專利名稱：一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，尤其涉及近紅外光譜分析技術(shù)，屬于近紅外檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在服裝面料領(lǐng)域，各國(guó)對(duì)服裝面料均提出了嚴(yán)格的要求，特別是要求棉、麻、絲等天然纖維含量高的服裝面料，要求明確成分、含量、密度、支數(shù)、自然克重等參數(shù)。目前常規(guī)的檢測(cè)方法包括形態(tài)特征的鑒別和理化性質(zhì)的鑒別。鑒別步驟，一般先確定大類，然后分出品種，而后再作進(jìn)一步的驗(yàn)證。鑒別的方法有手感目測(cè)法、燃燒法、顯微鏡觀察法、溶解法、藥品著色法。在實(shí)際鑒別織物纖維時(shí)，常常需要使用多種方法，綜合分析和研究以后得出結(jié)果。一般按如下進(jìn)行感官檢測(cè)(手感目測(cè))→密度稱重→熔點(diǎn)鑒別→燃燒→溶解→顯微。但存在如下缺陷1)測(cè)試時(shí)，先要將面料拆散成纖維，過(guò)程復(fù)雜，勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗時(shí)多，測(cè)一個(gè)樣品需幾個(gè)小時(shí)甚至幾天；2)精度不高；3)對(duì)環(huán)境有污染；4)不能在線檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種檢測(cè)速度快，分析效率高，無(wú)污染，可在線檢測(cè)，不破壞樣品，測(cè)試重現(xiàn)性好的服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀。
一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀由近紅外光源1、聚光鏡2、積分球3、樣品夾4、第一凹面鏡5、光柵6、第二凹面鏡7、陣列探測(cè)器8、PC機(jī)9組成，近紅外光源1發(fā)出的近紅外光經(jīng)聚光鏡2后成為平行光進(jìn)入積分球3，在被夾持在樣品夾4上的服裝面料上產(chǎn)生漫反射，積分球3收集反映面料成分含量信息的漫反射光經(jīng)過(guò)第一凹面鏡5、光柵6、第二凹面鏡7后，投射到陣列探測(cè)器8上，經(jīng)電路放大、A/D轉(zhuǎn)換及軟件計(jì)算處理，PC機(jī)9得到近紅外吸收光譜，利用在800nm～2300nm近紅外波段內(nèi)建立的面料數(shù)學(xué)模型，依據(jù)光譜吸光度測(cè)出面料的成分和含量；陣列探測(cè)器8采用硅陣列器件，或者銦鎵砷陣列器件。
根據(jù)測(cè)得的近紅外漫反射光譜，用多元校正法建立服裝面料成分及含量與漫反射光譜的數(shù)學(xué)模型；所述的多元校正法采用多元線性回歸法、主成分回歸法、偏最小二乘回歸法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法中的任意一種。
將具有代表性的面料樣品，用基礎(chǔ)理化方法測(cè)得其成分與含量，作為標(biāo)準(zhǔn)值。再用近紅外分析裝置對(duì)面料樣品的光譜在近紅外800nm～2300nm波段內(nèi)采集樣品的光譜吸光度數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多次掃描，得到光譜吸光度平均值；將這些樣品的成分含量和光譜吸光度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)存入計(jì)算機(jī)，形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)數(shù)學(xué)方法將這些光譜數(shù)據(jù)和樣品的成分含量進(jìn)行回歸分析，用多元校正方法建立一種定量的關(guān)系，形成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型。再對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由多次掃描待測(cè)樣品，得到平均的光譜吸光度數(shù)據(jù)，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比對(duì)，計(jì)算出待測(cè)樣品的成分含量，同時(shí)計(jì)算比對(duì)方差，據(jù)方差是否符合測(cè)量精度要求來(lái)判斷結(jié)果的可靠性，從而獲得檢測(cè)結(jié)果。
同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用近紅外檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不破壞面料樣品，檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性好，可用于樣品在線檢測(cè)。


圖1為一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為服裝面料光譜數(shù)據(jù)庫(kù)建模的程序框圖。
圖3為服裝面料成分含量檢測(cè)的程序框圖。
