专利名称：一种检测纱线质量和成分配比的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及长度、厚度及类似线性尺寸的计量及角度、面积、不规则的表面或轮廓的计量领域，又涉及采用光学方法计量物体移动时的直径，又涉及采用光学方法测量物体的色度，又涉及用电容法测量物体的成分构成，是一种检测纱线质量和成分配比的方法与装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种在线检测纱线质量和成分配比的方法，利用经一定纱速驱动的、保持一定张力的纱线置于传感器的视场中，在照明或电场下对感知的纱径及其质量信号传输至计算机，计算机对数据进行处理，然后输出纱线质量属性及显示纱线属性。其主要内容在于1.照明可见光对纱线被测部位的照明；2.可见光检测由CCD电荷耦合器件及相应的光学零部件检测装置配合纱速获取纱线可见光图像信息；3.色度探测由红绿兰色度传感器(R、G、B)及其相应光学部件组成色度检测装置，结合纱速获取纱线的色饱和度和色对比度、亮度等色度信息；4.电容检测在合适的电场中由电容检测装置获取有关与纱线配比及其纱径相关的电容值信息；5.图像、信号数据处理通过计算机获取的各检测装置送来的图像及信息数据进行技术处理，提供纱线的成分配比和其他质量属性的输出。
本发明采用的一种检测纱线质量和成分配比的装置所采取的技术方案是在纱线的合适间隔距离处分别安装有速度V1恒定装置及速度V2恒定装置，二者信号分别连至速度张力恒定控制器，速差张力恒定控制器又分别控制速度V1与V2恒定装置。速差张力恒定控制器把张力和速度V1与V2信息交互地传送至计算机。在两个速度V1与V2恒定装置之间的纱线段附近安装有电荷耦合器件及其相应的光学及照明部件、色度传感器(R、G、B)及其相应光学及照明部件、电容传感器及其相应部件，而纱线都位于这些检测装置的最佳被测位置上，其获取的相关信号经放大和模/数转换后输入计算机。计算机对各图像或数据进行处理成为纱线成分配比和其他质量属性参数后输出，或显示，或打印。
本发明的有益效果在于1.能反映纱线的纱径、颜色及其不均匀度。
2.对混纺纱线能反映其配比及配比变化。
3.能感知纱线中的杂质成分及其分布。
4.能通过计算机处理可仿真地显示用该纱线所织成的织物效果。反之，亦可从所需的图案指导纱线的着色处理。同理，纱线还可进行人为掺杂，使纱线不同位置带上对保健、医疗等有显效的介质，使其织物具有智能性的效果，为推出纺织新品提供了新技术。
5.能通过计算机对CCD电荷耦合器件、色度传感器和电容传感器采集的数据进行频谱分析，找出其周期性规律及其峰值，并指导纱线和织物的生产。
图2为本发明中计算机采集和处理数据流程框图。
图3为当织机幅宽接近或成倍接近纱线出现的线径上的周期性变化而造成织物成品出现的周期条纹。
图4为当织机幅宽与纱线出现的线径上的周期性变化无关时织物出现的非周期性条纹。
具体实施例方式本发明发明人推荐如下实施例。请参阅各附图
，本实施例是按本发明的发明内容中所明确的技术方案进行的。被测纱线1由速度V1恒定装置2及速度V2恒定装置3，二者在维持纱线1的一端速度为V1，另一端为V2，这样，纱线就维持在一定张力下运动，二者的速度信号输送至速差张力恒定控制器4，张力就计算出来了，速差张力恒定控制器4并返馈信号至二速度恒定器维持其纱线速度，且把纱线速度数据、张力数据输送至计算机11，计算机11在需要时也对速差张力恒定控制器4进行指令操作。在两个速度恒定装置之间的纱线段，分区设置三个检测装置，即电荷耦合器件5、色度传感器7和电容传感器9，三个检测装置之间相互进行隔离，以及阻断光、电信号的干扰。
所说的可见光检测，是由可见光照明，光经纱线透射，通过相应的光学零部件照射至CCD电荷耦合器件5上，获取纱线速度及可见图像信息，经放大和模/数变换6后输送至计算机11作统一数据处理。纱线制作过程中，往往出现周期性的线度上的有规律变化，当线径变化周期近似等于织机的工作参数，如幅宽时，可能会造成织品表面出现有规律的条纹，请参阅图3，造成成品的表观缺陷。以前是通过人工黑板和人工检测，而本发明使用CCD电荷耦合器件、色度传感器和电容传感器采样数据进行频谱分析，找出其周期性规律，选择合适织机以避开频谱峰值而造成织物表观缺陷，如图4所示，进而指导生产。
所说的色度检测是将纱线照明后，对纱线的反射光束进行测量的，通过其相应的光学零部件将由纱线反射过来的反射光传送至色度传感器(R、G、B)7上，获取纱线的速度和相关于色饱和度、色对比度和亮度等色度信息，经放大和模/数转换8后输送至计算机11进行统一数据处理。
所说的电容测试，是将纱线穿过电容传感器作匀速运动，而在合适的电场中由电容传感器9获取与纱线速度、配比、线径、杂质相关的电容值，经放大和模/数转换10后送至计算机11作统一数据处理。由于电容量的变化受线径与成分二者影响，是不易测准的，而本发明可通过CCD电荷耦合器件校正其线径对电容影响来进行修正。则电容变化就准确反映被测纱线的成分变化了。
