專(zhuān)利名稱(chēng)：用于薄網(wǎng)型紡織材料的二維連續(xù)監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所涉及的方法和儀器是在加工過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)和對(duì)紡織材料的薄網(wǎng)的各種雜質(zhì)進(jìn)行控制。在最佳實(shí)施例中，所涉及的各種雜質(zhì)是指在棉花或其它纖維材料中的單纖維、單個(gè)棉結(jié)、和單個(gè)的雜質(zhì)顆粒。薄網(wǎng)或者是有目的地從正在加工的原料的樣品中得到的，或者是從某一加工設(shè)備中得到的。測(cè)試是用圖象來(lái)分析的，采用范圍較寬的光譜響應(yīng)的電荷偶合器件(CCD)相機(jī)。
為進(jìn)一步確定本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域，提供了可從連續(xù)加工的紡織生產(chǎn)設(shè)備中得到的加工中的樣品的方法。然后圖象分析生成立體的、光譜的和暫時(shí)的圖案識(shí)別或過(guò)濾(SSFF)。SSFF依次辨別在薄網(wǎng)中的各種雜質(zhì)。
在紡織原料中存在的有害雜質(zhì)，如棉結(jié)和雜質(zhì)顆粒是一種其嚴(yán)重性日益增加的問(wèn)題。棉花的采集和加工技術(shù)，如需要在軋棉或在紡織廠的加工初期階段強(qiáng)化清潔功能。這些功能可以排除其它雜質(zhì)和棉籽，但在許多情況下是把雜質(zhì)打碎成更小的雜質(zhì)粒子，然后一些留在了纖維中。在后加工階段除去它們更加困難。更遭的是這種強(qiáng)化清潔功能逐漸增加了棉結(jié)的生成。因此在扎棉或紡織廠的連續(xù)生產(chǎn)中，為了能最優(yōu)地控制這些有害雜質(zhì)，監(jiān)控這些有害的雜質(zhì)就越來(lái)越重要了。
在多數(shù)的生產(chǎn)過(guò)程中，要檢測(cè)100%的生產(chǎn)過(guò)程是不可能的，只能得到加工中的材料的樣本去檢測(cè)。在多數(shù)的紡織加工設(shè)備中，可方便地得到一簇形式的纖維樣品。因此需要新的方法以得到一個(gè)有代表性的樣品，為圖象分析測(cè)試，把樣品設(shè)置成薄網(wǎng)的格式。近來(lái)研制的圖象分析技術(shù)錯(cuò)誤地對(duì)全部生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行100%檢測(cè)是一值得注意的例外。下面將例舉較好實(shí)施例，以檢測(cè)梳棉機(jī)上的薄棉網(wǎng)。以前的檢測(cè)方法和儀器費(fèi)用非常大或圖象分析不能實(shí)際應(yīng)用。本發(fā)明克服了這些缺點(diǎn)。
依照本發(fā)明，為控制梳棉機(jī)的棉網(wǎng)提供在線檢測(cè)。最好在100%的薄的棉網(wǎng)上找出有害的雜質(zhì)，對(duì)后道工序來(lái)說(shuō)識(shí)別出它們非常必要，或者最終導(dǎo)致影響紡織產(chǎn)品的價(jià)格，因此，應(yīng)該盡早采取控制措施以除掉和排除這些在棉網(wǎng)中的雜質(zhì)。這些棉網(wǎng)的清潔設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)“FIX”。
依照本發(fā)明的一個(gè)特例，提供一套儀器檢測(cè)紡織材料的薄網(wǎng)。薄網(wǎng)可以在紡織設(shè)備加工中檢測(cè)或從紡織加工設(shè)備中分離出來(lái)檢測(cè)。薄網(wǎng)包括各種形式的雜質(zhì)，如纖維和雜質(zhì)。成象裝置接收從薄網(wǎng)中得到的電磁輻射，然后轉(zhuǎn)變成圖象信號(hào)。這些圖象信號(hào)對(duì)應(yīng)于含有各種雜質(zhì)的薄網(wǎng)的圖象，且薄網(wǎng)相對(duì)于成象裝置是運(yùn)動(dòng)的。成象裝置至少對(duì)薄網(wǎng)上的一條橫向于棉網(wǎng)且大致垂直于棉網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)方向的條帶重復(fù)掃描。一臺(tái)計(jì)算機(jī)從成象裝置接收?qǐng)D象信號(hào)，相應(yīng)這些圖象產(chǎn)生數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)分析找出在棉網(wǎng)中找的雜質(zhì)。計(jì)算機(jī)進(jìn)一步確定找出來(lái)的各種雜質(zhì)參數(shù)，然后輸出能標(biāo)明棉網(wǎng)中各種雜質(zhì)的信號(hào)參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，成象裝置和計(jì)算機(jī)進(jìn)一步包括分辨儀器，如一種光譜光柵或棱鏡，根據(jù)接收的電磁輻射，網(wǎng)的同一位置生成一系列光學(xué)圖象，每一光學(xué)圖象由圖象光譜的內(nèi)容區(qū)分于其他的圖象。計(jì)算機(jī)根據(jù)一系列的光學(xué)圖象產(chǎn)生一系列的有代表性的數(shù)據(jù)，并且分析數(shù)據(jù)以找出各種雜質(zhì)的圖象。根據(jù)有代表性的數(shù)據(jù)分析，計(jì)算機(jī)確定收到電磁輻射的光譜內(nèi)容，這些電磁輻射是由棉網(wǎng)各種雜質(zhì)產(chǎn)生的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，成象裝置通常還帶有對(duì)薄網(wǎng)同一位置產(chǎn)生一系列分時(shí)圖象的儀器。在一個(gè)較好的實(shí)施例中，設(shè)置一個(gè)罩從薄網(wǎng)上接受電磁輻射，以遮住電磁輻射的一部分，同時(shí)至少傳送第一和第二個(gè)空間分開(kāi)的電磁輻射部分，把電磁輻射空間分開(kāi)的第一和第二部分的光學(xué)聚焦圖象成象到一排傳感器上，該傳感器產(chǎn)生相應(yīng)于電磁輻射空間分開(kāi)的第一和第二部分的圖象信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，成象裝置至少生成第一和第二在薄網(wǎng)的同一位置上的分時(shí)圖象。第一分時(shí)圖象是當(dāng)網(wǎng)首次照明的情況下產(chǎn)生的，第二分時(shí)圖象是當(dāng)網(wǎng)經(jīng)歷第二次與第一次的照明條件不同的照明條件下產(chǎn)生的圖象。在一個(gè)實(shí)施例中，第一次照明條件是照網(wǎng)的前面，第二次是照網(wǎng)的背面。因此，計(jì)算機(jī)根據(jù)網(wǎng)中雜質(zhì)的明顯尺寸、明顯形狀、明顯顏色把網(wǎng)中的雜質(zhì)分類(lèi)。
當(dāng)把圖一起來(lái)考慮時(shí)，參照以下圖示能更好地理解本發(fā)明，圖示詳細(xì)地描述了本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是正在管道中被氣流輸送的纖維束橫截面草圖，采樣器在管道的壁上;
圖2類(lèi)似圖1，表示在操作中的采樣器，該采樣器從管道中取出纖維樣品;
圖3是進(jìn)一步圖示采樣器的操作過(guò)程的草圖，采樣器把纖維傳送到滾筒;
圖4是采樣器把纖維樣品送到滾筒，然后送到玻璃板上;
圖5所示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，紡織纖維由纖維分梳器加工，通過(guò)獨(dú)立的纖維檢測(cè)器傳送，沉淀在圓形的網(wǎng)上以進(jìn)一步進(jìn)行檢測(cè);
圖6是一個(gè)截面圖，是本發(fā)明的一過(guò)執(zhí)行過(guò)程，它與道夫滾筒上的網(wǎng)和/或是當(dāng)纖維網(wǎng)離開(kāi)紡織機(jī)器的道夫羅拉時(shí)的網(wǎng)有關(guān);
圖7A是一個(gè)含有紡織纖維條的管道的截面圖，一個(gè)針狀的采樣器對(duì)紡織纖維條進(jìn)行采樣;
圖7B是一個(gè)加工狀態(tài)的草圖，纖維樣品從圖7A中的針狀纖維采樣器中分離;
圖8所示是含有兩個(gè)CCD相機(jī)的光學(xué)成象系統(tǒng)的框圖，它對(duì)纖維網(wǎng)正背面照明;
圖9是圖8的光學(xué)成象系統(tǒng)的更詳細(xì)示意圖;
圖10是用在圖8的光學(xué)成象系統(tǒng)的罩;
圖11所示是CCD相機(jī)的信號(hào)怎樣被讀到記憶器中和圖象緩沖器中的示意圖;
圖12是表示從CCD相機(jī)來(lái)的圖象被儲(chǔ)存到四個(gè)記憶庫(kù)中;
圖13表示另一個(gè)系統(tǒng)，用于讀取CCD相機(jī)和儲(chǔ)存圖象;
圖14表示整個(gè)用于處理光學(xué)成象系統(tǒng)的生成的圖象的處理過(guò)程的框圖;
圖15是在圖象緩沖器中的兩個(gè)圖象的圖示;
圖16A和較16C表示雜質(zhì)的可能幾何形狀，圖16B和16D分別表示圖16A和16C雜質(zhì)的特征圖象，該圖象是由一個(gè)半徑繞幾何圖形的中心轉(zhuǎn)動(dòng)及相對(duì)于半徑的角度位置用曲線表示的半徑長(zhǎng)度產(chǎn)生的。
圖17A和圖17B是一個(gè)關(guān)于計(jì)算機(jī)的程序流程圖，表示一種方法，即用本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)分辨紡織薄網(wǎng)中的不同雜質(zhì)。
圖18表示本發(fā)明的較好的排雜器的端部橫截面圖。
圖19表示排雜器在圖18中沿圖19-19線截面圖。
圖20和圖21分別是根據(jù)圖18和圖19中350排雜器的放大圖。
圖22表示本發(fā)明帶有針布的輥筒(如道夫錫林滾筒)的排雜系統(tǒng)的截面圖。