圖4為實(shí)施例中的波長(zhǎng)與吸光度的關(guān)系圖。圖中橫坐標(biāo)為波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為吸光度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀由近紅外光源1、聚光鏡2、積分球3、樣品夾4、第一凹面鏡5、光柵6、第二凹面鏡7、陣列探測(cè)器8、PC機(jī)9組成，近紅外光源1發(fā)出的近紅外光經(jīng)聚光鏡2后成為平行光進(jìn)入積分球3，在被夾持在樣品夾4上的服裝面料上產(chǎn)生漫反射，積分球3收集反映面料成分含量信息的漫反射光經(jīng)過(guò)第一凹面鏡5、光柵6、第二凹面鏡7后，投射到陣列探測(cè)器8上，經(jīng)電路放大、A/D轉(zhuǎn)換及軟件計(jì)算處理，PC機(jī)9得到近紅外吸收光譜，利用在800nm～2300nm近紅外波段內(nèi)建立的面料數(shù)學(xué)模型，依據(jù)光譜吸光度測(cè)出面料的成分和含量。
樣品為φ25mm的棉(含量78％)與滌綸(含量22％)交織的面料；分光光柵常數(shù)為1200線/mm；陣列探測(cè)器為銦鎵砷陣列，256象元，采用建模波段900nm～1700nm。先將φ25mm的服裝面料置于固定光路的樣品夾上，測(cè)得服裝面料的近紅外漫反射吸收光譜，如圖4所示，與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，可預(yù)測(cè)出服裝面料的成分為棉與滌綸，含量為棉占76％，滌綸占22％，絕對(duì)誤差不大于5％。
本檢測(cè)儀的運(yùn)行程序包括服裝面料光譜數(shù)據(jù)庫(kù)建模程序和服裝面料成分含量檢測(cè)程序。建模程序框圖如圖2所示，建模開(kāi)始工作M1，輸入代表性服裝面料的成分及含量M2，測(cè)量代表性面料近紅外吸收光譜M3，建立相應(yīng)面料成分含量與光譜吸光度標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)M4，將光譜數(shù)據(jù)與成分含量進(jìn)行回歸分析M5，建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型M6，建模結(jié)束M7。檢測(cè)程序框圖如圖3所示，檢測(cè)開(kāi)始工作N1，測(cè)量待測(cè)面料近紅外吸收光譜N2，與標(biāo)準(zhǔn)模型比對(duì)N3，計(jì)算比對(duì)方差N4，判斷精度方差是否小于閾值N5，當(dāng)精度方差小于閾值，則輸出檢測(cè)結(jié)果N6，否則重新測(cè)量面料光譜數(shù)據(jù)N2。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，其特征在于該檢測(cè)儀由近紅外光源(1)、聚光鏡(2)、積分球(3)、樣品夾(4)、第一凹面鏡(5)、光柵(6)、第二凹面鏡(7)、陣列探測(cè)器(8)、PC機(jī)(9)組成，近紅外光源(1)發(fā)出的近紅外光經(jīng)聚光鏡(2)后成為平行光進(jìn)入積分球(3)，在被夾持在樣品夾(4)上的服裝面料上產(chǎn)生漫反射，積分球(3)收集反映面料成分含量信息的漫反射光經(jīng)過(guò)第一凹面鏡(5)、光柵(6)、第二凹面鏡(7)后，投射到陣列探測(cè)器(8)上，經(jīng)電路放大、A/D轉(zhuǎn)換及軟件計(jì)算處理，PC機(jī)(9)得到近紅外吸收光譜，利用在800nm～2300nm近紅外波段內(nèi)建立的面料數(shù)學(xué)模型，依據(jù)光譜吸光度測(cè)出面料的成分和含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)儀，其特征在于陣列探測(cè)器(8)采用硅陣列器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)儀，其特征在于陣列探測(cè)器(8)采用銦鎵砷陣列器件。
全文摘要
一種檢測(cè)服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，其特征是該檢測(cè)儀由近紅外光源(1)、聚光鏡(2)、積分球(3)、樣品夾(4)、第一凹面鏡(5)、光柵(6)、第二凹面鏡(7)、陣列探測(cè)器(8)、PC機(jī)(9)組成，近紅外光源(1)發(fā)出的近紅外光經(jīng)聚光鏡(2)后成為平行光進(jìn)入積分球(3)，在被夾持在樣品夾(4)上的服裝面料上產(chǎn)生漫反射，積分球(3)收集反映面料成分含量信息的漫反射光經(jīng)過(guò)第一凹面鏡(5)、光柵(6)、第二凹面鏡(7)后，投射到陣列探測(cè)器(8)上，經(jīng)電路放大、A/D轉(zhuǎn)換及軟件計(jì)算處理，測(cè)出服裝面料的成分及含量。同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是采用近紅外檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行服裝面料成分及含量的檢測(cè)儀，儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不破壞面料樣品，檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性好，可用于樣品在線檢測(cè)。
文檔編號(hào)G01N21/49GK101021473SQ20071006766
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者金尚忠, 袁昆, 朱周洪, 王焱華 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院