[发明专利]一种棉纤维多项细度指标测量方法

摘要

本发明公开一种棉纤维多项细度指标测量方法，包括以下步骤：按照GB/T6099‑2008的中腔胞壁对比法，取n根棉纤维制成试样，通过显微镜测量每根棉纤维的中腔宽度γ_i与壁厚δ_i；计算每根棉纤维的中腔胞壁比值，在GB/T6099‑2008的中查找相对应的成熟系数K_i；通过公式W_i＝γ_i+2δ_i计算棉纤维最大宽度W_i；根据回归模型y_i＝aK_i+b计算y_i；根据公式S_i＝y_i²W_i²计算每根棉纤维的胞壁面积S_i；根据公式φ_i＝(4S_i/π)^1/2计算每根棉纤维的有效直径φ_i；计算每根棉纤维的复原直径D_i；根据公式F_d＝C_fS计算得到棉纤维的线密度F_d；本发明通过对棉纤维截面图象的测量，得到相关参数，建立数学关系模型，再测量棉纤维成熟系数与棉纤维宽度，然后将它们代入数学模型中，求出纤维细度指标。

主权项

1.一种棉纤维多项细度指标测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按照GB/T 6099‑2008的中腔胞壁对比法，取n根棉纤维制成试样，通过显微镜测量每根棉纤维的中腔宽度γ_i与壁厚δ_i，i表示每根纤维的序号；S2、根据中腔宽度γ_i与壁厚δ_i计算每根棉纤维的中腔胞壁比值，在GB/T6099‑2008的中腔胞壁比值与成熟系数对照表中查找相对应的成熟系数K_i；通过公式W_i＝γ_i+2δ_i计算棉纤维最大宽度W_i；S3、根据回归模型y_i＝aK_i+b计算y_i，a、b为回归系数，a＝0.147，b＝0.295；所述回归模型按以下步骤建立：S3a、制作棉纤维切片，将棉纤维切片置于带CCD摄像头的显微镜，调出清晰图像，然后用摄像头抓取棉纤维截面的数字图像，并存于计算机中；S3b、将CCD图像中覆盖各种截面形态、成熟度的个体图像挑选出来得到合格的棉纤维截面样本图像，合格的棉纤维截面样本图像在200个以上；S3c、对棉纤维截面样本图像进行二值化处理，得到中腔像素点的值为0，胞壁像素点的值为1的二值图像，二值图像背景值为0；S3d、对二值图像进行扫描，扫描方向为从上至下、从左至右，首先会扫描到一个棉纤维截面图像的边缘像素，记住该像素的坐标；S3e、采用边缘搜索算法，沿着边缘搜索二值图像的所有边缘像素，并保存所有边缘像素的坐标；S3f、根据公式计算边缘周长L，公式中j为边缘像素的个数、m为像素标号、x_m为第m个边缘像素的x坐标、y_m为第m个边缘像素的y坐标；S3g、依据边缘像素坐标计算棉纤维最大宽度W，计算方法为任意两个边缘像素距离的最大值，即公式中m、m’＝1、2、3…j；将最大距离的两个像素点坐标记下，并以这两个点为端点，在对应的棉纤维截面图像上绘制直线，然后观察该直线是否为纤维有效的径向宽度，如果是，则保留；如果不是，则舍弃；S3h、采用种子填充算法，逐个将胞壁像素值由1改为0，直至一个截面中全部胞壁像素修改完毕，这些像素个数即为胞壁面积S_i；S3i、根据公式D_i＝L_i/2π、φ_i²＝4S_i/π、K_i＝20(2t_i/D_i‑1)/3、t_i＝(D_i‑d_i)/2、建立200个以上的棉纤维截面样本数据，公式中i为棉纤维截面的标号，D_i为复原直径、φ_i为有效直径、t_i为胞壁厚度，d_i可按公式4S_i＝πD_i²‑πd_i²求解；每个样本数据都包含外边缘周长、复原直径、胞壁面积、成熟系数、有效直径和最大宽度；S3j、根据棉纤维截面样本数据K_i、S_i与W_i，建立回归模型y_i＝aK_i+b；y_i的值由y_i²＝S_i/W_i²给出，a、b为回归系数，至此回归模型建立完毕；S4、根据公式S_i＝y_i²W_i²计算每根棉纤维的胞壁面积S_i；S5、根据公式φ_i＝(4S_i/π)^1/2计算每根棉纤维的有效直径φ_i；S6、根据公式计算每根棉纤维的复原直径D_i；S7、根据公式F_d＝C_fS计算得到棉纤维的线密度F_d，C_f为棉纤维体密度。