實(shí)施的詳細(xì)說(shuō)明成網(wǎng)取樣器圖1表示許多簇纖維10在管道11里沿著箭頭13所指的方向由氣流輸送。在管道的一側(cè)設(shè)置了一塊穿孔壁12，并配有一塊實(shí)心擋板14，以便封住這塊穿孔壁并蓋住管道11的實(shí)體部分。這塊擋板14保持了管道11內(nèi)外的壓力差。圖1中所表示的是處在裝載位置的取樣板18裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17上，例如，一臺(tái)液壓馬達(dá)及其控制裝置上，并且根據(jù)生產(chǎn)線21上的控制信號(hào)的指令繞著軸線19轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)入氣流中，以此捕集撞在取樣板上的纖維簇10。如圖2所示，在按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)進(jìn)入氣流的過(guò)程中，有相當(dāng)數(shù)量撞上的纖維簇10被取樣板18的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)所收集，并最終被送到一個(gè)密封的位置。在板18運(yùn)動(dòng)到圖2所示的封閉位置之后，用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械機(jī)構(gòu)23，例如液壓缸和活塞及其控制裝置，當(dāng)通過(guò)控制線路25對(duì)其施加適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)時(shí)，撤掉擋板14，使穿孔壁12暴露出來(lái)。
圖2表示取樣板18已經(jīng)到達(dá)穿孔板12上方的取樣位置，而擋板14已經(jīng)被撤走，因?yàn)榇┛装?2上的纖維樣品20的綜合作用和取樣板的密封作用能夠經(jīng)受住管道11內(nèi)外的壓力差。
這一工作過(guò)程的結(jié)果，是通過(guò)穿孔板的孔27形成了可由針式取樣器32取樣的纖維樣品20，該取樣器在相關(guān)未決的、名稱(chēng)為“用于測(cè)試目的分離纖維和其它紡織實(shí)體的針梳設(shè)備”的專(zhuān)利申請(qǐng)中作了詳細(xì)的描述(1992年12月31日申請(qǐng)，案號(hào)為4812000)。在圖2下部的右側(cè)，有一個(gè)用虛線表示的針式取樣器32′，取樣器上帶有處在退回或打開(kāi)位置的關(guān)閉/輸入輥34′。針式取樣器32′(虛線)剛剛開(kāi)始自右向左的移動(dòng)。向著紙的厚度方向大約為2-4英寸寬的一排針33′，緊貼著孔板12移動(dòng)，從而從穿孔27中獲得雜質(zhì)的樣品20，直到取樣器32裝滿(mǎn)并完全移動(dòng)到左邊。這時(shí)，如圖2下左側(cè)的實(shí)線所示，針式取樣器32的關(guān)閉/輸入輥34被關(guān)閉，樣品裝載工序就完成了。在此圖中，輥34用來(lái)代表一種普通的關(guān)閉/輸入輥，這種輥?lái)憫?yīng)旋轉(zhuǎn)和/或平移控制信號(hào)繞其中心軸線旋轉(zhuǎn)和/或作直線移動(dòng)。
取樣器32裝在適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)上，使其能沿水平方向移動(dòng)并向下旋轉(zhuǎn)。通常，取樣器32固定安裝在從液壓馬達(dá)37伸出來(lái)的一根臂35上。在直線型鏈條驅(qū)動(dòng)裝置和軌道36上安裝有托架39，托架39則帶動(dòng)液壓馬達(dá)37在軌道36上作水平運(yùn)動(dòng)。一臺(tái)馬達(dá)和馬達(dá)控制裝置38由線路39的信號(hào)控制，為鏈條驅(qū)動(dòng)裝置和軌道36提供動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)托架39和液壓馬達(dá)37，從而使取樣器32在實(shí)線表示的取樣器32的位置和虛線表示的取樣器32′的位置之間運(yùn)動(dòng)。此外，在從線路43發(fā)來(lái)的信號(hào)的控制下，液壓馬達(dá)37有選擇地使取樣器沿弧線45所示的方向旋轉(zhuǎn)。
如圖3所示，針式取樣器32已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且從靠近穿孔板12的取樣位置移開(kāi)。擋板14又移回圖1中所示的封閉位置，而取樣板18則向順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)回其收藏位置。被捕集在取樣板18上的纖維用壓縮空氣把它們吹掉，重新噴射進(jìn)管道16中的氣流輸送空氣中。圖3還表示針式取樣器已經(jīng)轉(zhuǎn)到與顯象滾筒40對(duì)準(zhǔn)的位置。滾筒40通常在其表面上具有針42和孔44，它梳理纖維并把它們排齊，為纖維的薄網(wǎng)和積存在其中的其它雜質(zhì)起顯象裝置的作用(圖中未表示出薄網(wǎng))。由于使纖維取樣器32中的關(guān)閉/輸入輥34的轉(zhuǎn)動(dòng)與薄網(wǎng)的顯象滾筒40的轉(zhuǎn)動(dòng)互相協(xié)調(diào)一致，所以纖維便均勻地從針33處分離出來(lái)，結(jié)果纖維就均勻地集積在滾筒40上。強(qiáng)制通風(fēng)器43和在通風(fēng)器上的抽吸口45通過(guò)孔筒44進(jìn)行抽吸，幫助纖維從取樣器32集積到滾筒40上。這個(gè)轉(zhuǎn)移步驟的第一個(gè)目的是把100%的纖維樣品，包括樣品中的全部雜質(zhì)，例如棉結(jié)或雜質(zhì)基本上不經(jīng)過(guò)變化就轉(zhuǎn)移過(guò)去。第二個(gè)目的是把樣品成形為向圖象分析裝置50顯象所需要的薄網(wǎng)形式。針式取樣器32的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)，可替換的針式取樣裝置，以及可替換的測(cè)量裝置都披露在相關(guān)未決的，名稱(chēng)為“用于測(cè)試目的的分離單纖維和其它紡織實(shí)體的針梳設(shè)備”的申請(qǐng)中，申請(qǐng)的日期為1992年12月31日(案號(hào)481200)。該申請(qǐng)文件結(jié)合在本申請(qǐng)中作為參考文獻(xiàn)。一般，每次從每個(gè)針式取樣器32轉(zhuǎn)移到顯象滾筒40去的試樣，大約為1克。與這種試樣重量相適應(yīng)的針式取樣器32的寬度大約為4英寸。
顯象滾筒40借助圖象分析裝置50對(duì)含有雜質(zhì)的薄網(wǎng)進(jìn)行顯象檢測(cè)。在圖3的實(shí)施例中，滾筒40上的細(xì)密的針42和孔44用來(lái)確保能均勻地抓取和除雜，以及保證試樣從針33上取下來(lái)時(shí)起梳理和分離作用。因此，圖象分析裝置50測(cè)試已經(jīng)以最佳的方式集積起來(lái)的薄網(wǎng)。下文中將詳盡地?cái)⑹鋈绾问共牧显嚇又械睦w維狀雜質(zhì)達(dá)到均勻和方向一致。
在說(shuō)明本發(fā)明的圖象分析或尺寸控制之前，先說(shuō)明如何完成采樣過(guò)程。在用裝置50完成圖象分析測(cè)量時(shí)，刷子52按照箭頭所示的那樣向右移動(dòng)，使鬃毛54與針42接觸。刷子52和顯象滾筒40按照箭頭55和57所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，于是纖維、棉結(jié)、雜質(zhì)和其它實(shí)物就被刷子52和通過(guò)孔44吹入的壓縮空氣56的聯(lián)合作用從滾筒40上除下來(lái)。同軸引流器58用于通過(guò)導(dǎo)管59提供抽吸作用，借助該導(dǎo)管把氣流從刷子52和滾筒40區(qū)域內(nèi)的氣流抽回到壓縮空氣輸送處理管道中11去。在完成這一工作時(shí)，滑閥60關(guān)閉。該裝置現(xiàn)在準(zhǔn)備好進(jìn)行另一個(gè)測(cè)量程序。在以上的描述過(guò)程中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)及控制都由通常的手段實(shí)現(xiàn)，最好整個(gè)操作過(guò)程由一個(gè)微處理機(jī)為基礎(chǔ)的常用控制裝置或者一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)控制，例如圖8中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144。但如有需要，每個(gè)步驟也可以以手動(dòng)控制。
圖4揭示了另一個(gè)主要利用同一個(gè)圖象分析測(cè)量裝置50的實(shí)施例。圖中的62是為向圖象分析裝置50顯象而形成的薄網(wǎng)。此實(shí)施例中，試樣也和上述的一樣由針式取樣器32取得，并且鋪在顯象滾筒40上，但是這一薄網(wǎng)62是被刷來(lái)來(lái)，落在一塊玻璃板64上，玻璃板的長(zhǎng)度稍長(zhǎng)于滾筒40的周長(zhǎng)。板64可如箭頭所示作左右方向的直線運(yùn)動(dòng)，并由驅(qū)動(dòng)輥67驅(qū)動(dòng)。采用這種方式，仍然保持滾筒40在試樣上顯示的密度，方向性和其它處理的顯象特性和效果，但提供了良好的觀察環(huán)境66。在該環(huán)境下，前方照明68和后方照明70可以一起用，也可以分開(kāi)用，以達(dá)到最佳照明效果。馬達(dá)驅(qū)動(dòng)件載體72反映背景對(duì)比度和其他要素。載體72最好提供黑色背景，但它也能提供白色或其它顏色的背景，鏡面的背景或者用于后方照明，或不需要任何背景。前方照明時(shí)能夠選擇許多不同的背景，以增加對(duì)比度或分辨率，或者，通常提高識(shí)別紡織材料中的各種雜質(zhì)形狀的能力。
