紡織品中纖維原位識別與含量自動分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、我國的山羊絨產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70％左右,是世界上第一大羊絨制品加工和出口國。山羊絨產(chǎn)量較低,世界每年羊絨產(chǎn)量約為15000-20000噸,約為羊毛總產(chǎn)量的1%,動物毛纖維總產(chǎn)量的0.2%。且價格高昂,2009年國內(nèi)山羊絨價格約為400-650元/公斤,是羊毛價格的十幾倍。同時又具有細長柔軟、富有光澤和輕質(zhì)保暖等特點,因而成為高價值纖維,羊絨纖維制品也成為貴重物品,這也使羊絨纖維成為仿冒混合的對象。其中,山羊絨與細羊毛在形態(tài)和理化性能上

2、都極為相似,故其間的混合仿冒就更為嚴重。目前已有國家強制性檢測標準(GB18267-2000),雖能有效地鑒別羊絨及測量羊絨含量,但是完全基于人工判別,不僅費時,而且精度較低。因此研究和開發(fā)一種針對山羊絨和羊毛產(chǎn)品的自動快速鑒別方法是解決這一難題的主要方式。
　　 山羊絨和羊毛的鑒別方法發(fā)展至今已經(jīng)有十幾種,涉及到物理、化學、生物、圖像處理等多個方面。其中能實現(xiàn)自動化的技術(shù)手段只有紅外光譜法、基因芯片法、圖像處理法三種。前兩種以

3、成分鑒別為原理,實用性差、取制樣困難、可靠性也差,且因系統(tǒng)及操作復雜等原因難以實現(xiàn)全自動化。通過光學顯微鏡和掃描電鏡獲得山羊絨和細羊毛的圖像,利用圖像處理的方法從圖像中提取特征參數(shù),借助分類模型可以完成對山羊絨和羊毛的自動鑒別。而只有光學顯微鏡能夠?qū)崿F(xiàn)試樣圖像的無損、快速采集,同時成本低、操作簡單,易于商業(yè)化普及。
　　 儀器的試樣機構(gòu)由加壓裝置、試樣槽、玻璃蓋板組成,在對試樣不造成破壞的前提下將試樣表面纖維限定在物鏡焦深范圍內(nèi)

4、,然后利用長工作距離物鏡來采集玻璃內(nèi)表面上的試樣圖像。
　　 儀器硬件和運行機構(gòu)精度較高、震動較小。試樣臺運行時,試樣上下起伏較小。物鏡因此采用消極調(diào)焦的方式。最終選擇自動光學檢測中的連續(xù)取像方式完成對試樣圖像的實時快速采集。在CCD連續(xù)拍攝的同時,試樣臺會沿‘s’型路徑自動運行,以此完成圖像連續(xù)采集。儀器最終實現(xiàn)快速、連續(xù)、實時、無損采集特定位置的纖維圖像。
　　 數(shù)字光學系統(tǒng)由長工作距離、大景深、高倍率物鏡、高曝光速

5、度CCD、反射照明裝胃組成。試樣加壓、試樣浸油、暗視場照明、消除眩光等途徑對圖像質(zhì)量有了明顯改善。照明裝置應采用大光圈、高亮度、遠距離、較小角度的投射形式,這可以使物鏡調(diào)節(jié)到高倍數(shù)時,視野呈現(xiàn)暗視場效果,并且能夠滿足目標的亮度要求和且使其亮度均勻。
　　 儀器圖像采集速度約在300-600張/分鐘,采樣速度大約在200-400根/分鐘。利用圖像處理的方法整體提取圖像中多根纖維的特征參數(shù),提高了處理速度。利用貝葉斯分類模型鑒別兩種