CN101021473A - 一种检测服装面料成分及含量的检测仪 - Google Patents

一种检测服装面料成分及含量的检测仪 Download PDF

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金尚忠
袁昆
朱周洪
王焱华
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Abstract

一种检测服装面料成分及含量的检测仪，其特征是该检测仪由近红外光源(1)、聚光镜(2)、积分球(3)、样品夹(4)、第一凹面镜(5)、光栅(6)、第二凹面镜(7)、阵列探测器(8)、PC机(9)组成，近红外光源(1)发出的近红外光经聚光镜(2)后成为平行光进入积分球(3)，在被夹持在样品夹(4)上的服装面料上产生漫反射，积分球(3)收集反映面料成分含量信息的漫反射光经过第一凹面镜(5)、光栅(6)、第二凹面镜(7)后，投射到阵列探测器(8)上，经电路放大、A/D转换及软件计算处理，测出服装面料的成分及含量。同现有技术比较，本发明的优点是：采用近红外检测技术进行服装面料成分及含量的检测仪，仪器结构简单，不破坏面料样品，检测结果重复性好，可用于样品在线检测。

Description

一种检测服装面料成分及含量的检测仪
技术领域
本发明涉及一种检测服装面料成分及含量的检测仪，尤其涉及近红外光谱分析技术，属于近红外检测领域。
背景技术
在服装面料领域，各国对服装面料均提出了严格的要求，特别是要求棉、麻、丝等天然纤维含量高的服装面料，要求明确成分、含量、密度、支数、自然克重等参数。目前常规的检测方法包括形态特征的鉴别和理化性质的鉴别。鉴别步骤，一般先确定大类，然后分出品种，而后再作进一步的验证。鉴别的方法有手感目测法、燃烧法、显微镜观察法、溶解法、药品着色法。在实际鉴别织物纤维时，常常需要使用多种方法，综合分析和研究以后得出结果。一般按如下进行：感官检测(手感目测)→密度称重→熔点鉴别→燃烧→溶解→显微。但存在如下缺陷：1)测试时，先要将面料拆散成纤维，过程复杂，劳动强度大，耗时多，测一个样品需几个小时甚至几天；2)精度不高；3)对环境有污染；4)不能在线检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种检测速度快，分析效率高，无污染，可在线检测，不破坏样品，测试重现性好的服装面料成分及含量的检测仪。
一种检测服装面料成分及含量的检测仪，其特征在于：该检测仪由近红外光源1、聚光镜2、积分球3、样品夹4、第一凹面镜5、光栅6、第二凹面镜7、阵列探测器8、PC机9组成，近红外光源1发出的近红外光经聚光镜2后成为平行光进入积分球3，在被夹持在样品夹4上的服装面料上产生漫反射，积分球3收集反映面料成分含量信息的漫反射光经过第一凹面镜5、光栅6、第二凹面镜7后，投射到阵列探测器8上，经电路放大、A/D转换及软件计算处理，PC机9得到近红外吸收光谱，利用在800nm～2300nm近红外波段内建立的面料数学模型，依据光谱吸光度测出面料的成分和含量；阵列探测器8采用硅阵列器件，或者铟镓砷阵列器件。
根据测得的近红外漫反射光谱，用多元校正法建立服装面料成分及含量与漫反射光谱的数学模型；所述的多元校正法采用多元线性回归法、主成分回归法、偏最小二乘回归法、人工神经网络法中的任意一种。
将具有代表性的面料样品，用基础理化方法测得其成分与含量，作为标准值。再用近红外分析装置对面料样品的光谱在近红外800nm～2300nm波段内采集样品的光谱吸光度数据，经过多次扫描，得到光谱吸光度平均值；将这些样品的成分含量和光谱吸光度数据对应存入计算机，形成标准数据库。通过数学方法将这些光谱数据和样品的成分含量进行回归分析，用多元校正方法建立一种定量的关系，形成标准数据的数学模型。再对待测样品进行测量时，由多次扫描待测样品，得到平均的光谱吸光度数据，与标准数学模型进行比对，计算出待测样品的成分含量，同时计算比对方差，据方差是否符合测量精度要求来判断结果的可靠性，从而获得检测结果。
同现有技术比较，本发明的优点是：采用近红外检测技术进行服装面料成分及含量的检测仪，仪器结构简单，不破坏面料样品，检测结果重复性好，可用于样品在线检测。
附图说明
图1为一种检测服装面料成分及含量的检测仪的结构示意图；
图2为服装面料光谱数据库建模的程序框图。
图3为服装面料成分含量检测的程序框图。
图4为实施例中的波长与吸光度的关系图。图中横坐标为波长，纵坐标为吸光度。
具体实施方式
实施例：
一种检测服装面料成分及含量的检测仪，其特征在于：该检测仪由近红外光源1、聚光镜2、积分球3、样品夹4、第一凹面镜5、光栅6、第二凹面镜7、阵列探测器8、PC机9组成，近红外光源1发出的近红外光经聚光镜2后成为平行光进入积分球3，在被夹持在样品夹4上的服装面料上产生漫反射，积分球3收集反映面料成分含量信息的漫反射光经过第一凹面镜5、光栅6、第二凹面镜7后，投射到阵列探测器8上，经电路放大、A/D转换及软件计算处理，PC机9得到近红外吸收光谱，利用在800nm～2300nm近红外波段内建立的面料数学模型，依据光谱吸光度测出面料的成分和含量。
样品为φ25mm的棉(含量78％)与涤纶(含量22％)交织的面料；分光光栅常数为1200线/mm；阵列探测器为铟镓砷阵列，256象元，采用建模波段900nm～1700nm。先将φ25mm的服装面料置于固定光路的样品夹上，测得服装面料的近红外漫反射吸收光谱，如图4所示，与标准数据库比对，可预测出服装面料的成分为棉与涤纶，含量为棉占76％，涤纶占22％，绝对误差不大于5％。
本检测仪的运行程序包括服装面料光谱数据库建模程序和服装面料成分含量检测程序。建模程序框图如图2所示，建模开始工作M1，输入代表性服装面料的成分及含量M2，测量代表性面料近红外吸收光谱M3，建立相应面料成分含量与光谱吸光度标准数据库M4，将光谱数据与成分含量进行回归分析M5，建立标准数据数学模型M6，建模结束M7。检测程序框图如图3所示，检测开始工作N1，测量待测面料近红外吸收光谱N2，与标准模型比对N3，计算比对方差N4，判断精度方差是否小于阈值N5，当精度方差小于阈值，则输出检测结果N6，否则重新测量面料光谱数据N2。

Claims (3)

1.一种检测服装面料成分及含量的检测仪，其特征在于：该检测仪由近红外光源(1)、聚光镜(2)、积分球(3)、样品夹(4)、第一凹面镜(5)、光栅(6)、第二凹面镜(7)、阵列探测器(8)、PC机(9)组成，近红外光源(1)发出的近红外光经聚光镜(2)后成为平行光进入积分球(3)，在被夹持在样品夹(4)上的服装面料上产生漫反射，积分球(3)收集反映面料成分含量信息的漫反射光经过第一凹面镜(5)、光栅(6)、第二凹面镜(7)后，投射到阵列探测器(8)上，经电路放大、A/D转换及软件计算处理，PC机(9)得到近红外吸收光谱，利用在800nm～2300nm近红外波段内建立的面料数学模型，依据光谱吸光度测出面料的成分和含量。
2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于：阵列探测器(8)采用硅阵列器件。
3.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于：阵列探测器(8)采用铟镓砷阵列器件。
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