CN113029860B - 一种纱线条干均匀度检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纱线条干均匀度检测方法，属于纱线检测技术领域，包括纱线条干均匀度联合测量、纱线采样方法和信号处理与评价。本发明基于纱线条干均匀度联合测量原理，通过统一样本采样尺度，保证了不同测量参数统计指标的准确性，得出纱线线密度与直径信号函数，进而计算出CV(m)和CV(d)，CV(m)代表纱线线密度的变化，与纱线的力学性能密切相关；CV(d)代表纱线线密度的变化，与纱线的外观质量密切相关，二者从不同的侧面评价了纱线条干均匀度，实现了纱线条干均匀度的全面评价。

Description

一种纱线条干均匀度检测方法
技术领域
本发明属于纱线检测技术领域，尤其是涉及一种纱线条干均匀度检测方法。
背景技术
纱线条干均匀度是评价纱线质量的重要指标，其检测方法通常有电容法和光电法两种，电容法由于温湿度对传感器的影响大，不适应纱线在线检测，但是电容法广泛应用于瑞士乌斯特公司实验室条干检测仪器；光电法通通常运用CCD技术测量纱线直径与毛羽，但是其图像处理与数据计算时间比较长。电容法和光电法分别测量纱线线密度与外观直径，间接反映了纱线的力学性能和外观质量，不能全面反映纱线的质量。现有的条干仪配置不同类型与规格的传感器，分别测量不同纱线条干指标，评价指标不够全面，缺乏随对不同测量指标关联性的研究。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种全面评价纱线条干均匀度的纱线条干均匀度检测方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种纱线条干均匀度检测方法，包括以下步骤：
步骤一，纱线条干均匀度联合测量方法：纱线在牵引辊与加压辊的作用下以一定的速度v匀速依次通过电容传感器和光电传感器，所述牵引辊上安装旋转编码器，监测纱线的运行速度并记录纱线的运行长度；
纱线通过电容传感器时引起平行极板间介电常数的变化，进而引起电流/电压信号变化，将纱线通过平行电容极板引起的电压信号经过放大器、A/D转换器和延迟环节获得纱线条干线密度质量信号m；延迟环节的延迟时间t＝L/v，其中L为电容传感器与光电传感器中心的距离；纱线条干线密度质量信号m存储于信号处理器中；
所述光电传感器包括半导体激光光源、线阵CMOS接收器和图像采集卡，纱线通过光电传感器时遮挡线阵CMOS接收器像素单元的收光面积，通过图像采集卡获得纱线直径d的信号并存储于信号处理器中；
当纱线通过电容极板中心的长度为L时，脉冲信号触发器驱动图像采集卡工作，即光电传感器的样本采样时间要晚于电容传感器的采样时间，且t＝L/v。
步骤二，纱线采样方法：由于电容传感器与光电传感器测量头尺度不一致，为保证不同测量参数统计指标的准确性，故在进行纱线条干变异系数计算前要统一样本采样尺度，
根据样本的采样需求，采样长度L＝nh，n为正整数，h为传感器测量头的长度；假定电容传感器测量头长度为hm，光电传感器测量头长度为hd，且hm＝k hd，k为正整数，则具有相同尺度的采样长度L＝nhm＝nk hd，其采样函数为
Figure BDA0002962623880000021
式中：fm(l)和fd(l)分别为纱线线密度与直径轴向密度函数；Fm(l)和Fd(l)分别为纱线线密度与直径信号函数。
步骤三，信号处理与评价：将处理后数据存储于信号处理器中，并分别计算纱线条干均匀度的统计评价指标，其变异系数的计算方法为：
Figure BDA0002962623880000022
式中CV(m)和CV(d)分别代表纱线条干质量变异系数与直径变异系数。
CV(m)代表纱线线密度的变化，与纱线的力学性能密切相关；CV(d)代表纱线线密度的变化，与纱线的外观质量密切相关，二者从不同的侧面评价了纱线条干均匀度，
为了全面评价纱线条干均匀度，建立CV(m)和CV(d)线性关系转换模型
CV(m)＝K·CV(d)+C
式中：K为斜率，C为常数，
对于不同的纱线，根据需要调用纱线编译系数转换器完成质量变异系数与直径变异系数的转换。假定质量变异系数与直径变异系数的测量统计值分别为CV1(m)和CV1(d)，经过变异系数转换器转换的变异系数分别为CV2(m)和CV2(d)，则系数计算为：
Figure BDA0002962623880000031
