CN208125058U - 棉花纤维长度测量仪 - Google Patents

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李玉荣
张志峰
陈建伟
常佳敏
傅雪年
翟玉生
耿利杰
张瑞亮
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Abstract

本实用新型公开了基于光电检测和机器视觉技术的技术手段的棉花纤维长度测量仪，包括棉纤维预处理单元，棉纤维分布样板，图像采集单元，图像处理分析单元和结果显示。待测棉花样品放入棉管，由四周空气喷头吹散，在下落过程中由于静电效应，大部分样品棉纤维被带静电金属板吸附，CCD相机拍摄金属板棉纤维分布图像，通过图像处理计算出棉纤维长度分布情况，快速得出待测棉花长度。本实用新型测量方法简单、结构新颖、检测精度高。

Description

棉花纤维长度测量仪
技术领域
本实用新型属于棉花纤维长度测量技术领域，尤其涉及一种结构简单新颖、检测精度高的棉花纤维长度测量仪。
背景技术
棉花是关系国计民生的重要战略物资，是我国第一大经济作物，涉及到农业和纺织工业两大产业。我国是重要的产棉大国和纺织品出口国，棉花在我国国民经济中起着举足轻重的作用。
目前棉花纤维长度的测量方法主要有：
1、传统方法采用手扯尺量法，通过手扯棉花纤维然后用直尺直接测量，如中国专利201220660240.0、201520128450.9、201520674498.X，此类测量方法结构简单、方便、快速，适合在田间随时测量棉花纤维长度，但是测量误差较大。
2、仪器法测量，HVI棉花大容量测试仪是目前最先进的测试仪器，但是仪器价格昂贵，只在科研机构和标准棉制作部门才拥有。Y146光电长度测量仪，是一种基于光电传感器测量棉花纤维的仪器，他只能测量光电长度，而且仪器稳定性差，测量误差较大。光电式长度仪是一种基于纤维照影仪曲线的理论而设计的仪器，它的基本原理仍然是基于用梳子或梳齿夹随机夹取纤维，测量伸出夹持线的纤维长度与纤维量分布，但其价格昂贵，在三万美元/台左右。Uster公司生产的AFIS——单纤维快速测试系统，利用红外光束可快速检测单根纤维的长度和直径，但其式样量大，测量过程中纤维会由于受力而断裂，会对最后的纤维长度分布造成影响。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提出一种能够无损、快速高效、高精度、自动显示棉花纤维长度的棉花纤维长度测量仪。
一种棉花纤维长度测量仪，其特征在于：包括测量腔体1，棉纤维预处理单元102，棉纤维分布样板103，图像采集单元104，图像处理分析单元105，结果显示106，称重盘8。
所述棉纤维处理单元102，包括：测量腔体1顶部外侧嵌入一柱体进棉管5，测量腔体1 内侧上部四周布有空气喷头4。
所述棉纤维分布样板103为正方形导电金属板，固定与测量腔体1中部左侧，其厚度为 1mm，面积为225cm2，表面镀有黑色金属薄膜。
所述图像采集单元104，包括CCD相机6和光源7。
所述CCD相机6固定于测量腔体1右侧，与棉纤维分布样板103表相垂直，通过数据线将采集到的图像传输给计算机9处理。
所述的光源7为白色条形LED光源，光源7固定于测量腔体1中部前后两侧，与棉纤维分布样板103表面呈45度角。
附图说明
图1为棉花纤维长度测量仪的系统结构示意图。
图2为本实用新型图1的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对进一步阐述本实用新型做进一步描述：
如图1和图2所示，一种棉花纤维长度测量仪，包括测量腔体1，棉纤维预处理单元102，棉纤维分布样板103，图像采集单元104，图像处理分析单元105，结果显示106，称重盘8。
所述测量腔体1分为腔体上部、腔体中部、和腔体下部，所述腔体上部和腔体中部为圆柱形，腔体下部为圆台形状。
所述棉纤维处理单元102，包括进棉管5和空气喷头4。所述进棉管5为圆柱形，底面半径为5cm，嵌入测量腔体外侧顶部。所述空气喷头4分为三排布满在测量腔体上部，空气喷头4的喷口平行于水平面。
所述棉纤维分布样板103为正方形导电金属板，固定与测量腔体中部左侧，其厚度为 1mm，面积为225cm2，表面镀有黑色金属薄膜，而黑色的棉纤维分布样板103方便后期计算机在处理时对棉纤维图像的特征提取。棉纤维样板通过导线与电源2连接。
所述的电源为12V稳压电源。
所述图像采集单元104，包括CCD相机6和光源7。所述CCD相机6为USB高分辨逐行扫描黑白摄像头，CCD相机6固定于测量腔体右侧，与棉纤维分布样板103表相垂直，通过数据线将采集到的图像传输给计算机9处理。所述光源为白色条形LED光源，光源7固定于测量腔体中部前后两侧，与棉纤维分布样板103表面呈45度角。
所述称重盘8位于测量腔体底部，用于称量未被棉纤维分布样板103吸附的棉纤维g1，灰尘g2，缰片等杂质g3。
操作方法：打开仪器电源2，光源7被点亮，棉纤维分布样板103通电，预热五分钟后，仪器进入工作状态。进行一次纤维品质的测量，取50g待测棉花样品放入进棉管5，50g棉花样品中可能包含棉纤维G，灰尘g2，缰片等杂质g3。棉花样品在经过测量腔体1上部时，会被腔体上部四周的空气喷头4所喷出的气流吹散，使棉纤维G，灰尘g2，缰片等杂质g3分离开来。在下落至测量腔体中部时，大部分的棉花纤维g0会因静电效应被棉纤维分布样板103所吸附，剩余未被吸附的棉纤维g1，灰尘g2，缰片等杂质g3会因重力落至测量腔体底部的称重盘8上，称重盘8会秤得剩余物的总重量H＝g1+g2+g3，利用公式g0＝G-H可求出被棉纤维分布样板103 吸附的棉花纤维质量。位于测量腔体中部的图像采集单元104中的CCD相机6会自动拍摄分布于棉纤维分布样板103上的棉花纤维，并将拍摄到的棉花纤维分布图像通过数据线将图像信息传给计算机9，由计算机9将采集到图像进行降噪处理，阈值分割等算法处理。计算机计算出纤维长度的分布，并最终通过计算机9显示屏显示出测量结果。

