专利名称：一种生丝颣节电子检验方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种纺织纤维材料的光电检验方法及其測量装置，特别涉及一种用于生丝颡节检验的方法及其装置，属于纤维材料的光电检验技术领域。
背景技术：
生丝颡节可分为特大颡、大颡、中颡和小颡四种，长度大到几十毫米以上，小到2毫米以下。生丝颡节会在织绸过程中引起切断，还会在织物上产生显著的斑点，有损织物外观。因此颡节检验是生丝品质检验中不可缺少的项目。随着我国生丝检验标准向国际化发展的趋势，传统的人工黒板检验法因存在人的主观性影响大和检验速度慢等问题已很难跟上时代要求，丝绸行业迫切希望生丝颡节检验能够实现客观公正、高精度、高效率的电子检验。生丝颡节电子检测仪器按检测原理主要分为电容式、图像处理式、光电式三种。由于 电容器极板所形成的測量场的长度至少为8_，因此其采样长度要远大于生丝颡节电子检验Imm的标准；图像处理式颡节检测仪因需大量的样本參数作对照且图像分析耗时太长，所以还难以进入实质性应用阶段。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种能够实现闻精度、闻效率进行生丝颡节电子检验的方法及装置。实现本发明目的所采用的技术方案是提供一种生丝颡节电子检验装置，它包括光电测量系统、数据采集系统和处理系统；所述的光电测量系统包括两个均匀的平行光场，其中的一个为测量光场，另ー个为本底光场，对应的娃光电池分别接收入射光场；娃光电池的输出信号经差分放大电路处理后输入至数据采集系统，再经处理系统进行处理，所述的处理系统包括去除干扰模块和信号处理模块，去除干扰模块采用自适应相干模板法对采集到的信号在时域上进行处理，再采用三次样条插值拟合处理后，经信号处理模块得到生丝颡节的波形，记录颡节个数，判别生丝颡节类型，输出检验結果。所述的平行光场包括GaAs激光二极管和透镜。所述的硅光电池，其光接收面上粘贴ー钢片，钢片的中间开有ー个宽度为O. I O. 3mm的狭缝。ー种利用上述装置对生丝颡节进行电子检验的方法，包括如下步骤
(1)搭建两个均匀的平行光场，将待检生丝至于测量光场中，待检生丝沿平行光线的垂直方向运动；
(2)对应的娃光电池分别接收两个平行光线的光强信号；
(3)将两个硅光电池输出的电压信号进行差分放大处理后输入至数据采集系统；
(4)采集数据系统将信号输入到处理系统，采用自适应相干模板法对采集到的信号在时域上进行处理，再采用三次样条插值拟合处理，滤去干扰，得到生丝颡节的波形；记录颡节个数，判别生丝颡节类型，输出检验結果。
本发明的原理是两个同样的光源分别经透镜转换后形成两个均匀的平行光场，并照射到两个同样的硅光电池上，生丝以一定的速度垂直通过其中一个光场，其粗细不匀会使该光场中的硅光电池的光接收量不断变化，从而使其产生的电压不断变化。将两个硅光电池产生的电压信号经过差分后放大输出，通过数据采集卡将模拟电压信号转换为离散数字信号输入到计算机中，对信号进行处理后得到生丝颡节的波形，根据颡节波形判定其个数和种类并记录输出。与现有技术相比，本发明所述的技术方案具有以下明显的进步和优点。I、采用了高响应性的硅光电池作为光电转换元件，配合高采样率的数据采集卡，在生丝以较高速度运行时，可有效采集到生丝颡节波形进行判定，准确检验出颡节的个数和种类，使生丝颡节的检验更加高效、准确。2、构建两个平行，待检生丝只通过其中一个硅光电池的接收面上方，将两个硅光电池输出电压的差值作为传感器的输出电压，有利于消除本底噪声，能有效提高检测信号的精度。3、硅光电池的光接收面上粘贴有钢片，钢片上开有ー狭缝，能使硅光电池光接收面宽度不再由本生PN结区宽度决定而是由钢片狭缝的宽度决定，该采样宽度有效保证了生丝颡节的检测精度。4、采用对时域信号进行自适应相干模板法和三次样条插值拟合处理的方法，滤去エ频干扰、谐波干扰、高频干扰和白噪音等干扰，有效提高了信号采样精度，保证了颡节波形的不失真，提高了判定颡节个数和种类的准确性。 5、现有的颡节检验方法只能判定颡节的大小而不能判定种类，本发明提供的检验方法和装置能测得颡节波形，从而可进ー步判定颡节种类。6、本发明基于硅光电池的光电式方法因其优秀的响应性和光接收面积小，配合上虚拟仪器的采集技木，将特别适用于大小不同的生丝颡节的检验。
图I是本发明实施例提供的ー种生丝颡节检验装置光电检测系统的结构示意图； 图2是本发明实施例提供的ー种生丝颡节检验装置的差分放大电路原理 图3是本发明实施例提供的一个待检生丝颡节的实物图像；
图4是用本发明实施例提供的生丝颡节检验装置得到的待检生丝颡节的波形 其中，I和5、激光二极管；2和6、光学透镜；3、待检生丝；4和7、硅光电池；8、差分电路；9、一级放大电路；10、ニ级放大电路。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进ー步描述。实施例I
