CN103499301B - 一种麻类纤维细度自动分析仪及其应用 - Google Patents

Abstract

一种麻类纤维细度自动分析仪及其应用，包括一光学显微镜、一装有图像采集模块的数码拍摄设备、一位于该光学显微镜目镜下方的载物平台、一用于控制光学显微镜及载物平台聚焦定位的控制盒、一装有显微控制模块并设置有信息处理程序的微型计算机、与微型计算机连接的显示器，其中数码拍摄设备安装在光学显微镜目镜位置，图像采集模块上装有图像自动捕获软件，数码拍摄设备与微型计算机进行数据传送，在载物平台的水平XY方向Z方向上分别设有步进电机，步进电机与控制盒电气连接。该分析仪可使麻纤维的细度指标如直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)的测定更加准确、快速。

Description

一种麻类纤维细度自动分析仪及其应用

技术领域：

本发明创造涉及一种能自动测定麻类纤维细度指标的分析仪，特别是能首次同时测定麻类纤维细度指标直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度均匀率(CV)自动分析仪。

背景技术

迄今纤维细度测定方法很多，显微投影仪法、气流仪法、激光细度仪法、声学法、显微图像法均只能测定纤维直径，其中，显微镜法和投影仪法都存在着劳动强度大、效率低的问题，一个样品的测量操作就要集中精力在显微镜下进行数百上千次的对准／记数操作，这种单调的大规模重复劳动极易引起眼部疲劳，由此引发的低效率及人为误差等问题也就在所难免。公开号为CN101806583A的发明专利公开了一种基于显微图像的纤维细度测量方法，该方法从显微图像中提取多个独立的纤维目标，并计算其细度，但该方法仍然具有测量不够快速、准确，过程复杂等缺点。中段切断称量法、振动法虽然可测定纤维公制支数与线密度，但测定效率低、人为误差大、重现性差。麻类纤维细度一般用纤维公制支数(N_m)与线密度(N_t)来表示，麻纤维的公制支数(N_m)与线密度(N_t)对麻类科研、纺织、生产利用方面更具指导意义。本研究通过理论分析和试验探讨，研制开发出能够快速、准确同时测定得到纤维直径(d)、公制支数(N_m)与线密度(N_t)等表征麻类纤维细度重要指标的专用新型自动化仪器一麻类纤维细度自动分析仪，为实现麻类纤维检测自动化，提升麻纤维细度的检测技术和水平，快速评定麻类纤维品质奠定了坚实基础。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种麻类纤维细度自动分析仪及其应用，直观准确、快速同时测定苎麻、黄麻、红麻、亚麻纤维等细度指标如直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)，填补了快速、准确测定麻类纤维细度技术与设备上的空白。

本发明创造的技术方案：

一种麻类纤维细度自动分析仪，包括一光学显微镜、一装有图像采集模块的数码拍摄设备、一位于该光学显微镜目镜下方的载物平台、一用于控制光学显微镜及载物平台聚焦定位的控制盒、一装有显微控制模块及麻类纤维信息处理程序的微型计算机、与微型计算机连接的显示器，其中数码拍摄设备安装在光学显微镜目镜位置，图像采集模块上装有图像自动捕获软件，数码拍摄设备与微型计算机进行数据传送，在载物平台的水平XY方向和光学显微镜的聚焦Z方向上分别设有步进电机，步进电机与控制盒电气连接。在检测过程中，通过控制盒控制的步进电机分别驱动载物平台做X-Y方向的移动和光学显微镜做Z方向的聚焦，其中载物平台的移动路线呈“弓”字状。

本发明还公开了一种采用麻类纤维细度自动分析仪测定纤维细度的方法，步骤包括：

(1)样片制作：在纤维切割器上切成1mm～2mm长的纤维碎末，把纤维碎末放入布样器，将洁净的合叶式方形玻片打开置于布样器下方，通过布样器的筛网使纤维均匀散布在方形玻片上，拿出样片并轻轻合上，待测；

(2)检测过程：将麻类纤维细度自动分析仪调至测试状态，把待测样片夹在的载物平台上，启动测量。通过控制盒控制的步进电机分别驱动载物平台做X-Y方向的移动和光学显微镜做Z方向的聚焦，其中载物平台的移动路线呈“弓”字状，这样尽可能增加测定纤维数量且避免重复测定，在聚焦及移动过程中，经光学显微镜放大后的纤维图像被数码拍摄设备中的图像采集模块采集，图像采集模块采集到的模拟图像信号经过图像模数转换装置转换成微型计算机可以识别的数字图像；

(3)检测结果：获得的纤维数字图像信息经麻类纤维专用软件实时同步处理，同时得出纤维细度指标直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)，并将各纤维段数据汇总到数据表中，数据表自动更新所有已测纤维的统计结果。

本发明创造的有益效果：本发明创造通过理论分析和试验探讨，研制开发出能够快速、准确同时测定得到纤维直径(d)、公制支数(N_m)与线密度(ρ_L)等表征麻类纤维细度重要指标的专用新型自动化仪器一麻类纤维细度自动分析仪。该仪器性能稳定、重现性好、检测误差小、准确度高，测定一个麻类纤维试样只需5min～6min，就可自动、快速、准确同时测定出纤维直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)。

