高新檢測技術在紡織上的應用

摘要： 文章主要從應用在紡織纖維鑒別上的紅外光譜技術、圖像處理技術及激光技術幾方面闡速了現代高新檢測技術，分析了實時檢測與在機檢測的特點。最后指出，紡織檢測技術正朝著自動化、網絡化、智能化、精確化的方向發(fā)展。
關鍵詞： 紡織檢測儀器；圖像處理；高新檢測技術；發(fā)展；趨勢

       現代高新檢測技術推動了紡織檢測儀器的發(fā)展，也為它的開發(fā)和應用提供了技術支持。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、化學反應產生的各種基團、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”，并將干涉信號經傅立葉數學變換轉換成普通光譜信號，因此，能在同一時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，可以實現對混紡織物比例的定量分析。
1.2  圖像處理技術在紡織中的應用
       目前計算機圖像信息處理技術應用在紡織行業(yè)的多個方面。一方面用在紡織檢測技術與紡織儀器開發(fā)。如纖維細度的測定、紗線條干不勻、毛羽、疵點、驗布等。另一方面用在織物仿真CAD系統(tǒng)中，利用織物仿真模擬技術開發(fā)新產品。在現有的織物仿真CAD系統(tǒng)基礎上，結合紡織檢測技術，可以實現從對紗線實物的檢測到最終織物的模擬仿真，不僅可以評定紗線質量，為指導生產提供依據，而且可以預測用該紗線織成的織物外觀質量。
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(qū)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，主要是根據疵點部位的織物表面反射系數與沒有疵點的織物表面反射系數不同。當激光輻射從織物表面沒有疵點的部位向有疵點的部位轉移時，從織物表面反射回來的反射光就會出現變化。因此，當在光電接收器的視野范圍內出現比較明顯的疵點時，就會引起光電接收器光照度無規(guī)律的變化，這時用圖像分析器進行分析，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行客觀評價，是根據織物起球數目、球粒高度與單位面積上球粒總投影面積來建立球粒分級標準的，將樣品與其進行對比來評定織物起球等級。對于織物粗糙度則是由激光傳感器通過三角測量技術測量不同位置上的織物高度來評定的。以往檢測織物起球與粗糙度是由專家進行主觀評估或用接觸式測量儀，主觀評價結果缺乏可靠性與一致性。利用激光檢測克服了上述弊病，實現了快速準確的檢測。
1.3.3 激光檢測紗線
       激光器反射的光束經擴束后投射到被測紗線上，被測紗線擋住一部分光通量，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     檢測技術與儀器的發(fā)展趨勢與狀況

       我國常規(guī)紡織儀器的發(fā)展已經基本能滿足紡織工業(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，有的儀器已經或者基本接近國際先進水平，為我國紡織品的技術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；光電轉換技術的應用日益廣泛}仍由手工操作的檢測逐漸實現儀器化等。目前，國內外紡織測試儀器在測試性能和高新技術應用等方面都有不同程度的改進和提高，主要表現在以下一些方面：測試品種適應性更加廣泛；測試技術特別注重環(huán)境模擬和精確度；工藝參數測定更趨向于實時檢測和在機檢測；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步，利用纖維對可見光遮蔽、反射的原理，纖維可見光RCB色度學原理，纖維介電系數對電容場的感應原理，纖維在靜電場中伸直、位移及共振的原理，纖維導磁率在強梯度磁場中感應的原理，氣液態(tài)介質在纖維集合體中流動的規(guī)律和射流的規(guī)律，X射線對微晶體反射及干涉的原理等應用到紡織檢測儀器中來；同時微電子技術和電子電路技術的進步，大大提高了綜合測試及自動化水平，特別是電子硬件的數學微分電路、數學積分電路、數學對數轉換電路等的應用，顯著推動了檢測儀器的快速自動運算水平。我們可以真實地感受到現代科技的進步，電子信息技術的普及和機電一體化進展給紡織檢測技術帶來的重大變化。
2.1  檢測功能自動化電腦化
       實踐證明，采用計算機和電測技術改造傳統(tǒng)落后的檢測方式對簡化儀器結構、提高檢測精確度、工作穩(wěn)定性和可靠性等有著明顯的優(yōu)越性。微電腦和新型傳感器已經成為紡織檢測儀器中重要的組成部分。在微機的控制下，檢測儀器實現了取樣、整理、測試、讀取數據、統(tǒng)計計算、信息存儲、打印結果的自動化過程，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評價帶來的誤差，縮短了測試時間而且使操作更為簡單、準確。由于微機的自動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數據以備分析整理，使檢測更加準確可信。
2.2  實時檢測與在機檢測
       在傳統(tǒng)的靜態(tài)檢測基礎上，許多儀器制造商創(chuàng)建了與實際生產和應用相近的動態(tài)測試模式，從而獲得更真實的紗線生產和應用狀態(tài)指標，使檢測結果更接近于實際值，使得紗線的生產者和使用者更有效地調整生產工藝和預測產品的耐用性能等。在機檢測可以全面地檢測紗條質量，比在實驗室靜態(tài)抽取數據更全面、準確。還可相對地減少破壞性實驗，減少資源浪費，對于原料昂貴的生產廠家來說更是有著重要的意義。
2.3  測試技術注重環(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的圖形信息輸出和存儲，直接顯示紗條外觀質量及結構性能，還可以模擬預測織物的外觀效果，既節(jié)省實驗性的小樣織造過程，又對紗線在最終產品中的應用效果做出精確客觀的判斷，使產品設計、工藝的優(yōu)化有了直觀高效的捷徑。操作自動化，測試結果的數字化 圖像化以及檢測數據的隨機自動處理，已經逐步取代手感耳測的傳統(tǒng)檢測方法，形成了現代紡織檢測技術的鮮明特點氧化還原測試器| 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: 

       新技術、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，促進了電子技術、計算機技術和新型傳感器技術的不斷提高。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的發(fā)展，瞄準國際先進水平，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