高新檢測技術(shù)在紡織上的應用

摘要： 文章主要從應用在紡織纖維鑒別上的紅外光譜技術(shù)、圖像處理技術(shù)及激光技術(shù)幾方面闡速了現代高新檢測技術(shù)，分析了實(shí)時(shí)檢測與在機檢測的特點(diǎn)。最后指出，紡織檢測技術(shù)正朝著(zhù)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化、精確化的方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞： 紡織檢測儀器；圖像處理；高新檢測技術(shù)；發(fā)展；趨勢

       現代高新檢測技術(shù)推動(dòng)了紡織檢測儀器的發(fā)展，也為它的開(kāi)發(fā)和應用提供了技術(shù)支持。如：將紡織材料對紫外光譜的吸收、反射原理，對近紅外、中紅外吸收、反射原理，對微波共振腔不同模電磁波的吸收共振原理、纖維對聲振動(dòng)共振吸收的原理、纖維中聲速傳遞的原理、纖維中熱傳導的原理、纖維內水蒸汽和液態(tài)水傳遞的原理、纖維表面水蒸發(fā)原理、干態(tài)和濕態(tài)纖維電傳導的原理、液體中離子電荷在纖維表面分布的原理、化學(xué)反應產(chǎn)生的各種基團、離子的電性能和其它性能對電和磁作用的原理、紡織品上靜電場(chǎng)分布與泄漏等紛紛應用到紡織檢測儀器中紡織檢測儀器的最新發(fā)展。主要表現在以下幾方面。

1     高新檢測技術(shù)在紡織上的應用

1.1  紅外光譜在紡織纖維鑒別上的應用
       現在應用于紡織纖維鑒別的紅外光譜儀--傅立葉變換紅外光譜儀是利用光的色散原理制成的。傅立葉變換紅外光譜儀利用邁克耳遜干涉儀使光譜信號做到“多路傳輸”，并將干涉信號經(jīng)傅立葉數學(xué)變換轉換成普通光譜信號，因此，能在同一時(shí)刻收集光譜中所有頻率的信息，在一分鐘內能對全部光譜掃描近千次，從而大幅度提高了靈敏度和工作效率。通過(guò)對大量紡織纖維紅外光譜圖的分析，掌握了它們的紅外光譜特征，可以實(shí)現對混紡織物比例的定量分析。
1.2  圖像處理技術(shù)在紡織中的應用
       目前計算機圖像信息處理技術(shù)應用在紡織行業(yè)的多個(gè)方面。一方面用在紡織檢測技術(shù)與紡織儀器開(kāi)發(fā)。如纖維細度的測定、紗線(xiàn)條干不勻、毛羽、疵點(diǎn)、驗布等。另一方面用在織物仿真CAD系統中，利用織物仿真模擬技術(shù)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。在現有的織物仿真CAD系統基礎上，結合紡織檢測技術(shù)，可以實(shí)現從對紗線(xiàn)實(shí)物的檢測到最終織物的模擬仿真，不僅可以評定紗線(xiàn)質(zhì)量，為指導生產(chǎn)提供依據，而且可以預測用該紗線(xiàn)織成的織物外觀(guān)質(zhì)量。
1.3  激光檢測在紡織中的應用
       光電檢測裝置所采用的輻射源中，激光器有著(zhù)特別重要的地位。激光的發(fā)光原理完全不同于普通光源，從根本上突破了普通光源的種種局限，具有區別于普通光源的優(yōu)異特性。激光檢測是激光在紡織工業(yè)中應用的一個(gè)重要方面。它可用在驗布，檢測織物起球、毛羽及其粗糙度，檢測織物緯斜，測定紗線(xiàn)直徑、條干不勻、紗疵與纖維性能，控制印染，檢驗服裝等方面。
1.3.1 激光驗布
       用光電方法尋找織物表面疵點(diǎn)，主要是根據疵點(diǎn)部位的織物表面反射系數與沒(méi)有疵點(diǎn)的織物表面反射系數不同。當激光輻射從織物表面沒(méi)有疵點(diǎn)的部位向有疵點(diǎn)的部位轉移時(shí)，從織物表面反射回來(lái)的反射光就會(huì )出現變化。因此，當在光電接收器的視野范圍內出現比較明顯的疵點(diǎn)時(shí)，就會(huì )引起光電接收器光照度無(wú)規律的變化，這時(shí)用圖像分析器進(jìn)行分析，再由計算機顯示結果即可。激光驗布不但提高了勞動(dòng)效率，而且也提高了檢測的準確性。
1.3.2 激光檢測織物
       用激光檢測法對起球織物進(jìn)行客觀(guān)評價(jià)，是根據織物起球數目、球粒高度與單位面積上球�？偼队懊娣e來(lái)建立球粒分級標準的，將樣品與其進(jìn)行對比來(lái)評定織物起球等級。對于織物粗糙度則是由激光傳感器通過(guò)三角測量技術(shù)測量不同位置上的織物高度來(lái)評定的。以往檢測織物起球與粗糙度是由專(zhuān)家進(jìn)行主觀(guān)評估或用接觸式測量?jì)x，主觀(guān)評價(jià)結果缺乏可靠性與一致性。利用激光檢測克服了上述弊病，實(shí)現了快速準確的檢測。
1.3.3 激光檢測紗線(xiàn)
       激光器反射的光束經(jīng)擴束后投射到被測紗線(xiàn)上，被測紗線(xiàn)擋住一部分光通量，其余部分由后面配置的光電池接收，轉換成光電流與光電壓。紗線(xiàn)條干粗細不同，遮擋的光通量不同，光電壓與光電流的大小就不同。這樣，紗線(xiàn)條干粗細的變化就轉換成光電流與光電壓大小的變化，這種光電信號是一種弱信號，需經(jīng)放大濾波后使其成為與條干不勻對應的模擬電壓信號，然后由計算機以數字或圖形的形式輸出結果。