在完成檢測(cè)時(shí)，薄網(wǎng)樣品62和玻璃板64一起在導(dǎo)向輥76下方移動(dòng)，由清潔氣源77來(lái)的清理壓縮空氣把薄網(wǎng)剝下，并由同軸引流器80帶動(dòng)的空氣清掃器78來(lái)實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)測(cè)試的材料然后又回到圖3中的加工過(guò)程中去。除塵盤(pán)75清除殘?jiān)?，為?4進(jìn)行下一次測(cè)量作準(zhǔn)備。
圖5表示纖維分梳器102，分梳器是通過(guò)管道把分離的雜質(zhì)和纖維送到一檢測(cè)站82，而檢測(cè)站依次向顯象站88提供雜質(zhì)和纖維。這個(gè)試樣由裝置102分梳的。當(dāng)這些分硫出的雜質(zhì)103通過(guò)光電檢測(cè)站82(M3)后，則沉積在旋轉(zhuǎn)的帶有孔眼的滾筒84中。沉淀是借助于吸口86的輸送空氣的收集達(dá)到的。在觀察站88中的圖象分析系統(tǒng)50與在圖3、圖4中的功能一樣。在這個(gè)實(shí)施例中，試樣受到通風(fēng)壓力系統(tǒng)91引出的環(huán)境控制氣流90的整理，然后排除到由吸口93抽空的一壓力通風(fēng)系統(tǒng)的聚集部92。試樣還要進(jìn)一步受到環(huán)境控制氣流94的調(diào)整，氣流94同樣由通風(fēng)壓力系統(tǒng)96和吸口97收集。
很明顯穿孔滾筒84的圓周速度與試樣100喂入纖維分梳器102的速度相互協(xié)調(diào)，這樣才能由光電傳感器82和圖象分析系統(tǒng)50為檢測(cè)顯象出大致分梳開(kāi)的各種雜質(zhì)。顯象滾筒84的轉(zhuǎn)速慢一些能使更多的各種雜質(zhì)沉淀下來(lái)，然后由在工作站88中的圖象分析系統(tǒng)50檢測(cè)。慶幸的是，申請(qǐng)日期為91年9月19日(案號(hào)07/726613)的相關(guān)未決專(zhuān)利申請(qǐng)介紹了在從光電光照射傳感器來(lái)的信號(hào)和在工作站88中的圖象分析系統(tǒng)50之間采用時(shí)間標(biāo)記的概念。也就是說(shuō)，在試樣100在工作站82和88檢測(cè)時(shí)，有一個(gè)固定的延遲時(shí)間。這樣從工作站82和88的測(cè)試在時(shí)間上匹配。
圖6揭示了一個(gè)聯(lián)機(jī)監(jiān)控最重要的實(shí)施例，其中，圖象分析系統(tǒng)50檢測(cè)梳理機(jī)112的道夫滾筒110上的薄網(wǎng)?；蛟诒【W(wǎng)通過(guò)喇叭口125成條126以前，當(dāng)它剝離道夫或壓輥122時(shí)，圖象分析裝置50檢測(cè)薄網(wǎng)120。易于理解的是，道夫滾筒110上的雜質(zhì)方向和密度與網(wǎng)120中的相同，顯然，在“自由”空間124處檢測(cè)網(wǎng)具有許多優(yōu)勢(shì)，在這里得到前面照明和背面照明比較容易，該處有利于獲得最高的對(duì)比度和分辨率。然而，在某些情況下測(cè)試在圖6所示在空間124處的網(wǎng)是不可能的。此外，在其它情況下，當(dāng)檢測(cè)被道夫滾筒110上的針齒傳送的網(wǎng)時(shí)，圖象分析系統(tǒng)50的分辨能力是非常好的。
圖3、4、5和6揭示了用圖象分析方法測(cè)試紡織材料試樣形成的薄網(wǎng)的較好的檢測(cè)措施?？梢宰詣?dòng)地從生產(chǎn)過(guò)程中取樣，也可以是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制測(cè)試儀測(cè)試的部分樣品，或者是已經(jīng)在梳棉機(jī)上成網(wǎng)的樣品或類(lèi)似的樣品。所有的樣品可便利地用本發(fā)明的圖象分析裝置50測(cè)試。現(xiàn)在來(lái)說(shuō)明一下圖象分析問(wèn)題和說(shuō)明空間、光譜和暫時(shí)圖案識(shí)別或過(guò)濾的SSTF概念。
圖象采集系統(tǒng)參考圖8，它是一個(gè)含有第一和第二的光學(xué)成象裝置130和132的光學(xué)成象系統(tǒng)129的俯示圖，這個(gè)系統(tǒng)帶有CCD的相機(jī)。設(shè)置每個(gè)成象裝置130和132以便能觀測(cè)到至少0.5米寬的網(wǎng)134，通常網(wǎng)是紡織纖維的無(wú)紡網(wǎng)如棉網(wǎng)。設(shè)置成象裝置130和132以便能觀測(cè)大約一半的網(wǎng)，光線相互重疊135大約0.01米。兩個(gè)成象裝置130和132的用途是對(duì)100%的網(wǎng)進(jìn)行光學(xué)觀測(cè)。但減少大約一半的數(shù)據(jù)率。也就是分別從每一個(gè)光學(xué)裝置130和132來(lái)分析數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)率大約為采用一個(gè)裝置用于觀察整個(gè)網(wǎng)的一半，一臺(tái)相機(jī)可以得到兩臺(tái)成象裝置相同的分辨率。
移動(dòng)的網(wǎng)134被寬帶的照明源136和138照明，這個(gè)光源既可以提供可見(jiàn)光也可提供非可見(jiàn)光包括紅外線。光源136照明網(wǎng)134的前面，光源138照明網(wǎng)134的反面，即134的背面。用這種照明安排，照射在網(wǎng)134上的照明形式可以根據(jù)從網(wǎng)134背面網(wǎng)134的或從網(wǎng)的前面反射的光量或兩者的光量所提供信息來(lái)改變。
成象裝置130和132及光源136和138通過(guò)數(shù)據(jù)收集和控制裝置140，142聯(lián)系到圖象處理和儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144里。光學(xué)成象裝置130和132生成的圖象信號(hào)通過(guò)裝置140和142傳送到系統(tǒng)144處理，然后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144通過(guò)裝置140和142向光源136和138發(fā)送控制指令，由此控制光線照在網(wǎng)上的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。系統(tǒng)144包括信息通訊線146，向后述的排雜系統(tǒng)提供信息和控制。
圖象采集系統(tǒng)的操作參考圖8、9、10可更好理解每個(gè)光學(xué)成象裝置130和132的詳細(xì)操作過(guò)程。參考圖8，可以詳細(xì)看到光學(xué)成象系統(tǒng)129一臺(tái)工作著的成象裝置130的圖示，同樣裝置132與裝置130功能類(lèi)似。參考圖8和9，光學(xué)裝置130同時(shí)形成四條光帶150橫貫網(wǎng)134，在圖8和9中分別以1-4標(biāo)示。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，每個(gè)光帶150有0.5毫米寬。呈直角地橫向貫穿通過(guò)大約0.510米的網(wǎng)134。由于兩個(gè)光學(xué)成象裝置130和132用來(lái)觀測(cè)整個(gè)網(wǎng)，光帶150實(shí)際上連續(xù)貫穿網(wǎng)。標(biāo)號(hào)1-4的光帶150是相互分開(kāi)的，間距精確為4.0毫米并沿著網(wǎng)134的運(yùn)動(dòng)方向相平行。這樣，在四條帶150邊對(duì)邊之間的間隙為3.5毫米。
光學(xué)成象系統(tǒng)129帶一對(duì)透鏡152和154以及一個(gè)空間罩156。透鏡152和154的作用是將網(wǎng)134聚焦成一個(gè)圖象在由鏡面160反射之后到CCD相機(jī)和光柵裝置159上?？臻g罩156的作用是將CCD和光柵裝置159的成象限制成四個(gè)光帶150。由于網(wǎng)134是沿箭頭160的方向運(yùn)動(dòng)，最好CCD和光柵裝置159分四次測(cè)量該網(wǎng)。也就是，所有的網(wǎng)134將通過(guò)四個(gè)光帶的每一個(gè)。因此，在頭一次被光帶150觀測(cè)的網(wǎng)134的這部分將在第二條光帶150內(nèi)被第二次觀測(cè)，在第三條光帶150內(nèi)被第三次觀測(cè)，在第四條150內(nèi)被第四次觀測(cè)。這許多光帶是為了保證增加精度和/或取得更多的信息。下面將詳細(xì)敘述。
從CCD和光柵裝置159來(lái)的信號(hào)傳送到讀取電子裝置162，它是探測(cè)和控制裝置140的一部分。讀取電了裝置162提供一個(gè)輸出信號(hào)到圖象處理器164，而處理器又輸出到顯示和儲(chǔ)存裝置166，這兩個(gè)裝置都是圖象處理和儲(chǔ)存計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144的一部分。
網(wǎng)134的速度由速度檢測(cè)器連續(xù)監(jiān)測(cè)，如旋轉(zhuǎn)的編碼器168，它通過(guò)讀取電子裝置162向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144提供速度信息。這個(gè)速度信息很重要，它使系統(tǒng)能利用四條光帶150的重復(fù)信息的優(yōu)越性，從而使諸如雜質(zhì)這樣的被光柵裝置159檢測(cè)出的要找的東西被放到網(wǎng)中下游的適當(dāng)位置然后排除。
