專利名稱：一種生絲颣節(jié)電子檢驗方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種紡織纖維材料的光電檢驗方法及其測量裝置，特別涉及一種用于生絲顙節(jié)檢驗的方法及其裝置，屬于纖維材料的光電檢驗技術領域。
背景技術：
生絲顙節(jié)可分為特大顙、大顙、中顙和小顙四種，長度大到幾十毫米以上，小到2毫米以下。生絲顙節(jié)會在織綢過程中引起切斷，還會在織物上產(chǎn)生顯著的斑點，有損織物外觀。因此顙節(jié)檢驗是生絲品質(zhì)檢驗中不可缺少的項目。隨著我國生絲檢驗標準向國際化發(fā)展的趨勢，傳統(tǒng)的人工黒板檢驗法因存在人的主觀性影響大和檢驗速度慢等問題已很難跟上時代要求，絲綢行業(yè)迫切希望生絲顙節(jié)檢驗能夠?qū)崿F(xiàn)客觀公正、高精度、高效率的電子檢驗。生絲顙節(jié)電子檢測儀器按檢測原理主要分為電容式、圖像處理式、光電式三種。由于 電容器極板所形成的測量場的長度至少為8_，因此其采樣長度要遠大于生絲顙節(jié)電子檢驗Imm的標準；圖像處理式顙節(jié)檢測儀因需大量的樣本參數(shù)作對照且圖像分析耗時太長，所以還難以進入實質(zhì)性應用階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)聞精度、聞效率進行生絲顙節(jié)電子檢驗的方法及裝置。實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術方案是提供一種生絲顙節(jié)電子檢驗裝置，它包括光電測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；所述的光電測量系統(tǒng)包括兩個均勻的平行光場，其中的一個為測量光場，另ー個為本底光場，對應的娃光電池分別接收入射光場；娃光電池的輸出信號經(jīng)差分放大電路處理后輸入至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再經(jīng)處理系統(tǒng)進行處理，所述的處理系統(tǒng)包括去除干擾模塊和信號處理模塊，去除干擾模塊采用自適應相干模板法對采集到的信號在時域上進行處理，再采用三次樣條插值擬合處理后，經(jīng)信號處理模塊得到生絲顙節(jié)的波形，記錄顙節(jié)個數(shù)，判別生絲顙節(jié)類型，輸出檢驗結果。所述的平行光場包括GaAs激光二極管和透鏡。所述的硅光電池，其光接收面上粘貼ー鋼片，鋼片的中間開有ー個寬度為O. I O. 3mm的狹縫。ー種利用上述裝置對生絲顙節(jié)進行電子檢驗的方法，包括如下步驟
(1)搭建兩個均勻的平行光場，將待檢生絲至于測量光場中，待檢生絲沿平行光線的垂直方向運動；
(2)對應的娃光電池分別接收兩個平行光線的光強信號；
(3)將兩個硅光電池輸出的電壓信號進行差分放大處理后輸入至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
(4)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)將信號輸入到處理系統(tǒng)，采用自適應相干模板法對采集到的信號在時域上進行處理，再采用三次樣條插值擬合處理，濾去干擾，得到生絲顙節(jié)的波形；記錄顙節(jié)個數(shù)，判別生絲顙節(jié)類型，輸出檢驗結果。
本發(fā)明的原理是兩個同樣的光源分別經(jīng)透鏡轉換后形成兩個均勻的平行光場，并照射到兩個同樣的硅光電池上，生絲以一定的速度垂直通過其中一個光場，其粗細不勻會使該光場中的硅光電池的光接收量不斷變化，從而使其產(chǎn)生的電壓不斷變化。將兩個硅光電池產(chǎn)生的電壓信號經(jīng)過差分后放大輸出，通過數(shù)據(jù)采集卡將模擬電壓信號轉換為離散數(shù)字信號輸入到計算機中，對信號進行處理后得到生絲顙節(jié)的波形，根據(jù)顙節(jié)波形判定其個數(shù)和種類并記錄輸出。