MXPA06007712A - Metodo y aparato para probar fibras - Google Patents

Abstract

Un método para medir la madurez o grosor de pared de celda de una muestra de fibra de celulosa que incluye las etapas de:a) exponer la muestra de fibra a luz polarizada, b) capturar una o más imágenes de la muestra a través de lentes polares cruzados y una placa compensadora de manera que la(s) imagen(es) incluye(n) colores de interferencia a partir de la muestra;y c) conducir el análisis por computadora sobre la(s) imagen(es) capturada(s) en la etapa b) para determinar la madurez o grado de espesor de pare de celda de la fibra de celulosa al comparar la(s) imagen(es) con datos de interferencia de color de referencia. El aparato para llevar a cabo el método incluye una trayectoria de luzóptica (10) para exponer la muestra de fibra a luz polarizada, un medio de captura de imagen (8), y una computadora (9) para conducir análisis de imagen para determinar la madurez de la fibra o el grado de espesor de pared de celda.

Description

ZW), Eurasian (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), For two-letter codes and other abbreviations, referió the "GuidEuropean (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, Fl, ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing at the begin- FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, MC, NL, PL, PT, RO, ping ofeach regular issue ofthe PCT Gazelle. SE, SI, SK, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, Cl, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG). Published: — wilh international search repon ÜETOOQ Y APARATO PARA PROBAR FIBRAS CAM PO Y ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un método y aparato para medir la madurez & grado de espesor de pared de celda de una muestra de fibra de celulosa de presencia natural incluyendo fibra de algodón. La fibra de celulosa tai como el algodón tiene de manera común un canat central a región hueca que representa eí protoplasma residual de la célula de fibra viviente que tiene una pared celular. U na propiedad importante q e afecta ia calidad de la fibra que tiene la estructura de fibra de celulosa es el grado de grosor de ia pared de celda de celulosa «fue en ocasiones es referido como la madurez de la fibra o circuSar?dad. Los fabricantes e hiladores de tela consideran la madurez de la fibra como un indicador importante de ía adecuación de la fibra para el procesamiento desde una perspectiva química como física. Por ejemplo, ia fibra inmadura que es la fibra con poco o ningún grosor de pared de celda es conocida porque ocasiona los siguientes problemas durante el procesamiento: pequeños enredos llamados botones; Irregularidades en ensambles de fibra procesada incluyendo hilos terminados; y falta de uniformidad en el teñido de las teias. De forma más genera! ia fibra inmadura disminuye la eficiencia de procesamiento y se deben ejecutar etapas particulares para reducir las dificultades de procesamiento dependiendo de ia madurez de la fibra. Además ia presión para manejar la madurez de la fibra es ejercida de manera creciente sobre los agrónomos investigadores y cultivadores de plantas y por ío tanto existe ia necesidad de desarrollar una técnica adecuada para probar ia madurez de las cosechas de celulosa en un ambiente de cultivo y cosecha. La medición de la madurez de la fibra en particular ia fibra e algodón ha sido el objeto de 40 araos de investigación y aún es considerada como un. difícil problema técnico. Una técnica que se ha utilizado en el pasado par medir la í?tadurez de la fibra involucra la medición directa de secciones transversales de una fibra empleando un microscopio para determinar la madurez de la fibra y se considerada como un modelo principal para todas las demás pruebas. Sin embargo, esta técnica directa sufre de un error experimental significativo debido a las mediciones de microscopio involucradas y el número limitado de fibras que puede ser medido de manera práctica. Otras técnicas indirectas no han generado la suficiente confianza de la industria debido a su falta de certeza y/o precisión. La microscopía de luz polarizada es una técnica que ha sido utilizada para investigar las estructuras cristalinas de materiales inorgánicos e inertes, por ejemplo, minerales, fibras (naturales y sintéticas), hueso, porcelana, quitina y algunas secciones fijas de organismos. La técnica ha sido usada de manera extensiva en textiles e identificación industrial de fibra y en particular de fibras que exhiben propiedades birrefringentes, es decir, fibras que se comportan como un cristal óptico un?-ax?a!. El eje óptico en las fibras birrefringentes es usua?mente paralelo a lo largo del eje de fibra con el índice refractivo que depende el plano de polarización de ia luz incidente. Cuando la luz polarizada del plano es transmitida a través de un objeto birrefringente el rayo de luz es separado en dos rayos rápido y lento vibratorios mutuamente perpendiculares, que se propagan a través del objeto a dos velocidades diferentes. AI surgir desde el objeto se presenta una diferencia de fase entre los rayos rápido y lento. Cuando se recombinan en un solo rayo al pasar a través de un Segundo polarizadas (analizador) los rayos interfieren entre sí, lo cual a su vez crea colores de interferencia diferentes que resaltan las características crisfafrnas. Una prueba estándar para determinar la madurez de las fibras mediante la observación de las mismas a través de lentes polarizadores cruzados y una placa compensadora de selenita roja de primer orden está descrita en un texto titulado The Standard Method of Test for Maiurity of Cotton Fibres {Sodium Hydroxide Swelling and Polarízed Light Procedure), 354-359. Designation: D 1442-00, ASTM Textile and Fibra Test Methods 2000". La placa compensadora es insertada entre ios lentes poiarízadores a fin de incrementar el nivel de retardo entre Sos rayos lento y rápido y por tanto i crementar la intensidad de los colores producidos cuando los rayos son recombinados. Ei compensador también es conocido como placa de retardo de longitud de onda o filtro de longitud de onda . La prueba estándar involucra la colocación de un haz de fibras paralelas entre sí con un mínimo de traslape en una solución tal como agua o un aceite mineral transparente sobre un portaobjetos de vidrio de microscopio. Un portaobjetos de cubierta es colocado después sobre la parte superior de las fibras antes de ser colocado entre la disposición de lentes polares cruzados. Los colores de interferencia que aparecen a partir de las fibras son eí resultado de del fenómeno óptico antes descrito y han sido clasificados en un texto titulado "Polarized Light Preferred for Maturíty Tests" Textile Wórld, Febrero 1945, por Grimes. El Cuadro 1 a continuación proporciona los colores de interferencia estándar aceptados para fibras de algodón madura e inmaduras compilados por ßrlmes.

