CN113176261A - 纤维并丝率的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维并丝率的检测方法，其包括：待测纤维样品的制作步骤：布样机将剪裁的纤维样品制作成待测纤维样品；待测纤维样品的检测步骤：用检测仪获取待测纤维样品的图像，将获取到的图像发送到计算机；待测纤维样品的图像处理步骤：计算机对获取到的图像进行处理，得到包含纤维直径和相同纤维直径的纤维的根数的数据表，从数据表中获取相同纤维直径的纤维的根数最大时对应的纤维直径，作为正常纤维直径α；和纤维并丝率的计算步骤：通过β＝α×1.5计算异常纤维直径β，根据数据表，得到纤维直径≥异常纤维直径β的纤维的根数E和检测到的纤维的总根数T，通过P＝E/T×100％计算待测纤维的并丝率P。本发明简单、快速、精准度高且自动化程度高。

Description

纤维并丝率的检测方法

技术领域

本发明涉及一种纤维并丝率的检测方法。

背景技术

目前，各种类型的纤维材料在人们日常生产和生活中应用得越来越广泛，为了满足纤维的发展、工业化生产和应用，纤维性能的检测是非常重要的。当前，对于纤维的线密度、强度和模量等一些物理性质的检测，都存在一些简便、精确的标准和方法，但有关纤维并丝率的检测却没有一种较为简单和精确的方法。

例如，国标GB/T 14339-2008中记载了有关短纤维的并丝率检测方法，该方法首先取一定质量的试样，经过机器或者手动开松后，由人工将纤维的并丝拣出，称量并丝的质量来计算并丝的质量比，从而求得并丝率。

发明内容

发明要解决的技术问题

上述的检测方法通过人工来拣出纤维并丝，不仅效率低，还容易引发准确率低和人为误差等问题，极大的影响了纤维的发展、工业化生产和应用。鉴于此，本发明提出一种简单、快速、精准度高且自动化程度高的纤维并丝率的检测方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一种纤维并丝率的检测方法包括：

待测纤维样品的制作步骤：剪裁纤维样品，用布样机将剪裁出的纤维样品制作成置于载玻片上的待测纤维样品；

待测纤维样品的检测步骤：用检测仪获取上述置于载玻片上的待测纤维样品的图像，将获取到的图像发送到与检测仪连接的计算机；

待测纤维样品的图像处理步骤：上述计算机对获取到的图像进行处理，得到包含纤维直径和相同纤维直径的纤维的根数的数据表，从上述数据表中获取相同纤维直径的纤维的根数最大时对应的纤维直径，作为正常纤维直径α；和

纤维并丝率的计算步骤：利用正常纤维直径α，通过式(1)计算异常纤维直径β，

β＝α×1.5……(1)，

根据数据表，得到纤维直径≥异常纤维直径β的纤维的根数E和检测到的纤维的总根数T，通过式(2)计算待测纤维的并丝率P，

P＝E/T×100％……(2)。

发明效果

依照本发明，能够提供简单、快速、精准度高且自动化程度高的纤维并丝率的检测方法。

附图说明

图1是布样机的结构图。

图2是检测仪的示意图。

图3是待测纤维样品的图像的处理方法的流程图。

图4是纤维并丝率的检测方法的流程图。

附图标记说明

1 光源

2 滤网

3 载置台

4 图像获取部

5 样品固定件

6 移动平台

7 移动平台控制电机。

具体实施方式

在国标GB/T 14339-2008中，记载了有关短纤维的并丝率检测方法，该方法首先取一定质量的试样，经过机器或者手动开松后，由人工将纤维的并丝拣出，称量并丝的质量来计算并丝的质量比，从而求得并丝率。但是，该检测方法通过人工来拣出纤维并丝，不仅效率低，还容易引发准确率低和人为误差等问题，极大的影响了纤维的发展、工业化生产和应用。

为了简化纤维并丝率检测，并且提高其自动化程度和检测精度，本发明提出一种纤维并丝率的检测方法。

下面，结合本发明的附图，对本发明的实施例进行清楚、完整地说明。本说明书中描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

[布样机]

图1是布样机的结构图。布样机是制作待测纤维样品的装置。如图1所示，布样机包括光源1、滤网2和载置台3。

光源1设置于载置台3内。光源1的亮度可调节，能够为取样提供适当光源。光源1可以为LED灯等发光装置。

滤网2由未图示的支承部件支承于载置台3上，并且与载置台3隔开一定的距离。滤网2用于对剪裁后的纤维样品进行筛选，滤出便于后述的图像获取部4获取图像的尺寸的纤维。滤网2的孔径优选为50～200μm。