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的技術方案具有以下明顯的進步和優(yōu)點。I、采用了高響應性的硅光電池作為光電轉換元件，配合高采樣率的數(shù)據(jù)采集卡，在生絲以較高速度運行時，可有效采集到生絲顙節(jié)波形進行判定，準確檢驗出顙節(jié)的個數(shù)和種類，使生絲顙節(jié)的檢驗更加高效、準確。2、構建兩個平行，待檢生絲只通過其中一個硅光電池的接收面上方，將兩個硅光電池輸出電壓的差值作為傳感器的輸出電壓，有利于消除本底噪聲，能有效提高檢測信號的精度。3、硅光電池的光接收面上粘貼有鋼片，鋼片上開有ー狹縫，能使硅光電池光接收面寬度不再由本生PN結區(qū)寬度決定而是由鋼片狹縫的寬度決定，該采樣寬度有效保證了生絲顙節(jié)的檢測精度。4、采用對時域信號進行自適應相干模板法和三次樣條插值擬合處理的方法，濾去エ頻干擾、諧波干擾、高頻干擾和白噪音等干擾，有效提高了信號采樣精度，保證了顙節(jié)波形的不失真，提高了判定顙節(jié)個數(shù)和種類的準確性。 5、現(xiàn)有的顙節(jié)檢驗方法只能判定顙節(jié)的大小而不能判定種類，本發(fā)明提供的檢驗方法和裝置能測得顙節(jié)波形，從而可進ー步判定顙節(jié)種類。6、本發(fā)明基于硅光電池的光電式方法因其優(yōu)秀的響應性和光接收面積小，配合上虛擬儀器的采集技木，將特別適用于大小不同的生絲顙節(jié)的檢驗。


圖I是本發(fā)明實施例提供的ー種生絲顙節(jié)檢驗裝置光電檢測系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的ー種生絲顙節(jié)檢驗裝置的差分放大電路原理 圖3是本發(fā)明實施例提供的一個待檢生絲顙節(jié)的實物圖像；
圖4是用本發(fā)明實施例提供的生絲顙節(jié)檢驗裝置得到的待檢生絲顙節(jié)的波形 其中，I和5、激光二極管；2和6、光學透鏡；3、待檢生絲；4和7、硅光電池；8、差分電路；9、一級放大電路；10、ニ級放大電路。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明技術方案做進ー步描述。實施例I
參見附圖1，它是本實施例提供的ー種生絲顙節(jié)檢驗裝置光電檢測系統(tǒng)的結構示意圖；激光二極管I發(fā)出的光經(jīng)透鏡2轉換成平行光后照射到型硅光電池4上，激光二極管5發(fā)出的光經(jīng)透鏡6轉換成平行光后照射到硅光電池7上，激光二極管I、透鏡2、硅光電池4分別與激光二極管5、透鏡6、硅光電池7相同。本實施例中采用GaAs激光二極管，其譜線寬度約25nm，可視為単色光，經(jīng)過透鏡聚集后，其光束發(fā)散度可達O. 5毫弧度，可認為是平行光；硅光電池型號為HPI-2C型，硅光電池的光接收面上粘貼ー鋼片，鋼片的中間開有ー個O. 2mm的狹縫，能使硅光電池光接收面寬度不再由本生PN結區(qū)寬度決定而是由鋼片狹縫的寬度決定，該采樣寬度有效保證了生絲顙節(jié)的檢測精度。。待檢生絲3垂直通過透鏡2和硅光電池4之間的光場，生絲3的粗細不勻會使硅光電池4的光接收量不斷變化，從而使其產(chǎn)生的電壓不斷變化。而透鏡6與硅光電池7之間無生絲通過，硅光電池7只產(chǎn)生本生電壓。參見附圖2，它是本實施例提供的ー種生絲顙節(jié)檢驗裝置的差分放大電路原理圖；其中，差分電路8，一級放大電路9，ニ級放大電路10組成差分放大電路，圖中①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧分別為運算放大器的8個引腳。硅光電池4與硅光電池7產(chǎn)生的電壓信號經(jīng)過差分電路8后輸出的電壓信號再經(jīng)第一級放大電路9和第二級放大電路10進行信號放大。 經(jīng)過差分和兩級放大后的電壓信號通過數(shù)據(jù)采集卡和采集程序進行采集。本實施例采用NI公司DAQCard-6024E數(shù)據(jù)采集卡。此采集卡采用PCMIA總線，12位采集精度，最高采樣頻率為200KHZ、16路模擬輸入通道、2路模擬輸出通道。