光电检测技术在纺织检测中的应用

【摘 要】本文简要阐述了光电检测技术的原理与特点,分析了纺织检测领域的发展历程及现状,并对光电检测技术在纺织检测领域中的应用现状及前景作了讨论.

【关 键 词】光电检测,CCD,异性纤维,并条

1.光电检测技术

检测技术在国民经济的各个行业中,起着举足轻重的作用.无论科学研究、产品质量及自动控制都需要检测.光电检测技术是各种检测技术中的重要组成部分.所谓光电检测系统是指对待测光学量或由非光学待测物理量转换成的光学量,通过光电变换和电路处理的方法进行检测的系统.

光电检测为非接触检测,具有无损检测、远距离、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、低廉、测量精度高等优越性,因而应用十分广泛,尤其在自动化生产,在生产过程的在线检测等方面起到重要作用.特别是近年来,各种新型光电探测器件的出现,以及电子技术和微电脑技术的发展,使光电检测系统的内容愈加丰富,应用越来越广,目前已渗透到几乎所有工业和科研部门,是当今检测技术发展的主要方向.

2.在纺织检测中的应用

随着纺织科技水平的发展,出现了许多新型纺织原料以及各种功能性纺织产品,并且全球经济一体化促使纺织工业的加工自动化水平的提高以及对产品的质量要求都对纺织检测技术提出了更高的要求.

光电检测技术具有无损检测、抗干扰能力强、受环境影响小、检测速度快、灵敏度高、电路简单、低廉、测量精度高等优越性,因此光电检测技术是纺织检测的一个重要方面.

2.1前纺工艺中异性纤维的检测与清除

在棉纺厂中,前纺棉花的洁净度是影响棉纱质量的重要因素之一.实际上,棉包在进入前纺车间前,常混有大量异性纤维,如毛发、羽毛、有色线头和绳头、麻类纤维、人造纤维,甚至还有有色碎布和缎带等.异性纤维混入棉纤维中参与纺织将影响纱线强力,织成布匹后不但影响成品外观,而且影响棉布的抗静电能力.目前纺织厂的处理方法是人工捡除,其缺点不言而喻.可以采用光电检测技术实现对异性纤维的检测和清除工作.棉包中的异性纤维颜色各异,检测装置应选用彩色线阵CCD传感器和特殊的光源来进行光电转换.为使异性纤维便于从棉花中发现,棉花应处于蓬松状态,并且棉块尺寸适中.

为此,该工艺应安排在抓棉机之后的输棉管中进行.具有快速成像能力的CCD传感器一旦发现棉块在某一方位上含有异性纤维,其输出信号经计算机处理后,立即发出指令启动快速阀门自动清除.意大利IOPTEX公司的SORTER、德国TRUTZSCHLER公司的棉结杂质检测装置NEPCONTROLNCT都成功的实现了棉花中异性纤维检测清除过程的全自动进行,无须工人参与,提高了劳动效率.另外,若能将CCD传感器自动检测并清除异性纤维的工序在棉花前纺和纱线络筒时共同配合使用,则效果更佳.纱线络筒时,高速彩色线阵CCD传感器发现纱线中含有异性纤维后,立即启动清纱器予以消除.

2.2织布车间的成品检验

织布车间的成品检验主要是检查织物的外观质量如：皱褶、疵点等都是评价织物外观质量的重要参数,并根据此参数来评定织物等级.

目前纺织厂中评价织物皱褶主要有两种方法：一种是利用Monsanto褶皱恢复仪测量织物的皱褶恢复角,另一种是利用AATCC实验法将褶皱样品与AATCC标样进行对比评级.

虽然这些方法不叫经济实惠,测量也简单,但由于是凭借人的主观及测量精度等问题,很容易因主观意识而误检,也容易因疲劳而漏检,使得测量结果误差较大.若检验工序采用光电检测技术不仅提高了检测效率而且可避免上述人工操作的缺点.在布面作外观质量检验时,布匹以一定的速度在验布台上移动,当布面上的疵点经过人工光源照射区时,所产生的漫反射光便投射到事先设置的CCD传感器上,只需对传感器输出的电信号进行计算机处理,便可发现疵点的大小、数量和性质并得出布匹所属的等级.当布匹连续出现同类性质的疵点时,还可以通过联网的计算机通知织布车间排除故障.另外,采用CCD-LDS激光位移探测器,可以不受织物颜色、花纹、以及表面色泽的影响来采集织物的信息并在计算机中进行处理,得到的测试精度完全能够满足对织物皱褶的性能的测试要求.

2.3工艺过程的在线检测与控制

纺织厂的整个生产流程中,许多工艺环节可以利用光点检测技术进行在线检测和控制,前纺车间中的并条工艺,并条以后,熟条的不匀率将直接影响其后续工艺中粗纱和细纱的质量.若将现行的检测手段改用CCD传感器,则可以取得更佳的效果,可以更精确地检测短片段的不匀率.CCD传感器输出信号经计算机处理后还能实时控制生条的喂入速度,以降低熟条的不匀率,间接地也为降低粗纱和细纱的CV值提供了有效保证.

Zellweger公司新推出的6580型纱疵测试条干仪,该仪器的主要工作原理是通过光电检测方式将纱线条干信号转换成相应的电信号,再在计算集中处理数据得到不错的结果.值得指出的是该仪器可将疵点按直内径和长度分成64种不同的类型,并且这些不同类型的长度和直径可以任意设定.这样在一定程度上该仪器包括了条干均匀度仪和纱疵分级仪的主要功能,断并具有更大的灵活性.其次,对特定的疵点可以进行分析.这些特点不仅为科研提供了更多更好的手段,而且对工厂也亏是非常实用的.USTER一4SX条干均匀度仪也采用新型光学传感器测试纱线毛羽、棉籽壳碎片、纱线形状和直径等参数,绘制各种图形.同时具备织物及黑白条纹的效果虚拟功能.

羊毛纤维直径的测定通常采用投影显微仪把纤维样品放大并投影,然后再手工测定.这种方法既费时,劳动强度又很大,然而瑞士Uste公司的OFDA纤维细度仪,采用CCD摄像技术,把经显微镜放大的纤维样品图像输人计算机,由计算机进行图像信息的处理,直接得出最终结果.该仪器能在50秒时间内测定2000-5000根纤维,不仅提高了测试速度,减轻了劳动强度,而且提高了测试的精度.

由此可见操作的自动化,测试结果的数字化、图像化以及检测数据的随机自动处理,已经逐步取代手感目测的传统检测方法,形成了现代纺织检测技术的鲜明特点.

3.结语

从国内外纺织检测技术的发展,可以看到现代科技为传统产业开辟了广泛的前景.过去纺织品主要靠手感目测赖检验,现在要求用先进的检测原理和方法来定量检测,因为手感目测会带来很大的主观性,不同的检测人员在判断上会有差异,同一检测人员在不同条件下或对不同产品的判断也会有差异,影响到工作的可靠性.利用光电检测技术不仅检测结果可靠、数据精确,而且对纺织生产过程的质量加以控制,不仅提升了纺织工业整体的自动化水平,而且提高了纺织产品的质量,增强了国际竞争力.