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棉花中異質(zhì)成分檢測---高光譜成像儀
更新時間:2024-04-08瀏覽:3673次
  棉花作為一種重要的原材料,在紡織工業(yè)中扮演著重要的角色。然而,由于在棉花采摘,收購,加工過程中管理不善或者技術(shù)問題,導(dǎo)致目前我國棉花中混雜異性纖維問題突出,棉花中混雜的異性纖維比重雖小,但危害卻很大,這些問題給我國的棉紡市場的銷售和出口產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響,給我國的紡織企業(yè)帶來了嚴(yán)重的損失。
 
  棉花中混雜的異質(zhì)成分會導(dǎo)致如下問題:
  1:紡織時,散落的異性纖維容易使棉紗斷頭,降低生產(chǎn)效率;
  2:織布時,出現(xiàn)大量布面疵點,影響布面質(zhì)量;
  3:染色時,因著色率不同,影響外觀;
 
  這些棉花中混入的異質(zhì)纖維(俗稱“三絲”),主要包括化學(xué)纖維,動物纖維和非棉性纖維,比如丙綸絲(俗稱“編織袋絲”),塑料繩,薄膜,頭發(fā)絲,布條等。為了清除異性纖維,國內(nèi)現(xiàn)有的企業(yè)一般采用兩種方法:人工挑揀和機(jī)器視覺分揀。人工挑選主要靠人力,除了在收購時把好關(guān)外,還需要在喂花前,人工挑選出棉跺中的挑選出異質(zhì)纖維。這種方法費(fèi)時費(fèi)力,效率和成本都很高,另外由于一些異質(zhì)成分和棉花非常相似,導(dǎo)致分揀效率不佳。機(jī)器視覺大大提高了檢出效率并有效的降低了誤檢率,但是,這些混雜成分中,有一些材料和棉花成分非常相似,且是白色或者無色的薄膜,因此對于機(jī)器視覺CCD 來說,這些成分的檢出效率就非常差。
 
  高光譜成像技術(shù)作為一項新型技術(shù),有望解決上述方法中存在的缺陷,大大提高檢測效率并大幅降低企業(yè)成本。本實驗利用卓立漢光儀器有限公司自行組建的高光譜系統(tǒng)對棉花中的異質(zhì)成分進(jìn)行檢測,這些異質(zhì)成分包括:頭發(fā),丙綸絲,透明薄膜等。
 
  實驗器材及樣品:
 

樣品

 

GaiaSorter-N25E-SWIR高光譜成像儀系統(tǒng)

 

  實驗方法:
  將混有異質(zhì)成分的棉花放入分選儀暗箱內(nèi)的樣品臺,溴鎢燈照射,在1000-2500nm范圍內(nèi)采集,通過推掃成像獲取樣品的反射高光譜數(shù)據(jù)。
 
  實驗結(jié)果:
 

白線:透明薄膜;紅色:編織袋絲;綠色:羽毛;藍(lán)色:棉花

 

  以下是各主成分分析結(jié)果:
 

 

  結(jié)論:
  通過對數(shù)據(jù)的分析處理,我們能夠看到在1000-2500nm波段范圍內(nèi),對異質(zhì)成分的檢測效果非常好,主要原因是在此波段內(nèi),異質(zhì)成分的特征光譜曲線有明顯的不同,因此,用高光譜技術(shù)非常容易分辨。未來通過大量實驗數(shù)據(jù)進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)維度,選擇合適的算法,配合高速相機(jī),預(yù)期在紡織工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。
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