[发明专利]织物密度及其不匀率的测试方法

说明书

本发明涉及织物在单位长度内经（纬）纱根数-即经（纬）纱密度及其不匀率的测试方法。

现有方法是测试人员在专用放大镜（密度镜）下拧动螺杆逐根计数，测试长度50mm，然后换算成每100mm长度内的根数。近来也有仿制国外用透光的方法在投影仪下观看计数，但它不适用于高密织物。以上两种方法都无法测出密度不匀指标。

本发明的目的是研究一种利用光电检测和显示织物密度及其不匀的方法，供纺织企业和商检部门使用。

本发明的目的是这样实现的：平行光束以一定角度从被测纱线的一侧射在织物上，在每根被测纱线的另侧形成阴影。织物的组织结构经过由柱面透镜等组成的光学系统后被测纱线成象清晰，非被测纱线成象糊模，使原来经纬交织的一维结构（见图1a）转换成明暗相间的一维条纹图象（见图1b）。经过电子扫描或机械扫描，该条纹逐根投射在光敏传感器上形成光脉冲并转变为电脉冲信号，再经过电子线路进行放大、整形、脉冲计数和数据处理即可自动显示经纬纱密度、密度不匀以及同一批织物多点测试后的平均值、极大极小值、外不匀等等。

本发明的特点是：利用光的反射成象原理，织物的厚薄稀密不会影响信号的采集;利用柱面透镜一维放大（或缩小）原理，令非被测纱线沿透镜的径向排列，使多根纱线的成象聚焦成一条光斑（见图1中的1、2、……n），被测纱线在此光斑中形成明暗相间的条纹（见图1中的1′、2′……n′），因而平纹、斜纹和一般的縀纹组织都可适用;采用数字滤波及自动增益等技术，以明暗条纹的平均电压作为脉冲信号整形时的基准电压，同时深色织物表面涂抹白色以加强光的反射，消除织物色彩及反差不同对高低电平转换的影响。

根据光学系统和扫描方式的不同，本发明可以有各种不同的实施方法，现举例如下：

方式一  由两组柱面透镜组成光学系统以机械扫描方式形成光脉冲

该方式的结构示意图如图2所示。电光源1由右方射在织物上，柱面透镜2将局部织物的被测纱线直径放大（长度不变），在此基础上与2成90°的柱面透镜3将非被测纱线的直径缩小，使多根纱线聚焦后通过狭缝4投射在光敏传感器5上，狭缝的宽度小于最高纱支的直径在传感器上的投影。当电机6带动1、2、3、4、5跨越一根根被测纱线横向移动时，每移动一根纱线在5上即形成一个明暗交替的光脉冲，并转换成电脉冲信号。该信号经过放大、整形输入单片机的I/O口上即可采集脉冲个数和周期等数据，单位长度内的脉冲个数即纱线密度，脉冲周期的差异即密度不匀率。电机的启停位置和方向由定位开关及逻辑电路控制，测试长度由光电开关或仪器下方的框孔严格控制。测试时只需将观察镜7的刻线对准被测纱线，按动按钮，即可显示测试结果，需时约二秒钟左右。

方式二  由一组放大镜头和一组柱面透镜组成光学系统采用机械扫描方式

方式二与方式一的区别是用一般的球面放大镜头代替第一组透镜（参看图3）。先将局部范围内的二维织物结构全面放大，再通过柱面透镜，使多根非被测纱线聚焦。其余与方式一相同，这里不再赘述。

方式三  由一组缩微镜头和一组柱面透镜组成光学系统采用电子扫描方式

如图4所示，平行光1由被测纱线一侧投射在整个100mm长的被测织物表面，缩微镜头4将织物的二维组织结构全面缩小后再由柱面透镜5将非被测纱线聚焦，最后在线阵摄象传感器（CCD）6上成象，CCD上有数千（如2560）个排列成一行的象素，该象素由光敏二极管、MOS型场效应开关及移位寄存器组成。织物的一维条纹成象投射在光敏二极管上形成如图5所示的明暗分布。图中受光象素1电荷蓄积较多，未受光象素电荷较少，每隔一定时间对电荷进行串行变换即形成不同周期的脉冲信号，该信号输入单片机中与方式一相仿也可计算和显示各项结果。

本发明实施时应注意以下几个关键：1、光学系统应涂黑色消光柒以防止杂散光的干扰;2、装配时应严格掌握观察镜刻线、柱面透镜轴向、CCD线阵传感器光素的排列方向或电动机传动方向与经（纬）纱线的放置方向完全一致;3、采用框孔控制测试长度时，框孔的光线射入侧应加工成坡口，以防止框孔厚度的阴影挡住被测纱线（见图2的8和图4中7）;4、方式一、二还要求电机平稳，速度恒定，使采集的脉冲周期能表示相应的纱线之间距离;5、方式三没有运动部件，但光学系统应消除象差或者在软件中对有关象差进行修正。

本发明可代替人工数根数的传统测试方法、提供了织物密度不匀的检测手段。测试时只需将仪器的观察镜刻线对准被测纱线，按动按键，即可显示测试结果。本发明可适用于一般织物结构的棉、化纤、麻、丝以及未拉毛的毛织物等等。针织物若能将纱圈对齐也可进行检测。