專利名稱：織物密度及其不勻率的測試方法
技術領域：
本發明涉及織物在單位長度內經(緯)紗根數-即經(緯)紗密度及其不勻率的測試方法。
現有方法是測試人員在專用放大鏡(密度鏡)下擰動螺桿逐根計數，測試長度50mm，然后換算成每100mm長度內的根數。近來也有仿制國外用透光的方法在投影儀下觀看計數，但它不適用于高密織物。以上兩種方法都無法測出密度不勻指標。
本發明的目的是研究一種利用光電檢測和顯示織物密度及其不勻的方法，供紡織企業和商檢部門使用。
本發明的目的是這樣實現的平行光束以一定角度從被測紗線的一側射在織物上，在每根被測紗線的另側形成陰影。織物的組織結構經過由柱面透鏡等組成的光學系統后被測紗線成象清晰，非被測紗線成象糊模，使原來經緯交織的一維結構(見
圖1a)轉換成明暗相間的一維條紋圖象(見圖1b)。經過電子掃描或機械掃描，該條紋逐根投射在光敏傳感器上形成光脈沖并轉變為電脈沖信號，再經過電子線路進行放大、整形、脈沖計數和數據處理即可自動顯示經緯紗密度、密度不勻以及同一批織物多點測試后的平均值、極大極小值、外不勻等等。
本發明的特點是利用光的反射成象原理，織物的厚薄稀密不會影響信號的采集;利用柱面透鏡一維放大(或縮小)原理，令非被測紗線沿透鏡的徑向排列，使多根紗線的成象聚焦成一條光斑(見圖1中的1、2、……n)，被測紗線在此光斑中形成明暗相間的條紋(見圖1中的1′、2′……n′)，因而平紋、斜紋和一般的縀紋組織都可適用;采用數字濾波及自動增益等技術，以明暗條紋的平均電壓作為脈沖信號整形時的基準電壓，同時深色織物表面涂抹白色以加強光的反射，消除織物色彩及反差不同對高低電平轉換的影響。
根據光學系統和掃描方式的不同，本發明可以有各種不同的實施方法，現舉例如下方式一 由兩組柱面透鏡組成光學系統以機械掃描方式形成光脈沖該方式的結構示意圖如圖2所示。電光源1由右方射在織物上，柱面透鏡2將局部織物的被測紗線直徑放大(長度不變)，在此基礎上與2成90°的柱面透鏡3將非被測紗線的直徑縮小，使多根紗線聚焦后通過狹縫4投射在光敏傳感器5上，狹縫的寬度小于最高紗支的直徑在傳感器上的投影。當電機6帶動1、2、3、4、5跨越一根根被測紗線橫向移動時，每移動一根紗線在5上即形成一個明暗交替的光脈沖，并轉換成電脈沖信號。該信號經過放大、整形輸入單片機的I/O口上即可采集脈沖個數和周期等數據，單位長度內的脈沖個數即紗線密度，脈沖周期的差異即密度不勻率。電機的啟停位置和方向由定位開關及邏輯電路控制，測試長度由光電開關或儀器下方的框孔嚴格控制。測試時只需將觀察鏡7的刻線對準被測紗線，按動按鈕，即可顯示測試結果，需時約二秒鐘左右。
方式二 由一組放大鏡頭和一組柱面透鏡組成光學系統采用機械掃描方式方式二與方式一的區別是用一般的球面放大鏡頭代替第一組透鏡(參看圖3)。先將局部范圍內的二維織物結構全面放大，再通過柱面透鏡，使多根非被測紗線聚焦。其余與方式一相同，這里不再贅述。
方式三 由一組縮微鏡頭和一組柱面透鏡組成光學系統采用電子掃描方式如圖4所示，平行光1由被測紗線一側投射在整個100mm長的被測織物表面，縮微鏡頭4將織物的二維組織結構全面縮小后再由柱面透鏡5將非被測紗線聚焦，最后在線陣攝象傳感器(CCD)6上成象，CCD上有數千(如2560)個排列成一行的象素，該象素由光敏二極管、MOS型場效應開關及移位寄存器組成。織物的一維條紋成象投射在光敏二極管上形成如圖5所示的明暗分布。圖中受光象素1電荷蓄積較多，未受光象素電荷較少，每隔一定時間對電荷進行串行變換即形成不同周期的脈沖信號，該信號輸入單片機中與方式一相仿也可計算和顯示各項結果。