CUADRO 1-C©i©res «le fibras de algodón faajo luz polarizada Una desventaja de la prueba estándar es que el operador debe hacer una determinación de los colores de las fibras y tor?ar una decisión subjetiva sobre el color de las fibras que da origen a las mayores discrepancias en los resultados a partir de diferentes laboratorios. Además, la prueba es demasiado lenta en su ejecución par alas aplicaciones de prueba de rutina en términos tanto de la preparación de muestra como del tiempo de prueba. De acuerdo con la experiencia, de manera ordinaria el ti mpo requerido para llevar a cabo la prueba estándar sobre una muestra de fibras excede de 30 minutos. Habría también un tiempo adicional en ia preparación de la muestra antes de ia prueba. Es un objeto de ia presente invención resolver las desventajas del método de prueba estándar antes descrito en tanto que se mide la madurez o grosor de pared de celda de fibras de celulosa incluyendo algodón.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA IN¥EMCIÓM De acuerdo con la presente invención se proporciona un método para medir la madurez de una muestra de fibra de celulosa, el método incluye las etapas de: a) exponer la muestra de fífoFas a luz polarizada; b) capturar una o más imágenes de ia muestra a través de lentes polares cruzados y la placa compensadora de manera que la(s) imagen(es) incluye(n) colores de interferencia a partir de la muestra; y c) conducir un análisis por computadora sobre ia(s) imagen (es) capturada(s) en ia etapa fe) a fin de determinar fa madurez de la fibra de celulosa al comparar los datos de color de interferencia de la(s) imagen(es) con datos de madurez de referencia. El término "colores de interferencia" tiene un significado bien conocido en eí campo de la microscopía de luz polarizada y se ha utilizado en este sentido a través de la especificación. Además, a través de esta especificación, el término "fibra(s) de celulosa" incluye pero no se limita a, algodón, lino, rayón, yute y cáñamo. Una ventaja proporcionada por ia presente invención es que los colores de la fibra en ia{s) imagen(es) no son evaluados por un operador como en el caso de las técnicas de polarización de la técnica anterior. Dicho con otras palabras, la conducción del análisis de imagen por computadora permite que los colores de interferencia de fibra sean determinados de manera analítica sin interpretación subjetiva. Otra ventaja de la presente invención es que el método se pude llevar a cabo en tiempos de prueba de menos de 2 minutos en tanto que, como se menciono con anterioridad, la microscopia de luz polarizada convencional pude tomar hasta 30 minutos para ejecución por muestra. Se prefiere que la etapa c) involucre la determinación del área de colores de interferencia particulares en ia(s) imagen(es). Se prefiere que los datos de madurez de referencia estén en la forma de datos de interferencia de color de referencia. Se prefiere que ei área de colores de interferencia en la(s) imagen(es) sea determinado por medio del análisis de las áreas de uno cualquiera o una combinación de amarillo, rojo, verde y azul en la(s) imagen(es). De manera sorpresiva, se ha encontrado que área porcentual de colores de interferencia de la fibra se relacionan de manera directa con la madurez de fibra de algodón y contrario al pensamiento previo, la madurez puede ser evaluada por completo independientemente del perímetro de fibra o área de sección transversal. Esto significa que las imágenes capturadas pueden ser analizadas para generar valores de madurez promedio de la fibra y la distribución de madurez de ía fibra, de manera particular madurez de la fibra de algodón, en base a los colores de interferencia solos. Se prefiere que se utilice un algoritmo para comparar los colores de interferencia de ía{s) imagen(es) capturada(s) con los datos de madurez de referencia a fin de determinar un valor promedio y/o distribución de valores de madurez para la muestra . Dependiendo de como se lleve a cabo et análisis, es posible determinar la madurez de la fibra en base a cada fibra en la(s) imagen (es), un segmento dentro de cada imagen* o en base a todas las fibras que aparecen en una o más imágenes. En ei caso cuando lafS) imagenf s) capturada (s) en la etapa b) es(son) una(s) i agen(es) digítal(es), o es(son) convertida(s) en imagen digital, Se prefiere que las áreas de colores de interferencia particulares que aparecen en las imágenes sean determinadas por medio del análisis del número de píxeies en ia(s) imagen(es) de un color particular.