現(xiàn)在參考圖10，它是罩156的詳細(xì)圖，罩156包括縫170、172、173和174，用于將CCD和光柵159的成象角限制到四條光帶。縫170，172，173和174控制著帶150的尺寸和形狀。由于帶的寬度在0.5毫米比較理想，這個(gè)寬度(dx)是由所需圖象寬度的因素，以及第一次光元件152的放大倍數(shù)決定的，定為0.5毫米。罩的寬度dy用由透鏡152的放大倍數(shù)和需要檢測(cè)的網(wǎng)的寬度(大約0.512米)的因素決定的。這樣為了讓一個(gè)帶有60毫米焦距的光學(xué)元件152放在1毫米遠(yuǎn)，可以按下列計(jì)算M＝63.8·10-3dx＝32μm以及dy＝32mm罩156是一塊用金屬膜片或用在玻璃基片上用鉻精確刻劃出。
參考圖11，表示CCD陣列和光柵158的截面圖。光線由通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144控制的電子百頁(yè)窗175進(jìn)入的到光柵158，然后撞到在盒子182中靠近窗180安裝在定位架178上的衍射光柵176上。通過(guò)百葉窗175和衍射光柵176后，光經(jīng)過(guò)窗180撞到安裝在盒子182反面的CCD系統(tǒng)184上。衍射光柵176把進(jìn)入的光線分成八條光譜頻道，且光柵是這樣取向的即沿相應(yīng)網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)方向是分散的。這樣光分散是與狹縫170、172、173、174以及對(duì)四根光帶150是垂直的。衍射光柵設(shè)計(jì)成需要的尺寸使它對(duì)應(yīng)于(網(wǎng)上八條帶)在網(wǎng)上的4毫米在CCD的區(qū)域上散出的八條光譜頻道。這樣，并不是在陣列184上的每一光帶150生成一個(gè)圖象，而是，本系統(tǒng)聚焦在陣列184上的每個(gè)光帶150生成八個(gè)平行的圖象。最好選擇這四條光帶150的尺寸和光帶之間的距離使它們不重疊，以精確地保證在CCD陣列184上的每條光帶的八條圖象。由于衍射光柵把光分成光譜頻道，在陣列184上生成的每個(gè)光帶圖象對(duì)每個(gè)光帶150將是具有不同的顏色信息。利用只測(cè)量照射在CCD陣列184上光的強(qiáng)度的CCD陣列，以可見(jiàn)波長(zhǎng)觀測(cè)顏色信息的這種設(shè)計(jì)使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，緊湊。
如果想要收集可見(jiàn)光外的光輻射，需要用圖11和圖15中的反射光柵186替換透光的衍射光柵176。在這個(gè)實(shí)施例中，CCD和光柵裝置158仍帶有電子百葉窗175和在盒子182內(nèi)的光柵184。但是，在這個(gè)實(shí)施例中，反射光柵186放在電子百葉窗175和窗280外面，通過(guò)電子百葉窗175，它可將非可見(jiàn)光如接近紅外的光反射到光柵184上。反射光柵186的功能是把非可見(jiàn)光線分成與圖10中的光柵176相類(lèi)似的光譜頻道。當(dāng)然CCD陣列184必須是對(duì)使用的非可見(jiàn)光反應(yīng)是敏感的。例如，對(duì)于非紅外的輻射，CCD陣列應(yīng)是硅化的白金或水銀鎘的碲化物。對(duì)這些應(yīng)用，該CCD陣列典型地比在可見(jiàn)光里的陣列要提供較低的分辨率。
以上的描述，特別是參考圖8，對(duì)光學(xué)成象裝置130與采集和控制裝置140做了說(shuō)明。最好光學(xué)成象裝置130和140對(duì)于裝置140做了說(shuō)明。最好光學(xué)成象裝置130和140對(duì)于裝置130和140應(yīng)分別是相同的，從圖8中可以更好地理解兩個(gè)成象裝置130和132和兩個(gè)采集與控制裝置140與142。
在圖8里的系統(tǒng)129的操作參考在圖12-14中的電子和數(shù)字處理過(guò)程可以更好地理解。CCD陣列184由1024×32個(gè)象素190排列組成，這樣該32象素面與在CCD陣列184上網(wǎng)134的圖象的運(yùn)動(dòng)是平行的，1024象素190的排列方向垂直的貫穿出現(xiàn)在陣列184上的網(wǎng)134的圖象。陣列184通常在一個(gè)時(shí)刻通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器192讀4個(gè)象素，在A/D轉(zhuǎn)換器中由每個(gè)象素190感應(yīng)出的電壓轉(zhuǎn)換一個(gè)數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)DEMUX194送到數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器196中。由一平均和總的強(qiáng)化累加器198從儲(chǔ)存器中讀取數(shù)據(jù)，然后它輸送數(shù)據(jù)到圖象緩沖寄存裝置200中。累加器198的功能是，把從陣列184輸出的四排1024象素平均，生成圖象的一行放在圖象緩沖寄存器200中。參考圖8，當(dāng)網(wǎng)經(jīng)過(guò)光帶150時(shí)，考慮一個(gè)0.5毫米網(wǎng)134的片斷，可更好理解平均值的處理過(guò)程。
首先考慮這個(gè)假定的斷片第一次出現(xiàn)在第一條光帶150上。電子百葉窗175將露出CCD陣列184，這樣這個(gè)假設(shè)的斷片將第一次被檢測(cè)到。然后這個(gè)斷片將從第一條光帶150移動(dòng)到第二條光帶150。圖象處理器144編碼器168那里接收速度信息，使百葉窗175每當(dāng)網(wǎng)移動(dòng)0.5毫米時(shí)，它開(kāi)起一下。這樣假設(shè)斷片當(dāng)百葉窗175開(kāi)第九次時(shí)，將在第二條光帶位置上，這斷片將由CCD陣列184第二次檢測(cè)。同樣當(dāng)?shù)谑叽伍_(kāi)百葉窗175時(shí)，該斷片在第三光帶上，在百葉窗二十五次開(kāi)起時(shí)，這個(gè)假設(shè)斷片在第四個(gè)光帶上;這樣這個(gè)斷片將被第三和第四次檢測(cè)。從以上解釋中，網(wǎng)上的每一個(gè)斷片都有上述描述的同樣的假設(shè)路徑，并將被檢測(cè)四次。這樣，平均第一、第九、第十七、和第二十五的每個(gè)0.5mm斷片的檢測(cè)，就可得到每一個(gè)斷片的平均測(cè)量值。
參考圖12，儲(chǔ)存器196的控制可以形象化。儲(chǔ)存器196分成四本書(shū)，書(shū)從1到4，定義為標(biāo)號(hào)202，204、206和208。參考圖12和13，下面解釋一下數(shù)據(jù)的獲得。依據(jù)收到從旋轉(zhuǎn)編碼器168(圖8)來(lái)的正確位置指示，百葉窗175(圖9)開(kāi)起大約0.0001秒露出CCD184。圖象獲取的過(guò)程由讀CCD陣列184的第一個(gè)1024象素線開(kāi)始，一次有四個(gè)象素線，然后把它儲(chǔ)存到第一本書(shū)的第一頁(yè)第一排的最右邊的1024的位置。下一個(gè)1024象素線從陣列184中讀取，然后儲(chǔ)存到第一本書(shū)的第二頁(yè)第一行，這是因?yàn)樗硐蟮谝粭l線同樣的空間信息，但是是不同的光譜波長(zhǎng)。每本書(shū)有八頁(yè)，CCD的陣列184的頭八條線讀到第一本書(shū)的八頁(yè)中的第一行。CCD陣列的下八條線儲(chǔ)存到第一本書(shū)八頁(yè)的第二行上。CCD陣列184(線16-24)的再下八行儲(chǔ)存到第一本書(shū)1到8頁(yè)的第三行，CCD陣列的最后八條線儲(chǔ)存到第一本書(shū)八頁(yè)的第四行。
現(xiàn)在CCD已經(jīng)全部讀完了，處理器144等待到編碼器168顯時(shí)網(wǎng)134已經(jīng)移動(dòng)了0.5毫米，把它清除掉。就在這時(shí)，百葉窗175再一次露出來(lái)，產(chǎn)生第二次曝光。第二次也以上述的方式儲(chǔ)存到第一本書(shū)的1-8頁(yè)的5-8行。同樣一系列的曝光都儲(chǔ)存到第一本書(shū)，直到第八次曝光儲(chǔ)存到第一本書(shū)的1-8頁(yè)的29-32行為止。到第九次曝光，如圖12中的204所示的第二本書(shū)。第二本書(shū)含有9-16次曝光。同樣第三和第四本書(shū)分別儲(chǔ)存第17-24和25-32次曝光。從上面的討論中可知，第一本書(shū)儲(chǔ)存的是最早的曝光，而第四本書(shū)儲(chǔ)存的是最新的曝光。
第一本書(shū)中的每頁(yè)的第一行是相應(yīng)同一網(wǎng)上斷片的圖象，第二本書(shū)的每頁(yè)上的第二行、第三本書(shū)每頁(yè)的第三行和第四本書(shū)每頁(yè)上的第四行都是相應(yīng)同一網(wǎng)上的斷片。這樣為在圖象緩沖儲(chǔ)存器200中產(chǎn)生出第一頁(yè)的第一行，累加器198平均出第一本書(shū)第一頁(yè)第一行+第二本書(shū)第一頁(yè)的第二行第三本書(shū)第一頁(yè)第三行+第四本書(shū)第一頁(yè)第四行。以與上述相同的方式累加器198在圖象儲(chǔ)存緩沖存儲(chǔ)器中產(chǎn)生書(shū)1-4的2-8頁(yè)的第一行。
為了產(chǎn)生在圖象緩存器200中的第一頁(yè)第二行，累加器198采用從2、10、18和26次的曝光獲得的數(shù)據(jù)。圖象緩存器200的第二行是平均第一本書(shū)的第一頁(yè)的第五行+第二本書(shū)第一頁(yè)的第六行+第三本書(shū)第一頁(yè)的第七行+第四本書(shū)第一頁(yè)的第八行。同樣，每一次曝光用來(lái)產(chǎn)生在圖象緩存器200中的八頁(yè)的頭8行。另一例子，為了產(chǎn)生圖象緩存器200的八行，累加器198把第一本書(shū)第二十九行+第二本書(shū)的第三十行+第三本書(shū)的第三十一行+第四本書(shū)的第三十二行累加。在圖象緩存器200的第八行計(jì)算出以后，第二本書(shū)，第三本書(shū)和第四本書(shū)都象第一本書(shū)那樣分別重新設(shè)計(jì)成第一本書(shū)，第二本書(shū)、第三本書(shū)和第四本書(shū)。