Claims (6)

1.一种棉花纤维长度测量仪，其特征在于：包括测量腔体1，棉纤维预处理单元102，棉纤维分布样板103，图像采集单元104，图像处理分析单元105，结果显示106，称重盘8。
2.根据权利要求1所述的棉花纤维长度测量仪，其特征在于，所述棉纤维处理单元102，包括：测量腔体1顶部外侧嵌入一柱体进棉管5，测量腔体1内侧上部四周布有空气喷头4。
3.根据权利要求2所述的棉花纤维长度测量仪，其特征在于：所述棉纤维分布样板103为正方形导电金属板，固定与测量腔体1中部左侧，其厚度为1mm，面积为225cm2，表面镀有黑色金属薄膜。
4.根据权利要求1所述的棉花纤维长度测量仪，其特征在于：所述图像采集单元104，包括CCD相机6和光源7。
5.根据权利要求4所述的棉花纤维长度测量仪，其特征在于：所述CCD相机6固定于测量腔体1右侧，与棉纤维分布样板103表面垂直，通过数据线将采集到的图像传输给计算机9处理。
6.根据权利要求5所述的棉花纤维长度测量仪，其特征在于：所述的光源7为白色条形LED光源，光源7固定于测量腔体1中部前后两侧，与棉纤维分布样板103表面呈45度角。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110595986A (zh) * 2019-10-08 2019-12-20 郑州轻工业学院 籽棉衣分率检测设备和籽棉衣分率检测方法
CN113624096A (zh) * 2021-08-02 2021-11-09 安徽省农业科学院棉花研究所 一种棉花短纤维长度测量仪
CN114047323A (zh) * 2021-11-09 2022-02-15 中国科学技术大学 一种棉纤维自动化检测的流水线控制方法及辅助设备
CN114636381A (zh) * 2022-05-17 2022-06-17 南通市通州区顺行纺织有限公司 一种纺织品纤维细度检测装置

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