Se prefiere que la etapa c) involucre ia determinación del área total de fibra que aparece en la(s) ?magenCes). Se prefiere que ei área total de fibra en ía(s) imagen(es) sea determinada por uno o una combinación de lo siguiente: i) ei núme de fibras en cada imagen (es); i i) la longitud de las fibras en la s) imagen(es); ¡ii) el ancho de listón de las fibras en la(s) imagen(es) ; y iv) el número de circunvoluciones o torsiones por unidad de longitud de la fibra en Sa(s) imagen(es). Aunque es posible que el área total de fibra que aparece en la(s) imagen(es) pueda ser determinada a través de análisis de la(s) imagen(es) en color, se prefiere que ei método involucre la conversión de la{s) imagen(es) en color en imagen(es) monocromática(s) para ayudar a determinar las características i) a iv) (mencionadas en el párrafo precedente). En la situación cuando la(s) i agen(es) es?son) capturadafs) o es(son) convertída(s) en imagen(es) digital(es), se pueden emplear técnicas de análisis de imagen adecuadas que incluyen análisis de pixel. Se prefiere que análisis por computadora de ía(s) imagen(es) en la etapa c) se pueda utilizar también para determinar el grado de ataque de micro-organismos incluyendo bacterias y hongos sobre las fi ras. El grado de ataque también es un indicador importante para la fibra que es susceptible a problemas de procesamiento tales como admisión de tinte diferencial, y escaso rendimiento de hilatura y de calidad de hilo en general.

