CN109781574A - 一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用 - Google Patents

一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用 Download PDF

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李亮
胡泽栋
刘淑萍
耿长军
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Abstract

本发明提出一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用，解决了现有纺织品吸湿快干性能快速过程检测及评价的技术难题。包括工作台、图像采集中心和计算机终端，工作台包括电子天平和样品夹持平台，图像采集中心位于样品夹持平台正上方，电子天平位于样品夹持平台正下方，样品夹持平台为两个对称设置的夹持器，电子天平和图像采集中心均与计算机终端相连。本发明支持过程检测纺织品吸湿快干性能，可传输吸湿快干性能相关指标实时数据，且操作性强、数据可靠性高、应用价值广泛。

Description

一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用
技术领域
本发明涉及纺织品性能检测技术领域，特别是指一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用。
背景技术
随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，纺织品的功能性及舒适性成为较多消费者关注的焦点，纺织品的吸湿快干性能在户外运动方面显得尤为重要。近年来，国内及国际市场吸湿快干纺织品层出不穷，但对纺织品吸湿快干性能检测的装置及评价方法却止步不前。滴水扩散时间、芯吸高度、吸水率、蒸发速率、透湿量是目前评价纺织品吸湿快干性能的主要指标，测试较为复杂，且具有局限性。因此，一种纺织品吸湿快干性能快速过程检测装置及评价方法的提出尤为迫切。
发明内容
本发明提出一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置及其应用，解决了现有纺织品吸湿快干性能快速过程检测及评价的技术难题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置，包括工作台、图像采集中心和计算机终端，工作台包括电子天平和样品夹持平台，图像采集中心位于样品夹持平台正上方，电子天平位于样品夹持平台正下方，样品夹持平台为两个对称设置的夹持器，电子天平和图像采集中心均与计算机终端相连。
所述样品夹持平台为在圆盘设置两个夹持器，夹持器的尺寸为30mm×50mm×10mm，圆盘的直径为120mm。
所述计算机终端为普通计算机，图像采集中心为工业摄像机，其型号为：acA2500-14gm（BASLER）；工业摄像机位于样品夹持平台正上方，距离为200mm-1000mm。
所述电子天平的精度位数高于0.001。
所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，所述检测装置作为吸湿快干性能评价的应用。
包括以下步骤：
（1）将待测样品剪成100mm×50mm的长方形样品，并分别夹持在夹持器上；
（2）调整图像采集中心的高度至布面纹理清晰，然后用移液枪将水滴至工业摄像头正下方的布面上；
（3）通过图像采集中心和电子天平分别采集润湿面积和润湿距离，然后传入计算机终端经处理后，进行像素统计完成数据采集，输出过程数据，直到样品图像灰度差和重量差为0时，测试结束；
（4）以样品滴水扩散面积变化速率评价吸湿性能，样品润湿收缩面积变化速率与质量变化速率评价快干性能。
所述步骤（2）中滴水的量为10-15mL。
所述步骤（3）中润湿面积和润湿距离的采集由图像采集中心，按照250毫秒-400毫秒的时间间隔进行拍照。
所述步骤（3）中处理具体指将计算机收到的照片进行高斯滤波、归一化、二值化和形态学处理。
所述二值化的阈值为0.6-0.8。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明的样品夹持平台任务是支撑保持试样形态稳定，电子天平任务是实时测量样品质量变化数据，并传输于计算机终端；图像采集中心由工业摄像机采集液滴滴入试样后样品灰度差值形成的边界，输入计算机终端，计算液滴面积扩散速率及收缩速率；计算机终端记录并计算样品质量变化速率、液滴面积扩散速率及收缩速率，进而实现对纺织品吸湿快干性能过程检测及评价。