2     檢測技術(shù)與儀器的發(fā)展趨勢與狀況

       我國常規紡織儀器的發(fā)展已經(jīng)基本能滿(mǎn)足紡織工業(yè)對紡織材料性能測試的要求，一批高科技含量的測試儀器紛紛上市，有的儀器已經(jīng)或者基本接近國際先進(jìn)水平，為我國紡織品的技術(shù)檢測提供了較大的選擇空間。檢測儀器的發(fā)展集中體現在以下一些方面：檢測儀器向多功能化、自動(dòng)化方向發(fā)展；儀器控制和數據處理已計算機化；光電轉換技術(shù)的應用日益廣泛}仍由手工操作的檢測逐漸實(shí)現儀器化等。目前，國內外紡織測試儀器在測試性能和高新技術(shù)應用等方面都有不同程度的改進(jìn)和提高，主要表現在以下一些方面：測試品種適應性更加廣泛；測試技術(shù)特別注重環(huán)境模擬和精確度；工藝參數測定更趨向于實(shí)時(shí)檢測和在機檢測；電腦控制數字式處理更加普及；檢測操作更加智能化、自動(dòng)化和低技能化等。近期紡織檢測儀器在檢測原理等方面有了不少進(jìn)步，利用纖維對可見(jiàn)光遮蔽、反射的原理，纖維可見(jiàn)光RCB色度學(xué)原理，纖維介電系數對電容場(chǎng)的感應原理，纖維在靜電場(chǎng)中伸直、位移及共振的原理，纖維導磁率在強梯度磁場(chǎng)中感應的原理，氣液態(tài)介質(zhì)在纖維集合體中流動(dòng)的規律和射流的規律，X射線(xiàn)對微晶體反射及干涉的原理等應用到紡織檢測儀器中來(lái)；同時(shí)微電子技術(shù)和電子電路技術(shù)的進(jìn)步，大大提高了綜合測試及自動(dòng)化水平，特別是電子硬件的數學(xué)微分電路、數學(xué)積分電路、數學(xué)對數轉換電路等的應用，顯著(zhù)推動(dòng)了檢測儀器的快速自動(dòng)運算水平。我們可以真實(shí)地感受到現代科技的進(jìn)步，電子信息技術(shù)的普及和機電一體化進(jìn)展給紡織檢測技術(shù)帶來(lái)的重大變化。
2.1  檢測功能自動(dòng)化電腦化
       實(shí)踐證明，采用計算機和電測技術(shù)改造傳統落后的檢測方式對簡(jiǎn)化儀器結構、提高檢測精確度、工作穩定性和可靠性等有著(zhù)明顯的優(yōu)越性。微電腦和新型傳感器已經(jīng)成為紡織檢測儀器中重要的組成部分。在微機的控制下，檢測儀器實(shí)現了取樣、整理、測試、讀取數據、統計計算、信息存儲、打印結果的自動(dòng)化過(guò)程，一改往日人工讀取數據、記錄數據、目測評定樣本的落后檢驗方法，避免了手工操作和主觀(guān)評價(jià)帶來(lái)的誤差，縮短了測試時(shí)間而且使操作更為簡(jiǎn)單、準確。由于微機的自動(dòng)控制功能代替了許多機械部件的功能，從而使儀器體積減小，微機功能越強，體積就越小，顯得更加輕巧精致。微機還有高速、大容量處理數據的優(yōu)勢，不但提高了檢測速度還可以存儲所有相關(guān)數據以備分析整理，使檢測更加準確可信。