Se prefiere aún más que el grado de ataque sobre la fibra involucre la determinación del número y dimensiones de fracturas de superficie de ías fibras. Se prefiere también que el número y dimensiones de fracturas de superficie de las fibras se determinen mediante análisis de pixel. Aunque es posible que la muestra de fibra que se prueba por medio de la presente invención pueda ser preparada de varias maneras a fin de facilitar que su imagen sea capturada y analizada, se prefiere que las imágenes de la fibra capturadas en la etapa b) sean capturadas mientras la fibra es distribuida de manera aleatoria sobre un portaobjetos de microscopio o miembro de soporte transparente similar a una densidad que permite la expresión no mitigada de los colores de interferencia de primero y segundo orden . Además, se prefiere que ia densidad de fibra varié desde 200 hasta 300 µg/cm2. A diferencia de las técnicas convencionales anteriores, la presente invención es capaz de operar con fibras que traslapan sobre el portaobjetos del microscopio. Se prefiere también que las imágenes sean suspendidas en un medio líquido en el portaobjetos. Tomando en cuenta que la fibra que se prueba es un objeto relativamente pequeño, es necesario amplificar la fibra en la(s) imagen(es) para lograr resultados de precisión aceptable. Es posible que la fibra capturada en la(s) í agen(es) sea amplificada hasta 100 veces o más. Sin embargo, se prefiere que la(s) imagen (es) capture(n) las fibras a una amplificación que varía desde 1.5 hasta 5 veces su tamaño norma!. La amplificación utilizada es una relación entre una amplificación muy grande que reduce eí campo de la visión y por tanto la cantidad de fibra en la{s) imagen{es) y que reduce la amplificación hasta un punto en donde ert donde las fibras que aparecen en la{s) i agen(es) son demasiado pequeñas para ser analizadas. A fin de reducir el impacto del incremento en la amplificación hasta un punto en donde cada image captura solamente un segmento de ia fibra que se prueba, se prefiere que el método incluye también ia captura de una serie de imágenes, cada una de un segmento diferente de ia fibra, y que un valor promedio y/o distribución de madurez de la fibra se pude determinar a partir de ias imágenes. En la situación en donde se captura una serie de tmagen(es) , se prefiere que las imágenes capturen diferentes segmentos de la muestra de fibra. Esto se puede lograr útil i ando diferentes técnicas, aunque, la técnica más directa sería mover ia muestra de fibras entre cada imagen que es capturada. De acuerdo con la presente invención se proporciona también un aparato para medir la madurez o grosor de pared de celda de una muestra de fibra de celulosa, el aparato que incluye: a) una trayectoria de luz óptica que tiene una fuente de luz polarizada que puede ser dirigida a través de una placa compensadora antes de ser transmitida a través de una muestra de fibra que es probada y lentes polarizadores que están transversales a la fuente de luz polarizada y a través de ios cuales puede pasar la luz desde la muestra; b) medios de captura de imagen para capturar una o más imágenes de la muestra en (a) de manera que la(s) imagen(es) incluyen colores de interferencia de la muestra; y c) una computadora capaz de analizar la(s> i agen(es) para determinar la madurez de Sa fibra al comparar los datos de color de interferencia de lafs) imagenCes) con ios datos de madurez de referencia. Se prefiere que los datos de madurez de referencia estén en la forma de datos de interferencia de color. En la instancia cuando lafs) t agepfes) capturada(s) no son imágenes digitales, se recomienda que ía(s) i agen(es) ?ueda(n) se r ccnvertida(s) a imagen(es) digitales) de manera que se puede llevar a cabo ia técnica de análisis preferida en la forma de análisis de imagen de píxel. Se prefiere que los lentes poiarizadores estén cruzados en un rango desde 85 hasta 95 hacia la fuente de luz polarizada. Se prefiere además que los lentes p?iarizadores estén cruzados a aproximadamente &0 hacia ta fuente de luz polarizada. Se prefiere que los medios de captura de imagen registran la(s) imagen(es) digítatptente y que el tamaño de cada pixel sea igual a o mayor de 6.45pm X 6.451 µm. Se prefiere también que la computadora sea capaz de analizar la(s) imagen(es) capturada(s) de la manera antes descrita a fin de determinar una o una combinación de las siguientes características de la fibra antes citada: i) la madurez promedio y/o una distribución de mad u rez de la muestra de fibras; ii) eí número de fibras en cada imagen ; iii) la anchura de listón de la fibras