（2）本发明支持过程检测纺织品吸湿快干性能，可传输吸湿快干性能相关指标实时数据，且操作性强、数据可靠性高、应用价值广泛。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明过程检测装置的结构示意图。
图2为实施例1织物表面形态。
图3为实施例1织物上液态水的润湿区域图，其中a为湿润原图，b为处理后的润湿区域图像。
图4为实施例1织物上液态水的润湿区域物理量与时间的关系图，其中a为润湿面积，b为润湿距离。
图5为实施例1织物上液态水滴重量与时间的关系图。
图6为实施例2织物表面形态。
图7为实施例2织物上液态水的润湿区域图，其中a为湿润原图，b为处理后的润湿区域图像。
图8为实施例2织物上液态水的润湿区域物理量与时间的关系图，其中a为润湿面积，b为润湿距离。
图9为实施例2织物上液态水滴重量与时间的关系图。
图10为数据处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例的纺织品吸湿快干性能过程检测装置，评价纺织品吸湿快干性能的方法：
（1）将待测样品剪成100mm×50mm的长方形样品，并夹持于工作台上；
（2）调整图像采集中心的高度，布面纹理清晰即可；
（3）使用移液枪采集10mL水，并滴入工业摄像头正下方；
（4）样品重量变化信息由电子天平采集，并记录质量变化曲线；润湿面积和润湿距离由图像采集中心按照一定时间间隔（250毫秒）进行拍照，传入计算机终端，经高斯滤波、二值化和形态学处理后（见图10），进行像素统计完成数据采集，输出过程数据，直到样品图像灰度差和重量差为0时，测试结束；
（5）以样品最大润湿面积（包括所用时间和润湿铺展速度）、最大润湿距离（包括所用时间和水分传递速度）、表观干燥时间（润湿干燥周期）、干燥速度（重量干燥时间和重量干燥速度）等指标评价样品的吸湿快干性能。
最大润湿面积：液滴滴入样品后，铺展之最大的投影面积。
润湿铺展速度：液滴铺展至最大润湿面积与其所需时间比值，该值越小，润湿性能越好，吸湿快干性能越好。
最大润湿距离：液滴滴入样品后，分别在织物经、纬向铺展最大的边界长度，由经向最大润湿距离和纬向最大润湿距离构成。
水分传递速度：液滴在经或纬向铺展最大的边界长度与其所需时间比值，该值越小，润湿性能越好，吸湿性能越好。
表观干燥时间：液滴滴入样品后，样品表面从润湿到干燥所需的时间，时间越短，样品快干性能越好。
重量干燥时间：液滴滴入样品后，样品干燥所需的时间，该值越小，快干性能越好。
重量干燥速度：液滴滴入样品后，液滴重量与样品干燥所需时间的比值，该值越小，快干性能越好。
参照上述步骤对涤纶平纹织物（表面形态见图2）吸湿快干性能测试，织物特征见表1，湿润原图见图3a，处理后湿润区域图像见图3b；织物上液态水的润湿区域物理量与时间的关系见图4；织物上液态水滴重量与时间的关系见图5。
表1
测试结果：
最大润湿面积：64.818mm2，所用时间:179.5s，润湿铺展速度：0.36 mm2/s；
经向最大润湿距离：30.488mm，所用时间:162.25s，水分传输速度：0.19 mm/s；
纬向最大润湿距离： 4.609 mm，所用时间:590.5s，水分传输速度：0.008mm/s；
表观干燥时间（润湿干燥周期）：594s，重量干燥时间：2999s，重量干燥速度：0.0298mg/s。
实施例2
本实施例的纺织品吸湿快干性能过程检测装置，评价纺织品吸湿快干性能的方法：
（1）将待测样品剪成100mm×50mm的长方形样品，并夹持于工作台上；
（2）调整图像采集中心的高度，布面纹理清晰即可；
（3）使用移液枪采集15mL水，并滴入工业摄像头正下方；
（4）样品重量变化信息由电子天平采集，并记录质量变化曲线；润湿面积和润湿距离由图像采集中心按照一定时间间隔（400毫秒）进行拍照，传入计算机终端，经高斯滤波、二值化和形态学处理后，进行像素统计完成数据采集，输出过程数据，直到样品图像灰度差和重量差为0时，测试结束；
（5）以样品最大润湿面积（包括所用时间和润湿铺展速度）、最大润湿距离（包括所用时间和水分传递速度）、表观干燥时间（润湿干燥周期）、干燥速度（重量干燥时间和重量干燥速度）等指标评价样品的吸湿快干性能。
最大润湿面积：液滴滴入样品后，铺展之最大的投影面积。
