高光譜成像系統(tǒng)在紡織工業(yè)中的應用

1 背景介紹

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。高光譜成像儀系統(tǒng)在棉花中異質成分的檢測，然而，由于在棉花采摘，收購，加工過程中管理不善或者技術問題，導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生了嚴重的影響，給我國的紡織企業(yè)帶來了嚴重的損失。

棉花中混雜的異質成分會導致如下問題：

1：紡織時，散落的異性纖維容易使棉紗斷頭，降低生產效率;

2：織布時，出現大量布面疵點，影響布面質量;

3：染色時，因著色率不同，影響外觀;

1. 現存挑煉雜質方法及缺點

這些棉花中混入的異質纖維(俗稱“三絲”)，主要包括化學纖維，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。

國內現有的企業(yè)一般采用兩種方法：人工挑揀和機器視覺分揀。

1)人工挑揀：人工挑選主要靠人力，除了在收購時把好關外，還需要在喂花前，人工挑選出棉跺中的挑選出異質纖維。這種方法費時費力，效率和成本都很高，另外由于一些異質成分和棉花非常相似，導致分揀效率不佳。

2)機器視覺分揀：機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，因此對于機器視覺CCD 來說，這些成分的檢出效率就非常差。

2 改進方法與結論

高光譜成像技術作為一項新型技術，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。

實驗方法

將混有異質成分的棉花放入分選儀暗箱內的樣品臺，溴鎢燈照射，在1000-2500nm范圍內采集，通過推掃成像獲取樣品的反射高光譜數據。

實驗結果

白線：透明薄膜 紅色：編織袋絲 綠色：羽毛 藍色：棉花

以下是各主成分分析結果：

結 論

通過對數據的分析處理，我們能夠看到在1000-2500nm波段范圍內，對異質成分的檢測效果非常好，主要原因是在此波段內，異質成分的特征光譜曲線有明顯的不同，因此，用高光譜成像儀系統(tǒng)在棉花中異質成分的檢測非常容易分辨。未來通過大量實驗數據進一步降低數據維度，選擇合適的算法，配合高速相機，預期在紡織工業(yè)中有廣泛的應用前景。

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　　審核編輯：湯梓紅