en lafs} ?magen(es); y iv) el número de circunvoluciones o giros por unidad de longitud de fibra en lafs) ímagenfes). Se prefiere que ia trayectoria de luz óptica incluya: un bu lbo de filamento de tungsteno o diodo emisor de luz blanca; dos lentes polarizadores que están cruzados a aproximadamente 90°; y una placa compensadora para mejorar los colores de interferencia. Se prefiere que ía trayectoria de luz óptica esté incorporada en un microscopio que es capaz de amplificar la muestra de fibras hasta 1 00 veces de su tamaño real. Sin embargo, a fin de optimizar la precisión del aparato, se prefiere que la(s) i agen(es) sea(n) capturada(s) bajo un rango de amplificación de 1.5 a 5 v ces el tamaño real.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se describirá ahora una modalidad preferida de la presente invención con referencia los dibujos que la acompañan, de los cuales: La Figura 1 es una ilustración esquemática de un aparato utilizado para llevar a cabo el análisis de imagen de fibra; y La Figura 2 es un diagrama de bloque que muestra los artículos de equipo y un esbozo de las etapas llevadas a cabo en la conducción del análisis de imagen de fibra utilizando el aparato mostrado en ia Figura 1.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA El aparato preferido para conducir el análisis de imagen incluye un microscopio 7, una cámara digital S para capturar imágenes de una muestra de fibras y una computadora 9 para analizar las imágenes. El microscopio está adaptado para microscopia de luz polarizada y tiene una trayectoria de luz óptica 10 que incluye lentes polarizadores 11 y 12 y una placa compensadora 13 para mejorar los colores de interferencia que aparecen a partir de la muestra. La trayectoria de luz óptica 10 incluye también lentes de objetivo 14 capaces de amplificar la muestra de fibras hasta 100 veces su tamaño real. De preferencia el microscopio es operado a una amplificación que varia entre 1.5X y 5X de manera que el número de fibras en ías imágenes capturadas es tan elevado como sea posible sin comprometer la precisión de las imágenes capturadas. La placa compensadora 13 se hace preferiblemente de un material de cuarzo o selenita que retarda la luz por lo menos un cuarto de longitud de onda y produces los colores de interferencia requeridos sobre un fondo rojo y sobre ei cual se pueden ver, por lo tanto, las propiedades de birrefringepcia positiva y negativa. Por lo tanto, la placa compensadora es referida con frecuencia como una "placa roja". La trayectoria de luz óptica 10 del microscopio 7 incluye una fuente de luz 15 que ilumina la fibra que se está probando. El tipo de fuente de luz 15 depende de los colores de interferencia que se analizan. De acuerdo con el aparato preferido, se utiliza un bulbo de filamento de tungsteno o diodo(s) emisor(es) de luz blanca (s) (LEDs) con un lente polarizador 11 y analizador 12 ordinariamente cruzados a 90° entre sí y un compensador de primer orden 13 o filtro de longitud de onda completo montado de forma ordinaria a 45° entre los lentes cruzados 11 y 12 para mejorar colores de interferencia. La fuente de luz 15 y ios lentes 11, 12, 13, 14 que definen la trayectoria de luz óptica 10 son en algunos aspectos similares a los sistemas que se están utilizando actualmente a través de técnicas de microscopia de luz polarizada estándar. Además, si es necesario se pueden usar LEDs de color para aumentar las áreas específicas de la imagen al aumentar de manera selectiva los colores de interferencia que corresponden a las características estructurales de las fibras en las imágenes de acuerdo con ías prácticas están?ar- El microscopio 7 incluye también una platina 16 en la cual las fibras pueden ser presentadas para análisis. De manera ideal, la platina 16 puede ser movida en un piano perpendicular a la trayectoria de luz óptica 10 por medio de un motor de velocidad g radual eléctrico que es controlado utilizando software integrado con el software de análsis de imagen y datos de la computadora 9. Un portaobjetos de microscopio que contiene la muestra de fibra es montado a ia platina medíante sujetadores que evitan que el portaobjetos se mueva de manera que los efectos de enfoque incorrecto se mantienen en un nivel mínimo. La cámara 8 para capturar las imágenes es montada en la parte s uperior del microscopio polarizado 7 a través de un sistema de montaje estándar que no se muestra e las Figuras. La trayectoria de luz óptica 10 puede incluir un lente condensador entre la cámara 8 y él microscopio 7 para reducir la amplificación de manera que se puede capturar un mayor