這樣利用從CCD184的下八個(gè)曝光產(chǎn)生新的第四本書(shū)，圖象緩存器200的八頁(yè)中的每一頁(yè)的下八行以前八行計(jì)算的同樣方式計(jì)算。這個(gè)過(guò)程連續(xù)不斷使圖象緩存器200是一個(gè)滾動(dòng)的圖象緩存器并且總是含有在所有八頁(yè)上的圖象信息的16行。綜上所述，圖象緩存器總是含有每個(gè)網(wǎng)134的16行八個(gè)圖象，稱(chēng)為“頁(yè)”。根據(jù)頻譜(顏色)在圖象緩存器200中的八個(gè)圖象(頁(yè))相互是不同的。也就是說(shuō)，每個(gè)圖象代表一個(gè)特定光譜范圍。如果網(wǎng)產(chǎn)生這一特定光譜范圍的圖象，這個(gè)圖象將出現(xiàn)在含有那個(gè)特定光譜范圍的緩存器200的頁(yè)上。
圖象緩沖器200的輸出，下文將詳細(xì)介紹和分析，圖14描述了一個(gè)替代的實(shí)施例，其中累加器198分為累加器198A和198B，圖象緩存器200也分為兩個(gè)200A和200B。圖14是象征性地代表這些元件，實(shí)際上沒(méi)有必要機(jī)械地分開(kāi)累加器或圖象緩存器，但分開(kāi)它們有助于解釋操作過(guò)程。
圖14所示實(shí)施例，闡明利用建立在系統(tǒng)129中的重復(fù)信息優(yōu)越性的另一種方法。網(wǎng)134的每一個(gè)斷片都被CCD184檢測(cè)或成象四次。在上述實(shí)施例中這四個(gè)重復(fù)圖象被平均而產(chǎn)生一個(gè)圖象。然而，在圖14中的實(shí)施例中，這些重復(fù)信息有不同的使用方法。為了利用這一實(shí)施，每16次曝光后網(wǎng)138的照明將有變化。例如，在頭16次的曝光期間，光源138打開(kāi)以從網(wǎng)的背面照明網(wǎng)134，因此，只有通過(guò)網(wǎng)的光被傳感器184接收。在第二個(gè)16次曝光(曝光17-32次)期間，光源138關(guān)閉，光源140打開(kāi)，這樣只有從網(wǎng)反射的光被陣列184接收。因此光源138和光源140每16次曝光就是交替接通斷開(kāi)，所以網(wǎng)134一次只能被照明一面。累加器198A以上述書(shū)的形式生成圖象緩存器器00A的圖象，只是當(dāng)光源138接通時(shí)，累加器198A只能從第一組16次曝光加上之后的每個(gè)奇數(shù)的16次曝光中接收數(shù)據(jù)。當(dāng)光源140接通，光源138斷開(kāi)時(shí)，累加器198在圖象緩存器200B中產(chǎn)生的圖象書(shū)，只能是偶數(shù)組的16次曝光中接收數(shù)據(jù)。因此，圖象緩存器200A含有透光圖象，而緩存器200B含反射光圖象。每個(gè)圖象實(shí)際上是以先前描述的方式含在八個(gè)分開(kāi)的頁(yè)上的八個(gè)圖象。
操作累加器198A和198B的另一種方法是每八個(gè)曝光之后改變照明，因此光源138在曝光1-8和曝光17-24是接通的，而光源140在曝光9-16和曝光25-32是接通的。在這種情況下，累加器198A只有在奇數(shù)組的八次曝光中將為圖象緩存器200A產(chǎn)生信息，而198B只有在偶數(shù)組的八次曝光中為緩存器200B提供數(shù)據(jù)。
由于圖8所示的系統(tǒng)提供了四次重復(fù)的信息，如果需要的話，所有的真實(shí)的多余的信息被刪掉，網(wǎng)134當(dāng)它通過(guò)光帶150被檢測(cè)時(shí)將有不同的光條件，例如網(wǎng)暴露在四種不同的光照條件下那么從光帶150經(jīng)過(guò)的網(wǎng)上的斷片每次都在不同的照明條件下。如，在第一組八次曝光用紅色照明網(wǎng)134，綠顏色用于第二次八個(gè)曝光，黃顏色用于第三次八個(gè)曝光，蘭顏色用于第四次八個(gè)曝光。在第五次八個(gè)曝光時(shí)，光的條件在每次八個(gè)曝光以相同的次序又重復(fù)一次。以這種方式，網(wǎng)134當(dāng)它經(jīng)過(guò)光帶150時(shí)，它的斷片將在四種光的條件下，網(wǎng)134的不同部分將在不同的位置遇到不同的光條件。例如，網(wǎng)的某個(gè)部分在第一個(gè)光帶為紅色，此外網(wǎng)的另一部分在第2個(gè)光帶也是紅色。但是，所有網(wǎng)上的斷片將處在所有四種光的條件下，只是在不同的位置。在這個(gè)實(shí)施例史，最好用四個(gè)累加器，如累加器198A和198B，每個(gè)累加器被程序設(shè)定，只在某一特定的光條件下照明網(wǎng)134時(shí)，采集數(shù)據(jù)。在這種情況下，每一累加器從第四組的八個(gè)曝光時(shí)采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
由以上給出的例子，說(shuō)明通過(guò)變化光帶150的數(shù)量，圖8的光學(xué)系統(tǒng)可以根據(jù)所需的重復(fù)信息量設(shè)計(jì)。當(dāng)網(wǎng)通過(guò)每個(gè)光帶150時(shí)，這個(gè)重復(fù)信息能用來(lái)減少對(duì)網(wǎng)134同時(shí)曝光所致的信號(hào)干擾率，然后，平均這些結(jié)果。也可以用這個(gè)重復(fù)信息把網(wǎng)放到不同的光條件下，如不同的波長(zhǎng)或方向或不同類(lèi)型的光，因而能采集到網(wǎng)134更多的信息。
參考圖15，除了反射光柵186被安裝成光線反射到CCD陣列184上外，圖15所示的是一個(gè)類(lèi)似圖8中的系統(tǒng)。當(dāng)由光源138和光源140提供的光照是接近紅外輻射時(shí)，可使用這個(gè)裝置。這樣圖5用于說(shuō)明圖11的光學(xué)排列怎樣適合圖8系統(tǒng)。
再次參考圖12和14，陣列184包括1024象素行，每一象素檢測(cè)網(wǎng)134的0.5毫米×0.5毫米區(qū)域。由于網(wǎng)134的整個(gè)寬度為1米，兩個(gè)光學(xué)成象裝置130和132可以放在從0到24個(gè)象素的任何重疊位置。在最佳實(shí)施例中，裝置130和132放置在20個(gè)象素或0.01米重疊位置，這樣，每個(gè)相機(jī)有一個(gè)觀測(cè)角度，以便以4個(gè)象素或2毫米的距離懸掛在網(wǎng)的邊緣的外部。光學(xué)成象裝置130和132的重疊區(qū)通常用于使裝置130和132排齊，使它們能精確地檢測(cè)在重疊區(qū)的網(wǎng)134的相同部分。重疊保證全面地檢測(cè)網(wǎng)134，并易于使裝置130和132在一條線上。當(dāng)然，單個(gè)的光學(xué)成象裝置可以在減少需要的清晰度或使用更高級(jí)分辨率的CCD陣列184時(shí)來(lái)替代裝置130和132。
各種雜質(zhì)的辯認(rèn)參考圖14，它是顯示和儲(chǔ)存系統(tǒng)166的方塊圖。在這個(gè)圖中有兩個(gè)圖象緩存器210和212，在圖12中所示的這些圖象緩存器200與上述的每一個(gè)圖象緩存器都是相同的。這樣每個(gè)緩存器210和212在八個(gè)稱(chēng)為頁(yè)的儲(chǔ)存位置上含八個(gè)圖象。每頁(yè)是16×1024的數(shù)據(jù)陣列。圖象緩存器210和212的圖象數(shù)據(jù)依次讀入到處理緩存器214和216中。兩個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)218和220用于按照緩存器214和216中的數(shù)據(jù)運(yùn)行，兩個(gè)數(shù)字處理器(DPS)218和220中的每一個(gè)由中心處理器222控制。處理器222也與常用的終端224和通訊線146相連。
儲(chǔ)存在處理緩存器214和216的原始數(shù)據(jù)代表網(wǎng)134的各種特征。DSP的218和220及中心處理器222程序設(shè)計(jì)成利用含在圖象里的光譜和空間信息，翅要找的各種雜質(zhì)定位，然后分類(lèi)并辨認(rèn)出來(lái)。例如，在較佳的實(shí)施中，系統(tǒng)166程序設(shè)計(jì)定位出在纖維無(wú)紡網(wǎng)134中的雜質(zhì)和棉結(jié)。參考圖17A，在程序中第一步230是根據(jù)它的光照強(qiáng)度值賦予在處理緩存器214和216中的每個(gè)象素二進(jìn)制值，1或0。為此，我們定義帶有數(shù)值1(開(kāi))的任何一個(gè)象素為一個(gè)特征，帶有數(shù)值0(關(guān))的任何一個(gè)象素為背景。對(duì)于在透光模式中接收的圖象信息，要找的實(shí)物使光線變?nèi)?，這樣程序賦其背景值不到所有象素背景值30%的任一象素的值為1。對(duì)于在反射光模式中獲得的圖象信息，我們感興趣的是那些高于背景值30%以上的象素，它們被賦值為1，其它象素賦值為0。對(duì)于緩存器214和216的八頁(yè)中的所有圖象都用二進(jìn)制。用以上的二進(jìn)制方式賦值，相同特征的辨別技術(shù)和尺寸計(jì)算可用在透光或是在反射光中產(chǎn)生的圖象的操作上。
如在程序中緊跟向二進(jìn)制圖象的轉(zhuǎn)換的步驟232所示，通過(guò)檢查上面的特征重疊的象素行，對(duì)圖象緩沖器進(jìn)行篩選。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)檢查上部象素行周?chē)拿總€(gè)象素來(lái)完成的。如果鄰的五個(gè)象素的值是1，那么認(rèn)為這個(gè)特征是一個(gè)重疊的。該特征占據(jù)的行數(shù)就確定了，這個(gè)數(shù)值提供到控制線路由行的數(shù)量促使時(shí)間的更新。用這種方式，控制圖象緩存器的更新時(shí)間，這樣提供到處理緩存器214和216的圖象在邊緣不會(huì)重疊。在可替代的實(shí)施例中，不是控制圖象緩存器的更新時(shí)間來(lái)避免重疊，而是處理器辨別出在緩沖器214和216中最后一行中尾邊的感興趣的特征。這些在邊界上的鑒別特征儲(chǔ)存在DSP218和220的分離儲(chǔ)存器中。當(dāng)處理緩存器214和216更新時(shí)，分析每一緩存器214和216的第一行(首邊)來(lái)定位儲(chǔ)存特征的其他部分，這個(gè)儲(chǔ)存的特征在緩存器214和216里的兩頁(yè)之間的邊界重疊。這樣，DSP218和220根據(jù)重疊在一個(gè)邊界的兩個(gè)特征重新組成一個(gè)特征(顆粒象)。