或
Figure BDA0002962623880000032
质量变异系数CV(m)和直径变异系数CV(d)的综合评价为：
Figure BDA0002962623880000033
由于采用上述技术方案，本发明基于纱线条干均匀度联合测量原理，通过统一样本采样尺度，保证了不同测量参数统计指标的准确性，得出纱线线密度与直径信号函数，进而计算出CV(m)和CV(d)，CV(m)代表纱线线密度的变化，与纱线的力学性能密切相关；CV(d)代表纱线线密度的变化，与纱线的外观质量密切相关，二者从不同的侧面评价了纱线条干均匀度，实现了纱线条干均匀度的全面评价。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1是本发明纱线条干均匀度联合测量原理图
图2是本发明非重叠等间隔连续采样原理图
图3是本发明变异系数线性拟合关系图
图中：
1、纱线 2、电容传感器 3、放大器
4、A/D转换器 5、延迟环节 6、纱线质量信号
7、变异系数转换器 8、激光光源 9、线阵CMOS接收器
10、图像采集卡 11、纱线直径信号 12、加压辊
13、牵引辊 14、旋转编码器 15、脉冲信号触发器
16、信号处理器
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
如图1至图3所示，
一种纱线条干均匀度检测方法，包括以下步骤：
步骤一，纱线条干均匀度联合测量方法：纱线1在牵引辊13与加压辊12的作用下以一定的速度v匀速依次通过电容传感器2和光电传感器，牵引辊13上安装旋转编码器14，监测纱线1的运行速度并记录纱线的运行长度；
纱线1通过电容传感器2时引起平行极板间介电常数的变化，进而引起电流/电压信号变化，将纱线1通过平行电容极板引起的电压信号经过放大器3、A/D转换器4和延迟环节5获得纱线条干线密度质量信号m；延迟环节5的延迟时间t＝L/v，其中L为电容传感器2与光电传感器中心的距离；纱线条干线密度质量信号m存储于信号处理器16中；
光电传感器包括半导体激光光源8、线阵CMOS接收器9和图像采集卡10，纱线1通过光电传感器时遮挡线阵CMOS接收器9像素单元的收光面积，通过图像采集卡10获得纱线1直径d的信号并存储于信号处理器16中；
当纱线1通过电容极板中心的长度为L时，脉冲信号触发器15驱动图像采集卡10工作，即光电传感器的样本采样时间要晚于电容传感器的采样时间，且t＝L/v。
步骤二，纱线采样方法：由于电容传感器2与光电传感器测量头尺度不一致(通常电容传感器最小测量头长度为8mm，光电传感器的测量头长度约为0.5mm)，为保证不同测量参数统计指标的准确性，故在进行纱线条干变异系数计算前要统一样本采样尺度，
如图2示出不同测量尺度的采样方法，根据样本的采样需求，采样长度L＝nh，n为正整数，h为传感器测量头的长度；假定电容传感器测量头长度为hm，光电传感器测量头长度为hd，且hm＝khd，k为正整数，则具有相同尺度的采样长度L＝nhm＝nk hd，其采样函数为
Figure BDA0002962623880000051
式中：fm(l)和fd(l)分别为纱线线密度与直径轴向密度函数；Fm(l)和Fd(l)分别为纱线线密度与直径信号函数。
步骤三，信号处理与评价：将处理后数据存储于信号处理器16中，并分别计算纱线条干均匀度的统计评价指标，其变异系数的计算方法为：
Figure BDA0002962623880000052
式中CV(m)和CV(d)分别代表纱线条干质量变异系数与直径变异系数。
CV(m)代表纱线线密度的变化，与纱线的力学性能密切相关；CV(d)代表纱线线密度的变化，与纱线的外观质量密切相关，二者从不同的侧面评价了纱线条干均匀度，
为了全面评价纱线条干均匀度，建立CV(m)和CV(d)线性关系转换模型
CV(m)＝K·CV(d)+C
式中：K为斜率，C为常数，
对于不同的纱线，根据需要调用纱线编译系数转换器完成质量变异系数与直径变异系数的转换。假定质量变异系数与直径变异系数的测量统计值分别为CV1(m)和CV1(d)，经过变异系数转换器转换的变异系数分别为CV2(m)和CV2(d)，则系数计算为：
Figure BDA0002962623880000053
或
Figure BDA0002962623880000061
质量变异系数CV(m)和直径变异系数CV(d)的综合评价为：