campo de visión. A este respecto, se puede requerir también un sensor CCO suficientemente grande para capturar un campo de visión en ia amplificación preferida. La cámara preferida 8 es una cámara digital a color de tipo industrial que está equipada con un sensor CCD de 1.45 megapixel 2/3" progresivo que utiliza un filtro de color de mosaico Bayer. El tamaño de celda de cada pixel en eí sensor no es menor a 6.45 µ x 6.45 µ con una respuesta espectral que es relativamente en la región de color rojo que las regiones verde o azul. Se recomienda también una respuesta del color amarillo. Los requerimientos de energía y transferencia de datos se combinarán de manera ideal en un cable a través de una ípterfaz IEEE 13&4, USB1 o USB2. En ei uso, se prefiere que la muestra de fibras sea preparada y presentada de una manera que proporciona de forma consistente resultados precisos. De forma inicial las fibras son guillotinadas en longitudes de recorte, por ejemplo, 0.5 mm, 1 mm o 2 mm , y distribuidas de modo aleatorio sobre un portaobjetos de vidrio de microscopio grande, por ejemplo, 50 mm x 70 mm, utilizando un dispositivo de distr?bució?i. Se recomienda que la densidad de las fibras distribuidas sobre el portaobjetos no comprometa la expresión de los colores de interferencia descritos en eí Cuadro 1. Un medio de montaje que proporciona buen contraste es aplicado entonces en pequeñas gotas sobre los recortes y otro portaobjetos de vidrio presionado de manera cuidadosa sobre la parte superior como un portaobjetos de cubierta. El portaobjetos de microscopio es colocado entonces sobre la platina del microscopio 16 y ios botones de operación del microscopio ajustados a la amplificación e iluminación deseadas de la muestra. Una o más imágenes de color de ia muestra son capturadas entonces utilizando la cámara digital 8. A fin de incrementar el tamaño e muestra de la fibras que son probadas y reducir por tanto el error de prueba, se pueden tomar imágenes separadas de diferentes segmentos de la muestra de fibras. Las imágenes son enviadas después desde la cámara 8 hacia la computadora S que es programada para analizar las imágenes con referencia a un conjunto preseleccionado de datos de color de interferencia de referencia para el tipo de fibra que se está probando. De manera especifica, el análisis se lleva a cabo por medio de la computadora 9 que analiza ei color de los pixeles en las imágenes que son comparadas con los datos de referencia de madurez a fin de determinar los valores de madurez y distribuciones de madurez. Se puede utilizar cualquier algoritmo adecuado por parte de la computadora 9 para determinar los valores de madurez promedio y los valores de distribución. La computadora 9 puede ser programada también para ser capaz de convertir imágenes de color en imágenes monocromáticas por lo que la computadora 9 puede ejecutar él análisis de pixel a fin de determinar otras propiedades de la fibra en la(s) ímagen(es) tal como: el área total de las fibras en cada imagen; • ei número de fibras en cada imagen ; la longitud de la fibras eri la{s) imagen(es); la anchura de listón de la fibras en la(s) imagen(es) ; y el número de circunvoluciones o giros por unidad de longitud de la fibra en !a(s) i agen(es). Además, sí ta fibra incluye fracturas ßcaslona?as por microorganismos y/o bacterias, la computadora 9 puede llevar a cabo también el análisis de pixei para determinar el número y dimensiones de las fracturas sobre ia superficie de la fibra y por lo tanto el n ivel o grado de ataque sobre las fibras. La columna derecha en la Figura 2 proporciona una separación detallada de las etapas ejecutadas por la computadora 9 durante el análisis de la{s) ?magen(es). La información incluida en la Figura 2 ha sido incluida solamente para fines de ilustración y por ningún medio limita la modalidad preferida. La columna izquierda de la Figura 2 lista las características físicas del aparato; es decir un microscopio que tiene una trayectoria óptica para ejecutar la microscopía de luz polarizada, una cámara en la forma de una cámara digital, y software de computadora operado por la computadora 9. La parte central proporciona un rango de datos de especificación e información sobre cada componente del aparato. Aquellos con experiencia en la técnica apreciarían que se pueden hacer varias modificaciones a la modalidad preferida sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por ejemplo, el análisis por computadora de las imágenes capturadas se puede llevar a cabo utilizando cualesquiera algoritmos adecuados y programas introducidos en ia computadora.