载置台3内置有光源1，载置台3的上表面由供光源1的光透射的材料制成。在载置台3的上表面设置有与该上表面隔开一定间隔的滤网2。在载置台3的上表面，可以载置载玻片，以承接从滤网2滤出的适宜尺寸的纤维样品。载玻片上所承接到的纤维样品即为待测纤维样品。

载玻片可以为合页式的载玻片，其厚度优选为1～5mm。

[检测仪]

图2是检测仪的示意图。检测仪是用于检测纤维并丝率的装置。检测仪包括图像获取部4、样品固定件5、移动平台6、移动平台控制电机7、支架8和未图示的控制部。检测仪与计算机连接。

图像获取部4设置于移动平台6的上方，用于获取载置于移动平台6的载玻片上的待测纤维样品的图像，并将获取到的图像发送到计算机。图像获取部4可以为CCD(Charge-coupled Device：电荷耦合元件)相机、CMOS相机之类的数码摄像装置。

样品固定件5可以为压块、夹具等，用于将载玻片固定在移动平台6，防止在图像获取部4进行获取时发生抖动等对图像造成不良影响的情况。

移动平台6用于载置承接有待测纤维样品的载玻片。移动平台6能够移动，以获取置于载玻片不同部位的待测纤维样品。

移动平台控制电机7用于控制移动平台6的移动，以确保每根纤维都能被检测且避免重复检测。移动平台控制电机7可以控制移动平台6，以使其按“弓”形路线移动。

支架8用于支撑图像获取部4、样品固定件5、移动平台6、移动平台控制电机7。

未图示的控制部用于控制图像获取部4和移动平台控制电机7，以一边用移动平台控制电机7使移动平台6按“弓”形路线移动，一边用图像获取部4获取载置于移动平台6的载玻片上的待测纤维样品的图像。

这样，能够确保每根纤维都能被检测且避免重复检测。控制部能够接收来自计算机的指令。

[待测纤维样品的图像的处理方法]

由检测仪的图像获取部4获取到的待测纤维样品的图像被发送到计算机中，由计算机进行处理。下面，参照图3，对待测纤维样品的图像的处理方法进行说明。

获取纤维直径(步骤S1)。待测纤维样品被置于载玻片上，在载玻片上有待测纤维样品的部分与没有待测纤维样品的部分之间，存在颜色差异。该颜色差异可以通过计算机判断待测纤维样品的图像中的相邻像素之间是否存在像素值的阶跃来确定。因此，通过判断相邻像素之间是否存在像素值的阶跃，能够判断纤维的边界点。当判断出两个对应的边界点后，取这两个边界点之间的距离作为纤维直径。

将从待测纤维样品的图像中获取到的所有纤维直径的数据，保存到数据集M中(步骤S2)。

将数据集M中的纤维直径分类，将相同的纤维直径分为一个子数据集m_i(步骤S3)。其中，i为大于0的整数。

计算每个子数据集m_i中数据的个数，即具有该子数据集m_i的纤维直径的纤维的根数n_i(步骤S4)。

对步骤S3和S4中得到的子数据集m_i和对应的纤维根数n_i进行整理，得到包含纤维直径和相同纤维直径的纤维的根数的数据表(步骤S5)。

从该数据表中获取与最大的纤维根数n_max对应的纤维直径，作为正常纤维直径α(步骤S6)。

[纤维并丝率的检测方法]

图4是纤维并丝率的检测方法的流程图。

如图4所示，该纤维并丝率的检测方法的具体流程如下。

步骤(1)：首先，用布样机进行待测纤维样品的制作。

取3～7m的纤维样品，用剪刀进行裁剪，剪裁出的纤维样品的长度为1～5mm。

打开布样机中的光源1，将其调节至适宜的亮度。然后取适量上述剪裁出的纤维样品放置在布样机的滤网2上。在载置台3的上表面放置洁净的合页式载玻片。用毛刷对布样机的滤网2上的纤维样品进行刷扫，将其均匀铺撒在载玻片的表面。当铺撒到载玻片的表面的纤维样品的量足够后，将载波片轻轻合上，等待检测。

其中，选取孔径为50～200μm的滤网2，以及厚度为1～5mm的载玻片。

步骤(2)：接着，用检测仪对制作好的纤维样品进行检测。

将步骤(1)中制作好的待测纤维样品载置在检测仪的移动平台6上，用样品固定件5对其进行固定，以防止在图像获取部4进行获取时发生抖动等对图像造成不良影响的情况。

然后，打开检测仪电源，并启动连接到检测仪的计算机，进行预热。预热10～30min后，将检测仪调整为检测状态，开始进行纤维并丝率的检测。

在检测时，一边用移动平台控制电机7使移动平台6按“弓”形路线移动，一边用图像获取部4获取载置于移动平台6的载玻片上的待测纤维样品的图像。并且，图像获取部4将获取到的图像发送到计算机。