计算机11先采集纱线传动速度V1和V2，在确定纱线的张力后，再采集纱线直径、色度和电容值，计算出色饱和度、色对比度、亮度、成分配比及杂质含量，然后输出被测纱线的直径、颜色、配比、杂质等纱线质量数据。
计算机11对CCD电荷耦合器件5输送来的图像信息，采用了一块图像采集卡，以二维数字图像的形式进行数据采集，然后进行图像识别和数据处理，以获得纱线的直径、疵点、棉结、不均匀度、毛羽等数据。计算机11对色度传感器(R、G、B)7送来的纱线色谱数据，进行红、绿、兰三主色分析处理，就能获得纱线的色饱和度、色对比度和亮度等数据。计算机11对电容传感器9传送来的有关线径和配比的信息进行处理，因为不含纱线的空气电容值是已知的，故由测得的电容数据和由CCD传感器测得的线径可反推出纱线的成分配比，而对于意外的介质常数的物质的介入，可推断出杂质含量。计算机11还能将被测纱线按一定规律所织成织物的效果仿真地显示出来。这实际上是计算机按编织规律将纱线位于某经纬点的色度及编织效果作一次显示处理而已。
本发明中计算机11采集和处理数据的流程是通过采集纱线V1与V2传动速度15，纱线张力确定16，采集纱线直径、色度、电容值17，计算色饱和度、对比度、亮度、成分配比、杂质18，输出被测纱线的直径、颜色、配比、杂质19。计算机还连有打印12、显示13和输入/输出接口14等装置。
权利要求
1.一种检测纱线质量和成分配比的方法，包括将一定纱速驱动的、保持一定张力的纱线置于传感器的视场中，在照明或电场下对感知的有关纱径及其质量信号传输至计算机，计算机对数据进行处理，然后输出信号或显示纱线属性，其特征在于(1.1)照明可见光对纱线被检测部位的照明；(1.2)可见光检测由CCD电荷耦合器件及相应的光学部件检测装置，配合纱速获取纱线二维图像信息；(1.3)色度探测由色度传感器(R、G、B)及其相应光学部件组成的色度检测装置，结合纱速获取色纱线的色饱和度、色对比度、亮度等信息；(1.4)电容检测在一定的电场中由电容检测装置获取与纱线配比和直径相关的电容值信息；(1.5)图像信号数据处理通过计算机获取的各检测装置的图像及信息数据进行技术处理，提供纱线的成分配比和其他质量属性并输出。
2.一种检测纱线质量和成分配比的装置，包括检测装置，特征识别软件，其特征在于(2.1)检测装置在纱线(1)的合适间隔距离处分别安装有速度V1恒定装置(2)及速度V2恒定装置(3)，二者信号分别连至速差张力恒定控制器(4)，速差张力恒定控制器(4)又分别控制速度V1恒定装置(2)和速度V2恒定装置(3)；速差张力恒定控制器(4)把张力和速度V1与V2信息交互传送至计算机(11)；在两个速度V1与V2恒定装置之间的纱线段附近安装有电荷耦合器件(5)及其相应的光学及照明部件、色度传感器(R、G、B)(7)及其相应光学及照明部件、电容传感器(9)及其相应部件，而纱线(1)都落在诸检测装置(5)、(7)、(9)的最佳被测位置上，其分别获取的相关信号经放大，模/数变换后输入计算机(11)；计算机(11)对各图像或数据进行处理为纱线的成分配比及其他质量参数后输出，或显示，或打印。
3.如权利要求1所述的一种检测纱线质量和成分配比的方法，其特征在于所说的图像信号数据处理后输出的纱线品质属性是直径、疵点、棉结、不均匀度、毛羽、杂质、混纺纱的配比，色泽及预示该纱织成织物的效果。
4.如权利要求1所述的一种检测纱线质量和成分配比的方法，其特征在于所说的计算机对图像、信号数据的处理程序是采集某段纱线传动速度V1与V2；确定纱线的张力；采集纱线直径、色度和电容值等数据；计算色饱和度、色对比度、亮度及成分配比或杂质；输出被测纱线的直径、颜色、配比、杂质等质量属性数据。
5.如权利要求1所述的一种检测纱线质量和成分配比的方法，其特征在于所说的计算机对CCD电荷耦合器件、色度传感器和电容传感器采集的数据进行频谱分析，找出其周期性规律及其峰值，并指导纱线和织物的生产。
全文摘要
本发明提供了一种检测纱线质量和成分配比的方法和装置，将以一定速度移动的、保持一定张力的纱线置于传感器的视场中，在照明或电场下通过CCD电荷耦合器件、色度传感器(R、G、B)、电容传感器对感知的有关纱线的质量数据传输至计算机进行处理，然后输出或显示有关纱线的诸如纱径、颜色、不均匀度、配比、含杂、疵点、棉结、毛羽等属性，还通过计算机仿真地显示用该纱线所织成的织物的效果，并且通过计算机对CCD电荷耦合器件、色度传感器和电容传感器采集的数据进行频谱分析，找出其周期性规律及其峰值，并指导纱线和织物的生产。
文档编号G01N21/25GK1403821SQ02136058
公开日2003年3月19日 申请日期2002年7月16日 优先权日2002年7月16日
发明者王汝笠, 孔繁金 申请人:上海奥达光电子科技有限公司