在辨認(rèn)出重疊部分并補(bǔ)償后，在步驟234特征被鑒別出來(lái)。將特征定義為具有數(shù)值1的兩個(gè)相鄰的象素。相鄰物可能是水平的，垂直的、或斜的，雜質(zhì)粒子的總尺寸通過(guò)對(duì)所有相鄰的象素的計(jì)數(shù)而計(jì)算出。這些特征的邊界然后被確定下來(lái)，諸如用跟蹤技術(shù)，高級(jí)傳送過(guò)濾或微商計(jì)算。當(dāng)特征被定位和邊界被確定后，可將特征進(jìn)一步識(shí)別為形狀。例如，用所謂的并合和分解技術(shù)估計(jì)出帶有多邊形的特征的邊界來(lái)確定形狀。這個(gè)技術(shù)效果好，因?yàn)槿藗兤谕蠖鄶?shù)在棉花里的雜質(zhì)都是相對(duì)簡(jiǎn)單的幾何圖形，而且主要感興趣的是特征的縱橫比。決定特征形狀的另一種方式是確定雜質(zhì)粒子邊界的一維特征，根據(jù)這種方法，從特征的中心到特征的邊界的距離，作為中心的角度的函數(shù)記錄。圖16A中，表示一個(gè)圓形特征，表示通過(guò)繞一個(gè)圖16B所示的中心旋轉(zhuǎn)形成它相應(yīng)的圖形。將圖16B的圖形和旋轉(zhuǎn)一條通過(guò)16C所示的一矩形的心跡線而獲得16D的特征的方法獲得的圖形比較。這個(gè)方法特別適合于辨認(rèn)徑向?qū)ΨQ(chēng)度高的雜質(zhì)粒子。這個(gè)方法的另一優(yōu)點(diǎn)是特征用一維表示，因此可以節(jié)約儲(chǔ)存空間和處理時(shí)間。
在特征已經(jīng)被定位并獲得它們的尺寸和形狀信息之后，如步驟236所示，開(kāi)始把帶有異常的光譜特性的特征分類(lèi)。棉花顏色范圍在外表上從白色到非常淺的黃色，任何顯示強(qiáng)的光譜及反應(yīng)且不是黃色或白色的實(shí)物，被認(rèn)為含有異物應(yīng)除掉。例如，含有糖的棉結(jié)在接近紅外光譜時(shí)將發(fā)生強(qiáng)的光譜反應(yīng)。這樣在接近紅外光譜反應(yīng)較強(qiáng)的任何特征應(yīng)作為異物標(biāo)定，并排除(在下文描述)。在流程圖中的步驟238中表示根據(jù)特征的光譜特性立即識(shí)別異物。
下一個(gè)步驟239表示從反射光緩存器中一次選擇其中的一個(gè)特征。如果這個(gè)特征在任何方向直徑比4毫米大，對(duì)于這個(gè)特別的場(chǎng)合，將被認(rèn)為是一個(gè)不明異物，這是因?yàn)橐业碾s質(zhì)粒子象雜質(zhì)，棉結(jié)，和種子皮碎片都比4毫米小。其次，當(dāng)用透射光照明時(shí)，同一特征的尺寸和比例被計(jì)算出來(lái)。也就是，在透射光中觀測(cè)的粒子的尺寸被反射光中觀測(cè)的粒子尺寸相除。由于棉花是半透明的，尤其是形成薄網(wǎng)時(shí)，棉花本身主要由與透射光相對(duì)的反射光觀測(cè)。相反不透光的污點(diǎn)如雜質(zhì)，雜草和樹(shù)皮在透射光照明下以其較大對(duì)比度被揭示出來(lái)，這是因?yàn)樗鼈冏柚箮缀跛械墓饩€通過(guò)。那些稱(chēng)為棉結(jié)的纏結(jié)較緊的塊和纖維塊在反射光中較清楚地被揭示出來(lái)。種子皮碎片既含有透明的纖維團(tuán)和不透光的種子皮芯，則通過(guò)比較對(duì)透射照明和反射照明的反應(yīng)確定出來(lái)。如流程圖步驟244所示，如果上述的比例小于0.1，則為步驟246的徑向?qū)ΨQ(chēng)來(lái)評(píng)估特征。如果特征具有徑向?qū)ΨQ(chēng)，如圖16A和16B所示，在步驟248，將被確定為一個(gè)棉結(jié)。否則作為如步驟250所示的纖維塊。參照步驟246，如果比例在0.1和0.8之間，立即在步驟252中被確認(rèn)為種子皮碎片。最后，如果比例大于0.8，程序分析這個(gè)如步驟254所示的縱橫比。如果縱橫比例小，如不到2，這個(gè)粒子被確認(rèn)為如步驟256所示的葉子雜質(zhì)。另一方面，如果縱橫比比較大，如大于4，雜質(zhì)被認(rèn)為是如步驟258所示的樹(shù)皮或草。在棉網(wǎng)中雜質(zhì)的辨認(rèn)和分類(lèi)，如在圖8所示的網(wǎng)134中，對(duì)棉紡的進(jìn)行觀測(cè)點(diǎn)的上下道工序的加工工藝方案的制定是很有用的。例如，如果觀察到一個(gè)含雜較高的網(wǎng)，操作者應(yīng)選擇含雜少的棉花，或增加它上道工序的除雜效率。如果觀察到一種特殊的雜質(zhì)，說(shuō)明上道工序在這方面出現(xiàn)特殊的問(wèn)題。例如，如果觀測(cè)到一個(gè)特別的顏色，則說(shuō)明一種染色的碎布進(jìn)到了棉紡的上一道工序，這種事件會(huì)浪費(fèi)掉大量的終極產(chǎn)品。
類(lèi)似地，棉網(wǎng)中顆粒的鑒別和分類(lèi)，為下道工序提供了有用的信息，如含糖棉結(jié)，它在接近紅外光譜區(qū)中表現(xiàn)是較強(qiáng)圖象，它嚴(yán)重影響著加工設(shè)備和降低最終產(chǎn)品的質(zhì)量。這樣在下道工序中，含糖的棉結(jié)的清除將是最優(yōu)先考慮的。在某些場(chǎng)合，小的葉子雜質(zhì)不出現(xiàn)問(wèn)題，而草的碎片需要考慮。在這種情況下，下道工序?qū)⒅攸c(diǎn)放在除去檢測(cè)到的草而也許會(huì)忽略葉子雜質(zhì)。
各種雜質(zhì)的排除已經(jīng)闡述了找出和辨認(rèn)在棉網(wǎng)里的雜質(zhì)的儀器和方法，現(xiàn)在來(lái)討論如何排除在薄網(wǎng)中的各種有害雜質(zhì)。用上述的儀器和方法，找出雜質(zhì)然后優(yōu)先分級(jí)排除。圖20表示一臺(tái)利用壓縮空氣清除或排除薄網(wǎng)134中的有害各種雜質(zhì)的常用排雜器300的端部截面圖，圖21表示圖20中沿21-21線截面圖。圖22相應(yīng)于圖20中的排雜區(qū)150的放大圖。在端視圖中，從圖6、20和22中可以看到，薄網(wǎng)320通過(guò)帶有一排具有矩形縫隙335內(nèi)噴嘴334的板330和332傳送，這個(gè)縫隙335寬3毫米，如圖20所示的寬度D，338。在截面圖21中，矩形縫隙335的長(zhǎng)度為一厘米，在縫隙之間的空間335(S)也為一厘米。網(wǎng)320寬度約為1米或40英寸，噴嘴排334沿著風(fēng)320的橫向垂直排列。一個(gè)錐狀阻力噴嘴336，如圖20所示寬為3毫米，在噴嘴334排的下方有一米長(zhǎng)，從那里收集氣流。
參考圖8、20和21，噴嘴排334放置在圖8中距帶150已知距離的下游。由于網(wǎng)的速度一直由旋轉(zhuǎn)編碼器168不斷地報(bào)告計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144，計(jì)算機(jī)144計(jì)算網(wǎng)的任何斷片經(jīng)過(guò)所需要的時(shí)間，例如，從第一個(gè)光帶150到噴嘴排334的時(shí)間。當(dāng)有害的雜質(zhì)被系統(tǒng)144辨別出來(lái)時(shí)，它的位置(空間坐標(biāo))相對(duì)網(wǎng)134(在圖20為320)被確定下來(lái)，系統(tǒng)144計(jì)算出有害雜質(zhì)到達(dá)這排噴嘴所需的時(shí)間。如前所述，在成象裝置130和132中設(shè)置有CCD陣列184來(lái)觀測(cè)0.5毫米橫貫網(wǎng)134的光帶，其中每一個(gè)象素觀測(cè)0.5毫米的矩形。這樣，通過(guò)對(duì)在橫貫有害雜質(zhì)的圖象的陣列中的象素的計(jì)數(shù)，則可確定該雜質(zhì)的側(cè)向位置。根據(jù)該雜質(zhì)的側(cè)向位置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144決定，當(dāng)雜質(zhì)到達(dá)噴嘴334時(shí)，哪個(gè)噴嘴334將在雜質(zhì)的上方。就在雜質(zhì)到達(dá)排雜區(qū)350時(shí)的適當(dāng)?shù)臅r(shí)間通過(guò)一個(gè)快速起動(dòng)的電磁閥154，一股短促的壓縮空氣施加到其中一個(gè)噴射器的喂入管335。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)144通過(guò)控制線353施加控制信號(hào)來(lái)激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)閥353，并通過(guò)喂入管355釋放壓縮空氣。清潔的壓縮空氣是由管352供到每個(gè)喂入管355的，每個(gè)喂入管位于某個(gè)噴嘴334的嘴337內(nèi)。流出喂入管334的壓縮空氣限制了環(huán)繞著噴嘴337的管道360氣流流動(dòng)，并限定了最好有較小壓力的腔室，所述的壓縮空氣如壓縮空氣339。來(lái)自喂入管335和管360的混合空氣流產(chǎn)生一股氣流，它撞擊雜質(zhì)并把雜質(zhì)356排出網(wǎng)320外，通過(guò)減速?lài)娮?36，然后進(jìn)入到廢雜管道358。設(shè)計(jì)減速?lài)娮?36以在排雜區(qū)350形成一個(gè)很小的起始正壓，當(dāng)將有害雜質(zhì)356吹入到廢雜收集管358的那一刻，可以推動(dòng)薄網(wǎng)320周?chē)钠渌鼥|西離開(kāi)排雜區(qū)350。形成起始正壓以后，當(dāng)從管335來(lái)的壓縮空氣關(guān)掉時(shí)，有一個(gè)由在減速?lài)娮?36來(lái)的運(yùn)動(dòng)空氣的沖力引起的短而間歇的負(fù)壓，這個(gè)負(fù)壓引起排雜區(qū)(大約1厘米×3毫米的矩形)周?chē)臇|西向里移動(dòng);這個(gè)間歇負(fù)壓及時(shí)關(guān)閉了在網(wǎng)320中的排雜孔，而不把網(wǎng)344帶到廢雜收集管道358中。