麻类纤维细度自动分析仪首次将自动化、计算机软件、控制工程、图像信息处理等多种学科、多种技术融合为一体并综合运用到麻类纤维细度检测技术上，不仅具有重要的理论意义，对促进麻类检测技术进步，全面实现麻类纤维检测技术装备的自动化、提升麻纤维细度的检测技术和水平、快速评定麻类纤维品质奠定了坚实基础。

由麻类纤维细度自动分析仪快速、准确测定出的纤维细度指标特别是公制支数(N_m)与线密度(ρ_L)，为指导麻类科研与生产，麻类纤维产品准确定等及其在纺织加工中合理利用提供可靠依据。同时对推动麻类检测仪器的国产化、自动化，降低设备购置成本，提高检测效率，具有较大经济与社会效益。

附图说明：

图1是麻类纤维细度自动分析仪原理框图；

图2是载物平台移动路线图；

图3是采用麻类纤维细度自动分析仪测定纤维细度的方法流程图；

图4是麻类纤维细度算法软件总流程图；

图5A、B是麻类纤维细度算法预处理软件流程图；

图6A、B是麻类纤维细度算法图像信息提取软件流程图；

图7A、B麻类纤维识别与细度测量软件流程图。

具体实施方式：

现结合附图将本发明做进一步的说明。

参照附图1可以看到，本发明麻类纤维细度自动分析仪的主要部件包括一光学显微镜、一装有图像采集模块的数码拍摄设备、一位于该光学显微镜目镜下方的载物平台、一用于控制光学显微镜及载物平台聚焦定位的控制盒、一装有显微控制模块的微型计算机、与微型计算机连接的显示器及设置于微型计算机内的麻类纤维信息处理程序，其中数码拍摄设备安装在光学显微镜目镜位置，图像采集模块上装有图像自动捕获软件，数码拍摄设备与微型计算机进行数据传送，在载物平台的水平XY方向和光学显微镜的聚焦Z方向上分别设有步进电机，步进电机与控制盒电气连接。

样品制作过程中，在纤维切割器上切成1mm～2mm长的纤维碎末，把纤维碎末放入布样器，将洁净的合叶式方形玻片打开置于布样器下方，通过布样器的筛网使纤维均匀散布在方形玻片上，拿出样片并轻轻合上，待测。

参照图1-3，可以看到麻类纤维细度的检测过程：将麻类纤维细度自动分析仪调至测试状态，把待测样片夹在的载物平台上，启动测量；通过控制盒控制的步进电机分别驱动载物平台做X-Y方向的移动和光学显微镜做Z方向的聚焦，其中载物平台的移动路线呈“弓”字状，这样尽可能增加测定纤维数量且避免重复测定，在聚焦及移动过程中，经光学显微镜放大后的纤维图像被数码拍摄设备中的图像采集模块采集，图像采集模块采集到的模拟图像信号经过图像模数转换装置转换成微型计算机可以识别的数字图像。

随后对检测到的结果进行处理，参照图4-7所示的细度算法的软件流程图，对获得的纤维数字图像信息经麻类纤维专用软件实时同步处理，同时得出纤维细度指标直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)，并将各纤维段数据汇总到数据表中，数据表自动更新所有已测纤维的统计结果。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种采用麻类纤维细度自动分析仪测定纤维细度的方法，其特征在于：

所述麻类纤维细度自动分析仪，包括一光学显微镜、一装有图像采集模块的数码拍摄设备、一位于该光学显微镜目镜下方的载物平台、一用于控制光学显微镜及载物平台聚焦定位的控制盒、一装有显微控制模块及麻类纤维信息处理程序的微型计算机、与微型计算机连接的显示器，其中数码拍摄设备安装在光学显微镜目镜位置，图像采集模块上装有图像自动捕获软件，数码拍摄设备与微型计算机进行数据传送，在载物平台的水平XY方向和光学显微镜的聚焦Z方向上分别设有步进电机，步进电机与控制盒电气连接，检测过程中，通过控制盒控制的步进电机分别驱动载物平台做X-Y方向的移动和光学显微镜做Z方向的聚焦，其中载物平台的移动路线呈“弓”字状；

所述采用麻类纤维细度自动分析仪测定纤维细度的方法包括如下步骤：

(1)样片制作：在纤维切割器上切成1mm～2mm长的纤维碎末，把纤维碎末放入布样器，将洁净的合叶式方形玻片打开置于布样器下方，通过布样器的筛网使纤维均匀散布在方形玻片上，拿出样片并轻轻合上，待测；

(2)检测过程：将麻类纤维细度自动分析仪调至测试状态，把待测样片夹在的载物平台上，启动测量；通过控制盒控制的步进电机分别驱动载物平台做X-Y方向的移动和光学显微镜做Z方向的聚焦，其中载物平台的移动路线呈“弓”字状，在聚焦及移动过程中，经光学显微镜放大后的纤维图像被数码拍摄设备中的图像采集模块采集，图像采集模块采集到的模拟图像信号经过图像模数转换装置转换成微型计算机可以识别的数字图像；

(3)检测结果：获得的纤维数字图像信息经麻类纤维专用软件实时同步处理，同时得出纤维细度指标直径(d)、公制支数(N_m)、线密度(ρ_L)及其细度不匀率(CV)，并将各纤维段数据汇总到数据表中，数据表自动更新所有已测纤维的统计结果。