Claims (23)

REIVINDICACIONES

1 . Un método para medir la madurez o grosor de pared de celda de una muestra de fibra de celulosa, eí método que incluye las etapas de: a) exponer la muestra de fibra a luz polarizada; b) capturar una o más imágenes de la muestra a través de lentes polares cruzados y la placa compensadora de manera que la(s) imagen(es) incluyen colores de interferencia a partir de la muestra; y c) conducir análisis por computadora sobre la(s) imagen (es) capturada(s) en la etapa b) a fin de determinar la madurez de la fibra de celulosa al comparar ios datos de interferencia de imagen(es) con datos de referencia de madurez.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la etapa c) involucra ia determinación del área de colores de interferencia particulares en la(s) ímagen(es).

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque et área de colores de interferencia en la(s) imagen(es) se determina mediante el análisis de las áreas de uno o una combinación de amarillo, rojo, verde y azul en iafs) imagen(es).

4. El método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la(s) ímagen^es) capturadafs) es (son) una imagen(es) digital(es), o es(son) convertida(s) en una imagen (es) digital(es), y el área de colores de interferencia particulares que aparecen en la(s) imagen(es) es determinada mediante análisis del número de pixeles en la(s) ?magenfes) de un color particular.

5. Ei método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la conducción del análisis por computadora involucra un algoritmo para comparar los colores de interferencia de ia s) ?magepfes) capturada(s) con datos de madurez de referencia para determinar un valor promedio y/o distribución de valores de madurez para la muestra.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la etapa c) involucra la determinación de un área total de la fibra que aparece en la(s) imagen(es).

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el área total de fibra en la(s) imagen(es) es determinada a través de uno o una combinación de lo siguiente: i) el número de fibras en la(s) imagen(es); ii) la longitud de fibra en ia(s) imagen(es) ; iii) la anchura de listón de la fibra en lafs) iHiagen(es); y iv) ei número de circunvoluciones o giros por unidad de longitud de la fibra en lafs) imagenCes).