空氣連續(xù)通過(guò)廢雜收集管358，把有害雜質(zhì)輸送到系統(tǒng)外。廢雜收集管道358和進(jìn)氣管道360的尺寸設(shè)計(jì)成不影響排雜噴嘴334和336的獨(dú)立操作，這樣的噴嘴需要約100個(gè)用于典型的梳棉機(jī)棉網(wǎng)。此外，供氣管360應(yīng)足夠大，使任何一個(gè)排雜噴嘴334的短脈沖的相互作用并不影響到其它的噴嘴，即使在超過(guò)一個(gè)以上的噴嘴334同時(shí)操作時(shí)也需要這樣。空氣進(jìn)入到供氣管360后進(jìn)行過(guò)濾，或者使其達(dá)到要求的狀態(tài)以適應(yīng)排雜的目的。
圖22表示第二種形式的壓縮空氣除雜器400，它適用于從包針布的錫林上排出雜質(zhì)，如圖6中的道夫滾筒110。優(yōu)選位置402用于排雜器400(在圖6和22中標(biāo)有“×”)，該位置在圖象分析系統(tǒng)50和壓輥羅拉122之間。參考圖22，圖象分析系統(tǒng)50發(fā)現(xiàn)和識(shí)別在道夫滾筒110上將要排出的雜質(zhì)，所說(shuō)的圖形識(shí)別判斷和計(jì)時(shí)由圖8的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，該計(jì)算機(jī)還處理線路146的控制信號(hào)，以使排雜器控制器404激發(fā)快速反應(yīng)的電磁閥。這個(gè)動(dòng)作使清潔的壓縮空氣供給管408，然后送到吹氣口410。同時(shí)(或分別地，如果需要用另一閥和不同時(shí)間)電磁閥406供給清潔的壓縮空氣到同軸向的除雜管420。假定噴射氣流412和驅(qū)動(dòng)除雜管的氣流416同時(shí)啟動(dòng)，很明顯壓力驅(qū)動(dòng)的噴射氣流412和負(fù)壓驅(qū)動(dòng)的除雜管氣流416的綜合作用是“推和拉”一個(gè)小的氣體空間或氣體的“脈沖”，并以高速在一個(gè)使雜質(zhì)418和少數(shù)相連的纖維419被提升到針布外并被拉到收集器管子424的方向穿過(guò)道夫針布。氣流414是由進(jìn)入的氣流412和與氣流416匹配的吸氣帶動(dòng)產(chǎn)生的?？傊烹s器400的作用可認(rèn)為是提供一個(gè)短暫(毫秒)快速運(yùn)動(dòng)(接近1馬赫)的體積脈沖(10′s立方厘米)，它可以把雜質(zhì)掃出滾筒的針布，并從網(wǎng)中排除它們。排雜器的孔的寬和長(zhǎng)的尺寸為3毫米×10毫米，類(lèi)似于圖18-21中的排雜器300，道夫滾筒110上一米寬的網(wǎng)具有100個(gè)這樣的孔。
在這一最佳實(shí)施中，具有壓縮空氣除雜噴嘴，但也可采用其它功能相當(dāng)?shù)某s裝置。包括帶有機(jī)械針刺、切割、或勾、或類(lèi)似措施、盡管最好使用系統(tǒng)148來(lái)尋找和識(shí)別要求的特征，如在運(yùn)動(dòng)的棉網(wǎng)中的雜質(zhì)，但其它檢測(cè)系統(tǒng)也可以與本除雜器結(jié)合使用。同樣其它除雜器或纖維處理器也可以與本文描述的檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用。在此所述的各種實(shí)施例目的在于舉例說(shuō)明本發(fā)明，顯然，在不脫離在權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明能有許多重新組合，改進(jìn)和替換的地方。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)紡織設(shè)備加工中的紡織原料所形成的網(wǎng)的裝置，所述的網(wǎng)中帶有的各種雜質(zhì)，裝置包括用于接收從該網(wǎng)來(lái)的電磁輻射信號(hào)和響應(yīng)輻射信號(hào)產(chǎn)生圖象信號(hào)的一成象裝置，圖象信號(hào)相應(yīng)于帶有各種雜質(zhì)的網(wǎng)的圖象，上述的網(wǎng)相對(duì)于成象裝置是運(yùn)動(dòng)的，這個(gè)用于重復(fù)掃描的成象裝置，至少掃描一個(gè)橫過(guò)網(wǎng)的并基本上與上述網(wǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向垂直的光帶；處理裝置，它從成象裝置中接收上述的圖象信號(hào)，相應(yīng)于從成象裝置接收的圖象信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析找出網(wǎng)中要找的雜質(zhì)，確定找出的要找的雜質(zhì)的參數(shù)，產(chǎn)生表示在網(wǎng)中雜質(zhì)參數(shù)的輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于成象裝置和處理裝置還包括分辨裝置，它根據(jù)接收的電磁輻射對(duì)網(wǎng)的同一部分生成一系列的光學(xué)圖象;借助圖象的光譜內(nèi)容，使每一光學(xué)圖象區(qū)別于另一圖象;所述的處理裝置，它相應(yīng)于一系列光學(xué)圖象產(chǎn)生一系列有代表性的數(shù)據(jù)信號(hào)，分析每一數(shù)據(jù)信號(hào)找出要找的雜質(zhì)圖象，根據(jù)分析有代表性的數(shù)據(jù)信號(hào)，確定接收到的雜質(zhì)產(chǎn)生的電磁輻射的光譜內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，上述的處理裝置還包括根據(jù)各種雜質(zhì)的光譜內(nèi)容，確認(rèn)感興趣的雜質(zhì)是有害雜質(zhì)的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，上述的成象裝置還包括從網(wǎng)中接收電磁輻射的罩子，用于擋住部分電磁輻射而至少分別讓空間分離的第一和第二電磁輻射部分穿過(guò)它;用于引導(dǎo)和聚焦電磁輻射的空間分離部分的成象透鏡;光譜分離裝置，用于將空間分離的電磁輻射部分分成第一和第二空間光譜分離部分，一個(gè)傳感器的陣列所述成象透鏡，它聚焦第一和第二空間和光譜分離部分的圖象到上述的傳感器陣列上，而作為網(wǎng)的不同部分的圖象。所述傳感器陣列，它相應(yīng)第一和第二的空間和光譜分離部分產(chǎn)生圖象信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述成象裝置還包括一設(shè)置的罩，它至少帶有第一和第二個(gè)狹縫用來(lái)接收來(lái)自網(wǎng)的電磁輻射，擋住部分電磁輻射，通過(guò)上述的狹縫把至少電磁輻射的第一和第二條光帶空間分離傳送，上述的輻射光帶相應(yīng)于網(wǎng)上的基本上是垂直于網(wǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的光帶，成象光學(xué)裝置，用來(lái)引導(dǎo)和聚焦電磁輻射的空間分離的光帶;光譜分離裝置，用于將每一個(gè)空間分離的電磁輻射光帶分離成至少第一和第二空間和光譜分離的光帶，這些光帶由一系列具有不同光譜內(nèi)容的并排的光譜行組成;一個(gè)傳感器的陣列;所述的成象光學(xué)裝置，用于將第一和第二空間和光譜分離部分聚焦到上述的傳感器陣列上，以作為網(wǎng)的不同光帶部分的圖象;所述傳感器陣列，根據(jù)第一和第二的空間和頻譜分離部分產(chǎn)生圖象信號(hào)，所述接收?qǐng)D象信號(hào)的處理裝置，根據(jù)圖象信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)，存儲(chǔ)相應(yīng)于不同儲(chǔ)存記憶位置的相同位置的每一個(gè)空間和光譜分離的每一光帶的數(shù)據(jù)，和儲(chǔ)存相應(yīng)于不同儲(chǔ)存記憶位置的不同光譜行的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，成象裝置還包括一個(gè)設(shè)置的罩，它至少帶有第一和第二個(gè)狹縫用來(lái)接收來(lái)自網(wǎng)的電磁輻射，擋住部分電磁輻射，通過(guò)上述的狹縫至少傳送電磁輻射的第一和第二條空間分離的光帶，上述的輻射光帶相應(yīng)于網(wǎng)上的基本上是垂直于網(wǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的光帶;成象光學(xué)裝置，用來(lái)引導(dǎo)和聚焦電磁輻射的空間分離的光帶;光譜分離裝置，用于將每一個(gè)空間分離的電磁輻射光帶分離成至少第一和第二空間和光譜分離的光帶，這些光帶由一系列具有不同光譜內(nèi)容的并排的光譜行組成;一個(gè)傳感器陣列;所述的成象光學(xué)裝置，用于將第一和第二空間和光譜分離部分聚焦到上述的傳感器陣列上，以作為網(wǎng)的不同光帶的圖象;所述傳感器陣列，根據(jù)第一和第二的空間和光譜分離光帶產(chǎn)生圖象信號(hào);所述接收?qǐng)D象信號(hào)的處理裝置，在儲(chǔ)存器中以數(shù)據(jù)書(shū)的形式產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)，每本書(shū)有許多頁(yè)，每一頁(yè)有一系列數(shù)據(jù)行，處理裝置儲(chǔ)存相應(yīng)于在不同的頁(yè)上的同一行上的空間和光譜分離的每一光帶的數(shù)據(jù)，和儲(chǔ)存相應(yīng)的不同頁(yè)上的不同光譜行的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，成象裝置還包括一個(gè)設(shè)置的罩，它至少帶有第一和第二個(gè)狹縫，用來(lái)接收來(lái)自網(wǎng)的電磁輻射，擋住部分電磁輻射，通過(guò)上述的狹縫傳送至少第一和第二條空間分離的電磁輻射光帶，上述的輻射光帶相應(yīng)于在網(wǎng)上的基本上和網(wǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向垂直的光帶;成象光學(xué)裝置，用來(lái)引導(dǎo)和聚焦電磁輻射的空間分離的光帶;一個(gè)傳感器陣列;所述的成象光學(xué)裝置，用于將第一和第二空間和光譜分離部分聚焦到上述的傳感器陣列上，以作為網(wǎng)的不同光帶部分的圖象;所述傳感器陣列，根據(jù)第一和第二空間分離光帶產(chǎn)生圖象信號(hào)，所述接收?qǐng)D象信號(hào)的處理裝置，根據(jù)圖象信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)信號(hào)，存儲(chǔ)相應(yīng)于不同的儲(chǔ)存位置的同一位置的空間和光譜分離的每一光帶的數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的第一和第二空間分開(kāi)的光帶的圖象信號(hào)，分別產(chǎn)生網(wǎng)的同一圖象的第一和第二個(gè)具有代表性的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，上述的處理裝置包括平均第一和第二表示同一圖象的特征數(shù)據(jù)以產(chǎn)生一個(gè)平均特征數(shù)據(jù)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，處理裝置還包括比較同一圖象的第一和第二有代表性的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生一個(gè)表示網(wǎng)中的雜質(zhì)的特性的比較輸出信號(hào)的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，所述的成象裝置和處理裝置還包括一個(gè)照明源，它在網(wǎng)上提供第一和第二照明條件，對(duì)于網(wǎng)的每一部分，當(dāng)網(wǎng)的部分放置在第一次光帶的位置和網(wǎng)的同一部分放置在第二光帶相比較時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)不同的照明條件，以便網(wǎng)的每一部分在至少兩個(gè)不同的照明條件下，由陣列檢測(cè);所述的處理裝置用于相應(yīng)的照明條件下，在儲(chǔ)存位置儲(chǔ)存所述第一和第二個(gè)有代表性的數(shù)據(jù)，這樣第一和第二個(gè)有代表性的數(shù)據(jù)分別對(duì)應(yīng)于在所述的第一和第二照明條件下網(wǎng)的同一圖象。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，還包括所述的處理裝置，用于比較第一和第二個(gè)有代表性的數(shù)據(jù)，和依據(jù)比較把感興趣的各種雜質(zhì)分級(jí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，還包括所述的照明裝置，用于照明網(wǎng)的一面，和從網(wǎng)朝著成象裝置反射光線，以產(chǎn)生第一照明條件，這是一個(gè)反射照明條件，并且照明網(wǎng)的另一面，把光通過(guò)網(wǎng)透射以產(chǎn)生第二照明條件，稱(chēng)為透射照明條件，所述的處理裝置，用于比較第一和第二次有代表性的數(shù)據(jù)，根據(jù)比較找出并分類(lèi)感興趣的各種雜質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，裝置還包括照明裝置，用于照明網(wǎng)的一面，和從網(wǎng)朝著成象裝置反射光線，以產(chǎn)生第一照明條件，并且照明網(wǎng)的另一面，并通過(guò)網(wǎng)透射光線，以產(chǎn)生第二照明條件，稱(chēng)為透射照明條件;所述的處理裝置，用于比較第一次和第二次有代表性的數(shù)據(jù)，和根據(jù)比較找出并分類(lèi)感興趣的各種雜質(zhì)，根據(jù)第一和第二個(gè)有代表性的數(shù)據(jù)分別決定出一粒雜質(zhì)的第一和第二次明顯尺寸數(shù)據(jù)的特征，當(dāng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定值，第一個(gè)明顯尺寸比第二個(gè)明顯尺寸大時(shí)，將這個(gè)感興趣雜質(zhì)確定為纖維組成的雜質(zhì)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，該裝置還包括處理裝置，用于決定第一個(gè)明顯尺寸是否在預(yù)設(shè)定的范圍內(nèi)，如果第一個(gè)明顯尺寸在預(yù)設(shè)定值的范圍內(nèi)并且根據(jù)預(yù)先設(shè)定值第一個(gè)尺寸比第二個(gè)明顯尺寸大時(shí)，分辨雜質(zhì)為棉結(jié)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置還包括根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定感興趣的雜質(zhì)的明顯形狀，并至少根據(jù)雜質(zhì)的明顯形狀的形式把雜質(zhì)分類(lèi)的處理裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置還包括根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定感興趣的雜質(zhì)的明顯尺寸，并至少根據(jù)雜質(zhì)的明顯尺寸的形式把雜質(zhì)分類(lèi)的處理裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置還包括根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定感興趣的雜質(zhì)的明顯顏色，并至少根據(jù)雜質(zhì)的明顯顏色把雜質(zhì)分類(lèi)的處理裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，該裝置還包括根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定感興趣的雜質(zhì)的位置，產(chǎn)生一個(gè)帶有雜質(zhì)位置的輸出信號(hào)的處理裝置。
19.一種用于監(jiān)控紡織材料網(wǎng)的裝置，這個(gè)網(wǎng)含有各種雜質(zhì)，裝置包括接收從該網(wǎng)來(lái)的電磁輻射信號(hào)和響應(yīng)接收信號(hào)產(chǎn)生圖象信號(hào)的一成象裝置，所述圖象信號(hào)與帶有各種雜質(zhì)的網(wǎng)的圖象是對(duì)應(yīng)的，上述網(wǎng)相對(duì)于成象裝置是運(yùn)動(dòng)的，成象裝置重復(fù)掃描至少一個(gè)光帶，該光帶橫穿網(wǎng)并與網(wǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向基本垂直，處理裝置，它接收從成象裝置來(lái)的圖象信號(hào)，對(duì)應(yīng)于從上述的成象裝置接收的圖象信號(hào)產(chǎn)生數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析找出在所述網(wǎng)中的感興趣的雜質(zhì)，確定感興趣的已找出的雜質(zhì)的參數(shù)，和產(chǎn)生表明網(wǎng)中感興趣的雜質(zhì)的參數(shù)的輸出信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的裝置，其特征在于，該裝置還包括用于形成網(wǎng)并提供給成象裝置檢測(cè)的裝置。
全文摘要
一種用在紡織設(shè)備加工中監(jiān)控薄網(wǎng)型紡織材料的裝置。其中，成象裝置在至少一條橫貫薄網(wǎng)并且與薄網(wǎng)運(yùn)動(dòng)的方向基本垂直的薄網(wǎng)上重復(fù)掃描。計(jì)算機(jī)從成象裝置中接收信號(hào)，并產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)信息并找出在薄網(wǎng)中要找的雜質(zhì)，然后確定被找出雜質(zhì)的參數(shù)。成象裝置和計(jì)算機(jī)最好包括對(duì)薄網(wǎng)同一部分生成一系列光學(xué)圖象的分辨裝置，其中借助光譜內(nèi)容使每一部分的圖象區(qū)別于另一部分的圖象。此外，成象裝置和計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一系列分時(shí)圖象，其中在棉網(wǎng)上、在不同的光照條件下得到每一個(gè)分時(shí)圖象。
文檔編號(hào)B65H63/036GK1092826SQ9312147
公開(kāi)日1994年9月28日 申請(qǐng)日期1993年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月31日
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