本發明實施時應注意以下幾個關鍵1、光學系統應涂黑色消光柒以防止雜散光的干擾;2、裝配時應嚴格掌握觀察鏡刻線、柱面透鏡軸向、CCD線陣傳感器光素的排列方向或電動機傳動方向與經(緯)紗線的放置方向完全一致;3、采用框孔控制測試長度時，框孔的光線射入側應加工成坡口，以防止框孔厚度的陰影擋住被測紗線(見圖2的8和圖4中7);4、方式一、二還要求電機平穩，速度恒定，使采集的脈沖周期能表示相應的紗線之間距離;5、方式三沒有運動部件，但光學系統應消除象差或者在軟件中對有關象差進行修正。
本發明可代替人工數根數的傳統測試方法、提供了織物密度不勻的檢測手段。測試時只需將儀器的觀察鏡刻線對準被測紗線，按動按鍵，即可顯示測試結果。本發明可適用于一般織物結構的棉、化纖、麻、絲以及未拉毛的毛織物等等。針織物若能將紗圈對齊也可進行檢測。
權利要求
1.一種用光電自動檢測、顯示織物經(緯)密度其不勻的測試方法。現有技術為測試人員在密度鏡或投影儀下逐根觀看數單位長度內的紗線根數，無法測出不勻率指標。本發明的特征是A、利用柱面透鏡一維放大(或縮小)的原理使經緯交織的二維組織結構轉變為明暗相間的一維條紋圖象，可用以測試各種組織結構的織物；B、通過光敏感傳器和電子(或機械)掃描系統使一維條紋的明暗光斑轉變為光電脈沖信號，C、采用光的反射作用取得圖象，并用自動增益電路將電信號轉變為高低電平，該電平信號輸入單片機中進行處理即可顯示測試結果。
2.根據權利要求1所述的柱面透鏡其特征在于沿透鏡軸向排列的紗線其直徑大小不變，沿徑向排列的紗線其直可放大或縮小，通過此透鏡可以將十多根非被測紗線在光敏元件上聚焦成模糊的光斑而被測紗線保持清晰的明暗條紋，因而一般的平紋、斜紋、縀紋都可適用。
3.根據權利要求1所述的光的反射作用，其特征在于不采用透光方式，織物的厚度和密度都不致影響信號采集。
4.根據權利要求1所述的光電信號，其特征在于所采集的脈沖個數可代表紗線根數，每個脈沖的周期可代表紗線之間的距離，因而可計算密度及均方差……等指標。
5.根據權利要求1所述的自動增益電路其特征在于對信號整形時以明暗條紋的平均電壓作基準電壓，因而可消除織物色彩差異和反差不同對轉換高低電平的影響。
全文摘要
本發明涉及織物經(緯)紗密度及其不勻的測試方法。通過一套光學系統使織物的經紗(或緯紗)形成明暗相間的光斑，通過光敏傳感器以及電子或機械掃描等裝置，將每根紗線形成的光電脈沖個期及周期輸入單片機中進行處理即可顯示織物每100mm內的紗線根數及其不勻指標。在同一批織物上進行多處測試還可以顯示它們的平均值，極大極小值以及外不勻等等。測試時將儀器對準經緯紗方向，按動按鍵二秒鐘左右即可顯示測試結果。
文檔編號D06H3/08GK1058438SQ90109490
公開日1992年2月5日 申請日期1990年11月24日 優先權日1990年11月24日
發明者周愛琳, 黃為, 黃民, 邱黎輝, 姜一明, 周燕 申請人:周愛琳