參见附图1，它是本实施例提供的ー种生丝颡节检验装置光电检测系统的结构示意图；激光二极管I发出的光经透镜2转换成平行光后照射到型硅光电池4上，激光二极管5发出的光经透镜6转换成平行光后照射到硅光电池7上，激光二极管I、透镜2、硅光电池4分别与激光二极管5、透镜6、硅光电池7相同。本实施例中采用GaAs激光二极管，其谱线宽度约25nm，可视为単色光，经过透镜聚集后，其光束发散度可达O. 5毫弧度，可认为是平行光；硅光电池型号为HPI-2C型，硅光电池的光接收面上粘贴ー钢片，钢片的中间开有ー个O. 2mm的狭縫，能使硅光电池光接收面宽度不再由本生PN结区宽度决定而是由钢片狭缝的宽度决定，该采样宽度有效保证了生丝颡节的检测精度。。待检生丝3垂直通过透镜2和硅光电池4之间的光场，生丝3的粗细不匀会使硅光电池4的光接收量不断变化，从而使其产生的电压不断变化。而透镜6与硅光电池7之间无生丝通过，硅光电池7只产生本生电压。參见附图2，它是本实施例提供的ー种生丝颡节检验装置的差分放大电路原理图；其中，差分电路8，一级放大电路9，ニ级放大电路10组成差分放大电路，图中①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧分别为运算放大器的8个引脚。硅光电池4与硅光电池7产生的电压信号经过差分电路8后输出的电压信号再经第一级放大电路9和第二级放大电路10进行信号放大。 经过差分和两级放大后的电压信号通过数据采集卡和采集程序进行采集。本实施例采用NI公司DAQCard-6024E数据采集卡。此采集卡采用PCMIA总线，12位采集精度，最高采样频率为200KHZ、16路模拟输入通道、2路模拟输出通道。采集程序基于LabVIEW语言编写，该程序的作用不单单是采集电压信号，而且还对采集到的电压信号在时域上使用自适应相干模板法进行处理以滤去エ频干扰和谐波干扰，并使用三次样条插值拟合处理以滤去高频干扰和白噪音，以保证获得能反映颡节形态的信号波形。同时，还设置根据信号波形自动判别生丝颡节的个数和种类功能。參见附图3，它是本实施例提供的一个用显微镜拍摄的待检生丝颡节的实物图像；当该颡节以2. 5m/s的速度通过透镜2和硅光电池4之间的光场时，利用本实施例提供的装置和检测方法，获得的该颡节的波形图參见附图4所示。根据图4所示的波形，准确判定颡节的种类。权利要求
1.一种生丝颡节电子检验装置，其特征在于它包括光电测量系统、数据采集系统和处理系统；所述的光电测量系统包括两个均勻的平行光场，其中的一个为测量光场，另ー个为本底光场，对应的娃光电池分别接收入射光场；娃光电池的输出信号经差分放大电路处理后输入至数据采集系统，再经处理系统进行处理，所述的处理系统包括去除干扰模块和信号处理模块，去除干扰模块采用自适应相干模板法对采集到的信号在时域上进行处理，再采用三次样条插值拟合处理后，经信号处理模块得到生丝颡节的波形，记录颡节个数，判别生丝颡节类型，输出检验結果。
2.根据权利要求I所述的ー种生丝颡节电子检验装置，其特征在于所述的平行光场包括GaAs激光二极管和透镜。
3.根据权利要求I所述的ー种生丝颡节电子检验装置，其特征在于所述的硅光电池，其光接收面上粘贴ー钢片，钢片的中间开有ー个宽度为O. I O. 3mm的狭缝。
4.一种如权利要求I所述的装置用于生丝颡节电子检验的方法，其特征在于包括如下步骤 (1)搭建两个均匀的平行光场，将待检生丝至于测量光场中，待检生丝沿平行光线的垂直方向运动； (2)对应的娃光电池分别接收两个平行光线的光强信号； (3)将两个硅光电池输出的电压信号进行差分放大处理后输入至数据采集系统； (4)采集数据系统将信号输入到处理系统，采用自适应相干模板法对采集到的信号在时域上进行处理，再采用三次样条插值拟合处理，滤去干扰，得到生丝颡节的波形；记录颡节个数，判别生丝颡节类型，输出检验結果。
全文摘要
本发明涉及一种生丝颣节电子检验方法及其装置。构建两个均匀的平行光场，其中的一个为测量光场，另一个为本底光场，对应的硅光电池接收入射光场；待检生丝以一定的速度垂直通过测量光场，其粗细不匀会引起光场中的硅光电池的光接收量的变化，从而产生电压的变化；将该电压输出信号经差分放大电路处理后输入至数据采集系统，采用自适应相干模板法对采集到的信号在时域上进行处理，再采用三次样条插值拟合处理，滤去干扰信号，得到生丝颣节的波形进行判断，输出检验结果。本发明采用了高响应性的硅光电池作为光电转换元件，在生丝以较高速度运行时，可有效采集到生丝颣节波形进行判定，使生丝颣节的检验更加高效、准确。
文档编号G01N15/00GK102680366SQ201210178489
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者孟凯, 徐昳荃, 肖坤楠 申请人:苏州大学