照明灯亮度可通过照明 灯亮度调节按钮调节，所述显示屏的亮度可通过屏幕亮度调节按钮调节。
全文摘要
本发明公开了一种数码织物密度检测仪及测试方法，该仪器包括主机、设在主机前端且上端面上设有穿孔的托架、织物放大部件、CCD光电耦合器件、图像转换电路及显示装置，该检测仪的测试方法，包括下列步骤首先，把织物平铺在平整的台面上；接着，将数码织物密度检测仪放置于织物上面，打开光学系统上的照明灯使光源对着织物；调节照明灯和显示屏的亮度，以织物图像清晰为准；然后，将直尺的边缘线平行于非检测系统纱线，选择一根直尺上的刻度线对准显示屏中间的刻线并使该刻线作为起点，旋转横向传动机构移动光学系统，在规定的测量距离内计数纱线根数；最后，在织物上任取五个测试区域，重复上述测试步骤，计算出经、纬密的平均值。
文档编号G01N21/84GK101256154SQ20071003780
公开日2008年9月3日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者周祯德, 张晓冬, 苏异钢 申请人:上海市纺织工业技术监督所