2.2  實(shí)時(shí)檢測與在機檢測
       在傳統的靜態(tài)檢測基礎上，許多儀器制造商創(chuàng )建了與實(shí)際生產(chǎn)和應用相近的動(dòng)態(tài)測試模式，從而獲得更真實(shí)的紗線(xiàn)生產(chǎn)和應用狀態(tài)指標，使檢測結果更接近于實(shí)際值，使得紗線(xiàn)的生產(chǎn)者和使用者更有效地調整生產(chǎn)工藝和預測產(chǎn)品的耐用性能等。在機檢測可以全面地檢測紗條質(zhì)量，比在實(shí)驗室靜態(tài)抽取數據更全面、準確。還可相對地減少破壞性實(shí)驗，減少資源浪費，對于原料昂貴的生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)更是有著(zhù)重要的意義。
2.3  測試技術(shù)注重環(huán)境模擬預測
       充分利用電腦的圖像處理功能，新型紡織檢測儀器能以直觀(guān)的圖形信息輸出和存儲，直接顯示紗條外觀(guān)質(zhì)量及結構性能，還可以模擬預測織物的外觀(guān)效果，既節省實(shí)驗性的小樣織造過(guò)程，又對紗線(xiàn)在最終產(chǎn)品中的應用效果做出精確客觀(guān)的判斷，使產(chǎn)品設計、工藝的優(yōu)化有了直觀(guān)高效的捷徑。操作自動(dòng)化，測試結果的數字化 圖像化以及檢測數據的隨機自動(dòng)處理，已經(jīng)逐步取代手感耳測的傳統檢測方法，形成了現代紡織檢測技術(shù)的鮮明特點(diǎn)氧化還原測試器| 測力儀/測力計| 粘度計| 壓差計| 水活度儀| 邏輯分析儀。

3     結束語(yǔ): 

       新技術(shù)、新工藝、新材料的不斷涌現，對紡織檢測的內容和方法提出了更新、更高的要求；現代科技的發(fā)展，促進(jìn)了電子技術(shù)、計算機技術(shù)和新型傳感器技術(shù)的不斷提高。我們不斷發(fā)展新型的、更高水平的檢測儀器，大力加強紡織檢測技術(shù)的發(fā)展，瞄準國際先進(jìn)水平，拓寬思路，注重創(chuàng )新 以應對日益激烈的國際競爭。

參考文獻：

[1] 陳國芬．人世后我國紡織品檢測技術(shù)的發(fā)展與思考[J]．現代紡織科技，2002，(2)：29-32．
[2] 陳肖南，劉寶榮．我國紡織品檢測技術(shù)的現狀與發(fā)展[J]．四JII紡織科技，2002，(6)：40-43．

作者：李岳 李岳 嚴瑛 張弦