纺织工业检测技术与仪器的应用分析

前言

　　随着科技的发展，各种高新技术不断地注入到纺织工业中来，给纺织工业注入了新的活力。

     纵观国际纺织工业的发展，新的纺织工艺、新的纺织机械和设备不断涌现，纺织工业呈现出日新月异的变化。纺织检测技术以及检测仪器也随之迅速发展。

　　1 高新技术在纺织检测上的应用

     1.1 红外光谱在纺织纤维鉴别上的应用

　　现在应用于纺织纤维鉴别的红外光谱仪——傅立叶变换红外光谱仪是利用光的色散原理制成的。其鉴别原理是当通过物体后的入射光经棱镜、光栅等单色器使光波色散，把复合光分为单色光，并按波长顺序排列到狭缝平面上并由检测器接受其信号，依次对单色光的强度进行测定，即得到样品的吸收光谱图。以前使用的红外光谱仪由于扫描的每一瞬间只有极窄的一段光波落在检测器上，灵敏度和检测速度均受到限制。而傅立叶变换红外光谱仪利用迈克耳逊干涉仪使光谱信号做到多路传输，并将干涉信号经傅立叶数学变换转换成普通光谱信号，因此，能在同一时刻收集光谱中所有频率的信息，在一分钟内能对全部光谱扫描近千次，因此大大提高了灵敏度和工作效率。通过对大量纺织纤维红外光谱图的分析，可以掌握它们的红外光谱特征，可以实现对混纺织物比例的定量分析。

　　1.2 激光检测在纺织中的应用

　　光电检测装置所采用的辐射源中，激光器有着特别重要的地位。激光的发光原理完全不同于普通光源，从根本上突破了普通光源的种种局限，具有区别于普通光源的优异特性。激光检测是激光在纺织工业中应用的一个重要方面。它可用在验布，检测织物起球、毛羽及其粗糙度，检测织物纬斜，测定纱线直径、条干不匀、纱疵与纤维性能，控制印染，检验服装等方面。

　　1.2.1 激光验布

　　用光电方法寻找织物表面疵点，主要是根据疵点部位的织物表面反射系数与没有疵点的织物表面反射系数不同。当激光辐射从织物表面没有疵点的部位向有疵点的部位转移时，从织物表面反射回来的反射光就会出现变化。因此，当在光电接收器的视野范围内出现比较明显的疵点时，就会引起光电接收器光照度无规律的变化，这时用图像分析器进行分析，再由计算机显示结果即可。激光验布不但提高了劳动效率，而且也提高了检测的准确性。

　　1.2.2 激光检测织物

　　用激光检测法对起球织物进行客观评价，是根据织物起球数目、球粒高度与单位面积上球粒总投影面积来建立球粒分级标准的，将样品与其进行对比来评定织物起球等级。对于织物粗糙度则是由激光传感器通过三角测量技术测量不同位置上的织物高度来评定的。以往检测织物起球与粗糙度是由专家进行主观评估或用接触式测量仪，主管评价结果缺乏可靠性与一致性。利用激光检测克服了上述弊病，实现了快速准确的检测。

　　1.2.3 激光检测纱线

　　激光器反射的光束经扩束后投射到被测纱线上，被测纱线挡住一部分光通量，其余部分由后面配置的光电池接收，转换成光电流与光电压。纱线条干粗细不同，遮挡的光通量不同，光电压与光电流的大小就不同。这样，纱线条干粗细的变化就转换成光电流与光电压大小的变化，这种光电信号是一种弱信号，需经放大滤波后使其成为与条干不匀对应的模拟电压信号，然后由计算机以数字或图形的形式输出结果。