步骤(3)：接着，计算机对获取到的图像进行处理，得到待测纤维样品的数据。

计算机接收由检测仪的图像获取部4获取到的待测纤维样品的图像之后，利用上述待测纤维样品的图像的处理方法，对获取到的图像进行处理，得到包含纤维直径和相同纤维直径的纤维的根数的数据表。

从该数据表中获取与最大的纤维根数n_max对应的纤维直径，作为正常纤维直径α。

当最大的纤维根数n_max并非唯一时，计算机无法继续进行计算，需要重复步骤(1)～步骤(3)的操作。

当检测到的纤维的总根数不在2500～3000根的范围内的情况下，也重复步骤(1)～步骤(3)的操作。

步骤(4)：接着，计算待测纤维样品的并丝率。

利用正常纤维直径α，通过式(1)计算异常纤维直径β。

β＝α×1.5……(1)

然后根据数据表，得到纤维直径≥异常纤维直径β的纤维的根数E。将检测到的纤维的总根数设为T，通过式(2)计算待测纤维的并丝率P。

P＝E/T×100％……(2)

[作用]

本发明通过获取图像来检测不同纤维直径的根数，并由计算机进行处理，得到纤维并丝率。本发明以仪器分析检测的方式代替人工拣出，极大地降低了纤维并丝率检测的难度，节约了检测时间，提高了检测的效率和准确性，有利于纤维的发展、工业化生产和应用。

而且，本发明在检测时，一边用移动平台控制电机7使移动平台6按“弓”形路线移动，一边用图像获取部4获取载置于移动平台6的载玻片上的待测纤维样品的图像。这样，能够确保每根纤维都被检测且避免重复检测，能够提高准确性。

而且，本发明当检测到的纤维的总根数不在2500～3000根的范围内的情况下，重复步骤(1)～步骤(3)的操作。本发明将待测纤维样品的根数限制在2500～3000根的范围，样品数量合适，既能保证准确性，又不会对图像处理造成困难。

Claims (5)

1.一种纤维并丝率的检测方法，其特征在于，包括：

待测纤维样品的制作步骤：剪裁纤维样品，用布样机将剪裁出的纤维样品制作成置于载玻片上的待测纤维样品；

待测纤维样品的检测步骤：用检测仪获取所述置于载玻片上的待测纤维样品的图像，将获取到的图像发送到与检测仪连接的计算机；

待测纤维样品的图像处理步骤：所述计算机对获取到的图像进行处理，得到包含纤维直径和相同纤维直径的纤维的根数的数据表，从所述数据表中获取相同纤维直径的纤维的根数最大时对应的纤维直径，作为正常纤维直径α；和

纤维并丝率的计算步骤：利用所述正常纤维直径α，通过式(1)计算异常纤维直径β，

β＝α×1.5……(1)，

根据数据表，得到纤维直径≥异常纤维直径β的纤维的根数E和检测到的纤维的总根数T，通过式(2)计算待测纤维的并丝率P，

P＝E/T×100％……(2)。

2.如权利要求1所述的纤维并丝率的检测方法，其特征在于：

当检测到的纤维的总根数不在2500～3000根的范围内时，再一次依次执行所述待测纤维样品的制作步骤、所述待测纤维样品的检测步骤和所述待测纤维样品的图像处理步骤，直至检测到的纤维的总根数在2500～3000根的范围内。

3.如权利要求1或2所述的纤维并丝率的检测方法，其特征在于：

所述布样机包括载置台、光源和滤网，所述光源内置于所述载置台内，所述载置台的上表面可供光源的光透射，所述滤网设置于所述载置台的上表面并与所述载置台的上表面隔开一定间隔，

在所述待测纤维样品的制作步骤中，将所述光源调节至适宜亮度，将所述剪裁出的纤维样品放置在所述滤网上，将洁净的载玻片放置在所述载置台的上表面，然后对所述滤网上的所述剪裁出的纤维样品进行刷扫，将其均匀铺撒在所述洁净的载玻片的表面，得到置有待测纤维样品的载玻片。

4.如权利要求1或2所述的纤维并丝率的检测方法，其特征在于：

所述检测仪包括图像获取部、移动平台、移动平台控制电机和控制部，

在待测纤维样品的检测步骤中，将置有待测纤维样品的载玻片载置并固定到所述移动平台上，在检测时，所述控制部控制所述图像获取部和所述移动平台控制电机，使得一边用所述移动平台控制电机使所述移动平台按“弓”形路线移动，一边用所述图像获取部获取所述置于载玻片上的待测纤维样品的图像。

5.如权利要求1或2所述的纤维并丝率的检测方法，其特征在于：

所述裁剪出的纤维样品的长度为1～5mm，所述滤网的孔径为50～200μm，所述载玻片的厚度为1～5mm。

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