CN2052781U - 一种棉花测色装置 - Google Patents
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Abstract
一种棉花测色装置，它是按照色度学原理及我国棉花品级实物标准尺寸作为测试窗口，对实物标准的色特征进行定量测定的仪器，它能以亨特色坐标表示出棉花亮度因数Rd和黄度因数+b的二维测色图，因此，可对棉花分级提供手段，现阶段，主要用于制作品级实物标准和各省仿制标准，进一步可用于棉花交接的品级检验和漂染工艺提供原棉的色特征量值，也可供测定羊毛、面粉、纸张等样品色特征之用。
Description
本发明属于高等色度学技术领域。
棉花的色泽是评定棉花品级标准的主要技术指标之一。我国传统的办法是目测棉花的色泽，但由于人眼评定受主观和客观的影响，不能保持标准的一致性和量值的精确传递。科学的办法是按照色度学原理，采用亨特（Hunter）色坐标系，用光反射值Rd和黄色深度＋b表示棉花的色特征。
中国技术监督局所属中国纤维检验局确定采用美国测色技术标准，但目前美国生产的830型和930型测色仪（参见美国Spinlab.Inc.产品说明书），其试样窗面积仅为12.25平方英寸，远小于我国的试窗标准，若在其测色仪仅更换符合我国标准的试窗，则由于其照明光源采用两只白炽灯40°角投射到试样窗上，造成照明不均匀，影响测试精度。
除本发明外，浙江大学、上海国嘉光电有限公司正在共同仿制美国830型和930型小窗口棉花测色仪，但尚未得到结果。
本发明的目的在于提供一种符合我国标准的大窗口棉花测色仪，其测试窗口尺寸（170mm×200mm）符合我国现行的国家棉花品级实物标准。
为了实现本发明，测量了我国不同产地，不同级别的棉花光谱反射率曲线，作为设计的依据。
本发明的特征在于：是由光学系统、光电接收系统和数据处理系统组成。装置的原理如附图1所示：由光源9发出的光，经分光二路，通过聚光透镜10，光栏11，投影透镜12，反射镜6，从两边以45°角照射棉样7，其漫反射光经由接收透镜5，通过积分球1集光后，经滤色片3，由光电管接收（两通道）后，可由数字面板表读出被测棉样的测试值和光源电压值，并通过A／D转换接通微处理机和绘图仪，在CRT上显示和打印出棉样的Rd和＋d值，并显示其在测色图上的位置，使用绘图仪来绘出棉样的测色图。
从本质上看，本发明是一台大测试面积（170mm×200mm）高灵敏度的光电色度计，因此，根据国际照明协会（CIE）的有关规定，本发明的光学系统采用了45°照明，0°受光的设计方案（见图）；平面反射镜6使系统的光轴分别在水平方向和垂直方向上各自转折45°，把光源转移出本机之外，便于散热；采用单个光源可避免双光源的差异所带来的测试误差，又使装置结构紧揍。光电接收系统中的积分球混合了来自棉样的漫反射光，使光电管接收阴极上有均匀的照度，以提高测试精度，位于光电管前的滤色片是依据色度学要求而专门设计的组合滤光片。
本发明的特征还在于：在光学设计上，为了补偿光源及光电管性能的变化，保证测试精度的稳定，设置了参考光路（见附图），光源12发出的光线经由光导纤维传输至光电管11，该光电管与测试光电管4，处在同一恒温槽中，由光电管8输出的信号接至高精度稳压电源的调整端，进行负反馈调节，以补偿光照度的波动。恒温槽的温度保持在32℃，由单板机控制。
本发明从电学设计考虑，是一个小于微安级变化的电流量测量及数据处理系统。其基本工作原理是，，棉样上的漫反射光进入积分球，积分球的外壁上开有两个小孔，孔外各设有一个光电管，一个配有兰色滤光片，一个配有绿色滤光片，这两个光电管的光阴极将接收的光信号转换成电信号，是与棉样色特征相关的电流量，这两个量反映了棉样的色特征。将其放大、滤波，经A／D转换，将模拟电压量变成数字量送入微机进行数据处理，算出Rd和＋b值，最后显示、打印并在绘图仪上绘出色坐标。本发明的电学设计分五个单元。
选用卤钨灯作为照明光源，色温为6770℃，以高精度稳压块制作其工作电源。
根据棉花的光谱特性，选用GD－24型光电管作为光电接收元件，其光谱响应范围为300－850μm，峰值波长为450μm。由光电管接收到的光电信号，为适应显示及数据处理的要求，采用了高速、高阻运算放大器，对其作了前置放大、滤波及跟踪。
A／D转换单元，根据运算精度要求，采用了12位A／D变换器。
数据处理及输出，由两个光电管收到的光电信号值，经放大、A／D转换，送入微机，算出Rd、＋d值，将结果显示、打印或绘图输出。
检测单元，主要用于调机使用。
附图2为电路系统原理框图。
本发明除用于现行棉花标准制作使用及棉花色特征测定、研究外，还可供测定羊毛、面粉、纸张等样品色度应用。
实施例：中国纤维检验局，中国棉花研究所，湖北棉花公司，江苏经济作物研究所，上海纤维检验局，陕西纤维检验局等单位，于1987年10月至1988年1月，对本发明的技术精度、稳定性、重复性、输出方式等进行了现场实际验证考核，共测得数据2988个。结论是：
1.试样面积：170mm×200mm
2.精 度：Rd＜0.2％，＋b＜±0.4（单位）
3.稳定性允差：Rd＜0.3％，＋b＜0.3（单位、小时）
4.台 差：Rd＜±0.4％，＋b＜0.4％（单位）
5.使用环境：温度5～35℃，湿度80％以下
6.仪器可连续工作4小时
7.可显示、打印Rd，＋b值，并显示、输出二维测色图。
Claims (1)
1、一种棉花测色装置，本实用新型的特征在于：它是由光学系统、光电接收系统、数据处理系统等主要部分组成，光学照明系统采用单个光源，分光二路，通过光学成象系统照明棉花试样而成象系统光轴与棉样平板成45°倾斜，光电接收系统由接收透镜、积分球、滤光片、光电管等组成，接收透镜光轴与棉样平板垂直，数据处理系统将光电管接收的光信号转换成电信号，经放大、滤波、A/D转换，将模拟电压量变成数字量送入微机进行数据处理，得出Rd和b值，其棉花试样平板的测量面积为170mm×200mm。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 89215391 CN2052781U (zh) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 一种棉花测色装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 89215391 CN2052781U (zh) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 一种棉花测色装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN2052781U true CN2052781U (zh) | 1990-02-14 |
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ID=4870996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 89215391 Withdrawn CN2052781U (zh) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 一种棉花测色装置 |
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