采集程序基于LabVIEW語言編寫，該程序的作用不單單是采集電壓信號，而且還對采集到的電壓信號在時域上使用自適應相干模板法進行處理以濾去エ頻干擾和諧波干擾，并使用三次樣條插值擬合處理以濾去高頻干擾和白噪音，以保證獲得能反映顙節(jié)形態(tài)的信號波形。同時，還設置根據(jù)信號波形自動判別生絲顙節(jié)的個數(shù)和種類功能。參見附圖3，它是本實施例提供的一個用顯微鏡拍攝的待檢生絲顙節(jié)的實物圖像；當該顙節(jié)以2. 5m/s的速度通過透鏡2和硅光電池4之間的光場時，利用本實施例提供的裝置和檢測方法，獲得的該顙節(jié)的波形圖參見附圖4所示。根據(jù)圖4所示的波形，準確判定顙節(jié)的種類。權利要求
1.一種生絲顙節(jié)電子檢驗裝置，其特征在于它包括光電測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)；所述的光電測量系統(tǒng)包括兩個均勻的平行光場，其中的一個為測量光場，另ー個為本底光場，對應的娃光電池分別接收入射光場；娃光電池的輸出信號經(jīng)差分放大電路處理后輸入至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，再經(jīng)處理系統(tǒng)進行處理，所述的處理系統(tǒng)包括去除干擾模塊和信號處理模塊，去除干擾模塊采用自適應相干模板法對采集到的信號在時域上進行處理，再采用三次樣條插值擬合處理后，經(jīng)信號處理模塊得到生絲顙節(jié)的波形，記錄顙節(jié)個數(shù)，判別生絲顙節(jié)類型，輸出檢驗結果。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種生絲顙節(jié)電子檢驗裝置，其特征在于所述的平行光場包括GaAs激光二極管和透鏡。
3.根據(jù)權利要求I所述的ー種生絲顙節(jié)電子檢驗裝置，其特征在于所述的硅光電池，其光接收面上粘貼ー鋼片，鋼片的中間開有ー個寬度為O. I O. 3mm的狹縫。
4.一種如權利要求I所述的裝置用于生絲顙節(jié)電子檢驗的方法，其特征在于包括如下步驟 (1)搭建兩個均勻的平行光場，將待檢生絲至于測量光場中，待檢生絲沿平行光線的垂直方向運動； (2)對應的娃光電池分別接收兩個平行光線的光強信號； (3)將兩個硅光電池輸出的電壓信號進行差分放大處理后輸入至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； (4)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)將信號輸入到處理系統(tǒng)，采用自適應相干模板法對采集到的信號在時域上進行處理，再采用三次樣條插值擬合處理，濾去干擾，得到生絲顙節(jié)的波形；記錄顙節(jié)個數(shù)，判別生絲顙節(jié)類型，輸出檢驗結果。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生絲颣節(jié)電子檢驗方法及其裝置。構建兩個均勻的平行光場，其中的一個為測量光場，另一個為本底光場，對應的硅光電池接收入射光場；待檢生絲以一定的速度垂直通過測量光場，其粗細不勻會引起光場中的硅光電池的光接收量的變化，從而產(chǎn)生電壓的變化；將該電壓輸出信號經(jīng)差分放大電路處理后輸入至數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采用自適應相干模板法對采集到的信號在時域上進行處理，再采用三次樣條插值擬合處理，濾去干擾信號，得到生絲颣節(jié)的波形進行判斷，輸出檢驗結果。本發(fā)明采用了高響應性的硅光電池作為光電轉換元件，在生絲以較高速度運行時，可有效采集到生絲颣節(jié)波形進行判定，使生絲颣節(jié)的檢驗更加高效、準確。
文檔編號G01N15/00GK102680366SQ201210178489
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權日2012年6月1日
發(fā)明者孟凱, 徐昳荃, 肖坤楠 申請人:蘇州大學