润湿铺展速度：液滴铺展至最大润湿面积与其所需时间比值，该值越小，润湿性能越好，吸湿快干性能越好。
最大润湿距离：液滴滴入样品后，分别在织物经、纬向铺展最大的边界长度，由经向最大润湿距离和纬向最大润湿距离构成。
水分传递速度：液滴在经或纬向铺展最大的边界长度与其所需时间比值，该值越小，润湿性能越好，吸湿性能越好。
表观干燥时间：液滴滴入样品后，样品表面从润湿到干燥所需的时间，时间越短，样品快干性能越好。
重量干燥时间：液滴滴入样品后，样品干燥所需的时间，该值越小，快干性能越好。
重量干燥速度：液滴滴入样品后，液滴重量与样品干燥所需时间的比值，该值越小，快干性能越好。
参照上述步骤对涤纶平纹织物（表面形态见图6）吸湿快干性能测试，织物特征见表2，湿润原图见图7a，处理后湿润区域图像见图7b；织物上液态水的润湿区域物理量与时间的关系见图8；织物上液态水滴重量与时间的关系见图9。
表2
测试结果：
最大润湿面积：38.77mm2，所用时间：67s，润湿铺展速度：0.58 mm2/s；
经向最大润湿距离：10.01mm，所用时间：136s，水分传输速度：0.074 mm/s；
纬向最大润湿距离：6.15mm，所用时间：15.6s，水分传输速度：0.394 mm/s；
表观干燥时间（润湿干燥周期）：257s，重量干燥时间：2996s，重量干燥速度：0.0307mg/s。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种纺织品吸湿快干性能过程检测装置，其特征在于：包括工作台、图像采集中心和计算机终端，工作台包括电子天平和样品夹持平台，图像采集中心位于样品夹持平台正上方，电子天平位于样品夹持平台正下方，样品夹持平台为两个对称设置的夹持器，电子天平和图像采集中心均与计算机终端相连。
2.根据权利要求1所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置，其特征在于：所述样品夹持平台为在圆盘设置两个夹持器，夹持器的尺寸为30mm×50mm×10mm，圆盘的直径为120mm。
3.根据权利要求1所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置，其特征在于：所述计算机终端为普通计算机，图像采集中心为工业摄像机，工业摄像机位于样品夹持平台正上方，距离为200mm-1000mm。
4.根据权利要求2所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置，其特征在于：所述电子天平的精度位数高于0.001。
5.权利要求1-4任一项所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于：所述检测装置作为吸湿快干性能评价的应用。
6.根据权利要求5所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于包括以下步骤：
（1）将待测样品剪成100mm×50mm的长方形样品，并分别夹持在夹持器上；
（2）调整图像采集中心的高度至布面纹理清晰，然后用移液枪将水滴至工业摄像头正下方的布面上；
（3）通过图像采集中心和电子天平分别采集润湿面积和润湿距离，然后传入计算机终端经处理后，进行像素统计完成数据采集，输出过程数据，直到样品图像灰度差和重量差为0时，测试结束；
（4）以样品滴水扩散面积变化速率评价吸湿性能，样品润湿收缩面积变化速率与质量变化速率评价快干性能。
7.根据权利要求6所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于：所述步骤（2）中滴水的量为10-15mL。
8.根据权利要求6所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于：所述步骤（3）中润湿面积和润湿距离的采集由图像采集中心，按照250毫秒-400毫秒的时间间隔进行拍照。
9.根据权利要求6所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于：所述步骤（3）中处理具体指将计算机收到的照片进行高斯滤波、归一化、二值化和形态学处理。
10.根据权利要求9所述的纺织品吸湿快干性能过程检测装置的应用，其特征在于：所述二值化的阈值为0.6-0.8。
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