Figure BDA0002962623880000062
变异系数转换器配置参数如表1所示，
表1变异系数转换器配置参数表
纱线代码 K H 纱线代码 K H
C1 0.8184 1.7258 T2 3.3889 -35.883
C2 0.8904 -0.3325 TC1 0.6265 6.2877
C3 0.6315 5.6827 TC2 0.6482 6.1738
C3 0.784 2.583 TC3 2.2913 -15.519
C4 0.9572 -1.4509 TC4 1.9783 -13.773
C4 5.2983 -55.997 TC5 1.4551 -9.8771
C5 0.9872 -1.2862 TC5 1.119 -1.7669
C6 1.0814 -3.1611 TC6 1.2615 -4.2521
C7 0.7683 3.2128 TV1 -3.6218 63.738
C8 1.7651 -12.344 TV2 -2.9561 59.625
C9 0.8898 -0.2639 V1 0.6347 3.6495
C10 0.8146 2.0405 V2 0.6473 3.5733
C11 0.9848 1.1237 W1 1.0957 0.5198
T1 2.4689 -18.108 W2 1.3999 -5.4188
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.一种纱线条干均匀度检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，纱线条干均匀度联合测量方法：纱线在牵引辊与加压辊的作用下以速度v匀速依次通过电容传感器和光电传感器；
所述纱线通过电容传感器的平行电容极板引起的电压信号经过放大器、A/D转换器和延迟环节获得纱线条干线密度质量信号m；延迟环节的延迟时间t＝LC/v，其中LC为电容传感器与光电传感器中心的距离；纱线条干线密度质量信号m存储于信号处理器中；
所述纱线通过光电传感器时遮挡线阵CMOS接收器像素单元的收光面积，通过图像采集卡获得纱线直径d的信号并存储于信号处理器中；
步骤二，纱线采样方法：为保证不同测量参数统计指标的准确性，在进行纱线条干变异系数计算前统一样本采样尺度，
根据样本的采样需求，采样长度L＝nh，n为正整数，h为传感器测量头的长度；假定电容传感器测量头长度为hm，光电传感器测量头长度为hd，且hm＝k hd，k为正整数，则具有相同尺度的采样长度L＝nhm＝nk hd，其采样函数为
Figure FDA0003511292930000011
式中：fm(l)和fd(l)分别为纱线线密度与直径轴向密度函数；Fm(l)和Fd(l)分别为纱线线密度与直径信号函数；
步骤三，信号处理与评价：将处理后数据存储于信号处理器中，并分别计算纱线条干均匀度的统计评价指标，其变异系数的计算方法为：
Figure FDA0003511292930000012
式中CV(m)和CV(d)分别代表纱线条干质量变异系数与直径变异系数，
为了全面评价纱线条干均匀度，建立CV(m)和CV(d)线性关系转换模型CV(m)＝K·CV(d)+C
式中：K为斜率，C为常数，
对于不同的纱线，根据需要调用纱线编译系数转换器完成质量变异系数与直径变异系数的转换，假定质量变异系数与直径变异系数的测量统计值分别为CV1(m)和CV1(d)，经过变异系数转换器转换的变异系数分别为CV2(m)和CV2(d)，则系数计算为：
Figure FDA0003511292930000021
Figure FDA0003511292930000022
质量变异系数CV(m)和直径变异系数CV(d)的综合评价为：
Figure FDA0003511292930000023
2.根据权利要求1所述的纱线条干均匀度检测方法，其特征在于：在步骤一中，所述牵引辊上安装旋转编码器，监测纱线的运行速度并记录纱线的运行长度。
3.根据权利要求2所述的纱线条干均匀度检测方法，其特征在于：在步骤一中，当纱线通过电容极板中心的长度为LC时，脉冲信号触发器驱动图像采集卡工作，即光电传感器的样本采样时间要晚于电容传感器的采样时间，且t＝LC/v。
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