8. Ei método de conformidad con la reivindicación 7 , caracterizado porque cuando fa(s iniagen es) capturada(s) es (son) a color, ei método involucra convertir la(s) ?magen(es) en color en imagen(es) mo?tocromátíea s) en ia determinación de cualquiera de las características í) a iv).

9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque cuando l3(s) ??nagen(es) es capturada(s) como imagen(es) digital(es), o es(son) convertída(s) en imagen (es) d igital(s), el método involucra ei análisis de pixel en la determinación de cualquiera de las características i) a iv).

10. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye además determinar el g rado dé ataque sobre ia fibra de la muestra utilizando análisis por computadora de las imágenes para determinar el número y d imensiones de fracturas de superficie. 1 1. El método de conformidad con la reivindicación 1 0 , caracterizado porque el número y dimensiones de fracturas de superficie de las fibras está determinado por análisis de pixel . 12. Él método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 , caracterizado porque ia(s) ímagen(es) de la fibra ca?turada(s) en la etapa b) es/son capturada(s) mientras la fi bra es distribuida de manera aleatoria sobre un portaobjetos de microscopio a una densidad que no mitiga la expresión de los colores de interferencia. 13. El método de conformidad con la reivindicación 12 , caracterizado porque la densidad de fibra varía desde 200 hasta 300 µg/cm2. 14. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la(s) imagen(es) captura(n) las fibras a una ampliación que varía desde 1.5 h asta 5 veces su tamaño real. 15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el método incluye también capturar una serie de imágenes, cada una de un segmento diferente de las fibras de muestra, y que un valor promedio y/o distribución de madurez de ia fibra se determina a partir de las imágenes, 16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4, 9 y 11 , caracterizado porque el tamaño de cada pixel es igual a o mayor que 6.45µm x 6.45pm. 17. Un aparato para medir la madurez o grosor de pared de celda de una muestra de fibra de celulosa, el aparato que incluye: a) una trayectoria de luz óptica que tiene una fuente de luz polarizada que puede ser dirigida a través de una placa compensadora antes de ser transmitida a través de una muestra de fibra que es probada después por medio de lentes polarízadores que están cruzados hacia la dirección de polarización de la fuente de luz polarizada; b) un medio de captura de imagen para capturar una o más imágenes de la muestra de fibras ubicada en la trayectoria de luz óptica de manera que la(s) imagen(es) incluyen colores de interferencia de la muestra; y c) una computadora capaz de analizar ia(s) imagen(es) para determinar la madurez o grosor de pared de celda de la fibra ai comparar los datos de color de interferencia de la(s) imagen(es) con datos de madurez de referencia. 1 8. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 7, caracterizado porque los datos de madurez de referencia están en la forma de datos de interferencia de color. 19. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 7 o 1 8 , caracterizado porque el medio de captura de imagen registra la(s) imagen(es) digítalmente y que el tamaño de cada pixel es igual a o mayor de 6.45µm. X 6.45µm. 20. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 9 , caracterizado porque la computadora es capaz de llevar a cabo el análisis de imagen digital de pixei. 21 . El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque ia computadora es capaz de analizar ia{s> imagenfes) para determinar cualquiera o una combinación de las siguientes características de la fibra: i) la madurez promedio y/o una distribución de madurez de la muestra de fibra; ii) el número de fibras en cada imagen; iii) la anchura de listón de ia fibra en la(s) i agen(es); y iv) el número de circunvoluciones o giros por unidad de longitud de fibra en ía{s) imagen(es). 22. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21 , caracterizado porque ia trayectoria de luz óptica incluye: un bulbo de filamento de tungsteno o diodo emisor de luz blanca; dos lentes polarizadores que están cruzados a aproximadamente 90a; y una placa compensadora para mejorar los colores de interferencia. 23. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, caracterizado porque la(s) imagen(es) es(son) capturada(s) bajo una amplificación que varía desde 1.5 hasta 5 veces su tamaño real.