　　1.3 图像处理技术在纺织中的应用

　　目前计算机图像信息处理技术应用在纺织行业的多个方面。一方面用在纺织检测技术与纺织仪器开发。图像信息处理技术在纺织检测技术上的应用范围很广，包括：纤维细度的测定、纱线条干不匀、毛羽、疵点、验布等。因此深入、系统地研究图像信息处理技术在纺织技术检测方面的应用，将会促进相当大的一批纺织仪器的更新换代；另一方面用在织物仿真CAD系统中，利用织物仿真模拟技术开发新产品。中国纺织科学研究院开发的织物仿真CAD系统就是一种利用仿真模拟的方法开发织物面料产品的软件。目前投放市场的织物仿真CAD系统，其技术水平已达到世界先进水平，某些方面还领先于国际水平，如双层表里换层的织物的模拟、起毛织物的表面模拟方法等。实际上图像信息处理技术在纺织业中的应用还大有潜力。比如，在现有的织物仿真CAD系统基础上，与纺织检测技术结合起来，可以实现从对纱线实物的检测到织物的模拟仿真，不仅可以评定纱线质量，为指导生产提供依据，而且可以预测用该纱线织成的织物外观质量。

　　2 检测技术与仪器的发展状况与趋势

　　我国常规纺织仪器的发展已经基本能满足纺织工业对纺织材料性能测试的要求，一批高科技含量的测试仪器纷纷上市，如：电容式条干仪、电容式纤维长度仪、全自动单纱强力仪等。有的仪器已经或者基本接近国际先进水平，为我国纺织品的技术检测提供了较大的选择空间。检测仪器的发展集中体现在以下一些方面：检测仪器向多功能化、自动化方向发展；仪器控制和数据处理已计算机化；光电转换技术的应用日益广泛；仍由手工操作的检测逐渐实现仪器化等。

　　目前，国内外纺织测试仪器在测试性能和高新技术应用等方面都有不同程度的改进和提高，主要表现在以下一些方面：测试品种适应性更加广泛；测试技术特别注重环境模拟和精确度；工艺参数测定更趋向于实时检测和在机检测；电脑控制数字式处理更加普及；检测操作更加智能化、自动化和低技能化等。我们可以真实的感受到现代科技的进步、电子信息技术的普及和机电一体化进展给纺织检测技术带来的重大变化。

　　2.1 检测功能自动化、电脑化

　　实践证明，采用计算机和电测技术改造传统落后的检测方式对简化仪器结构、提高检测精确度、工作稳定性和可靠性等有着明显的优越性。微电脑和新型传感器已经成为纺织检测仪器中重要的组成部分，应加快普及与推广。在微机的控制下，检测仪器实现了取样、整理、测试、读取数据、统计计算、信息存储、打印结果的自动化过程，一改往日人工读取数据、记录数据、目测评定样本的落后检验方法，避免了手工操作和主观评价带来的误差，缩短了测试时间而且使操作更为简单、准确。由于微机的自动控制功能代替了许多机械部件的功能，从而使仪器体积减小，微机功能越强，体积就越小，显得更加轻巧精致。微机还有高速、大容量处理数据的优势，不但提高了检测速度还可以存储所有相关数据以备分析整理，使检测更加准确可信。

　　2.2 实时检测与在机检测

　　在传统的静态检测基础上，许多仪器制造商创建了与实际生产和应用相近的动态测试模式，从而获得更真实的纱线生产和应用状态指标，使检测结果更接近于实际值，使得纱线的生产者和使用者更有效地调整生产工艺和预测产品的耐用性能等。在机检测可以全面地检测纱条质量，比在实验室静态抽取数据更全面、准确。还可相对地减少破坏性实验，减少资源浪费，对于原料昂贵的生产厂家来说更是有着重要的意义。

　　2.3 测试技术注重环境模拟预测

　　充分利用电脑的图像处理功能，新型纺织检测仪器能以直观的图形信息输出和存储，直接显示纱条外观质量及结构性能，还可以模拟预测织物的外观效果，既节省实验性的小样织造过程，又对纱线在产品中的应用效果做出精确客观的判断，使产品设计、工艺的优化有了直观高效的捷径。操作自动化，测试结果的数字化、图像化以及检测数据的随机自动处理，已经逐步取代手感目测的传统检测方法，形成了现代纺织检测技术的鲜明特点。

　　3 结束语

　　新技术、新工艺、新材料的不断涌现，对纺织检测的内容和方法提出了更新、更高的要求；现代科技的发展，促进了电子技术、计算机技术和新型传感器技术的不断提高。我们要不断发展新型的、更高水平的检测仪器，大力加强纺织检测技术的发展，瞄准国际先进水平，拓宽思路，注重创新，引进与开发并举，检测与生产技术并重，以应对日益激烈的国际竞争。