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。然而，由于在棉花采摘，收購(gòu)，加工過程中管理不善或者技術(shù)問題，導(dǎo)致目前我國(guó)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(guó)的棉紡市場(chǎng)的銷售和出口產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，給我國(guó)的紡織企業(yè)帶來了嚴(yán)重的損失。
棉花中混雜的異質(zhì)成分會(huì)導(dǎo)致如下問題：
1：紡織時(shí)，散落的異性纖維容易使棉紗斷頭，降低生產(chǎn)效率；
2：織布時(shí)，出現(xiàn)大量布面疵點(diǎn)，影響布面質(zhì)量；
3：染色時(shí)，因著色率不同，影響外觀；
這些棉花中混入的異質(zhì)纖維(俗稱“三絲”)，主要包括化學(xué)纖維，動(dòng)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。為了清除異性纖維，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的企業(yè)一般采用兩種方法：人工挑揀和機(jī)器視覺分揀。人工挑選主要靠人力，除了在收購(gòu)時(shí)把好關(guān)外，還需要在喂花前，人工挑選出棉跺中的挑選出異質(zhì)纖維。這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率和成本都很高，另外由于一些異質(zhì)成分和棉花非常相似，導(dǎo)致分揀效率不佳。機(jī)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(wú)色的薄膜，因此對(duì)于機(jī)器視覺CCD 來說，這些成分的檢出效率就非常差。
高光譜成像技術(shù)作為一項(xiàng)新型技術(shù)，有望解決上述方法中存在的缺陷，大大提高檢測(cè)效率并大幅降低企業(yè)成本。本實(shí)驗(yàn)利用卓立漢光儀器有限公司自行組建的高光譜系統(tǒng)對(duì)棉花中的異質(zhì)成分進(jìn)行檢測(cè)，這些異質(zhì)成分包括：頭發(fā)，丙綸絲，透明薄膜等。
實(shí)驗(yàn)器材及樣品：
樣品
GaiaSorter-N25E-SWIR高光譜成像儀系統(tǒng)
實(shí)驗(yàn)方法：
將混有異質(zhì)成分的棉花放入分選儀暗箱內(nèi)的樣品臺(tái)，溴鎢燈照射，在1000-2500nm范圍內(nèi)采集，通過推掃成像獲取樣品的反射高光譜數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
白線：透明薄膜；紅色：編織袋絲；綠色：羽毛；藍(lán)色：棉花
以下是各主成分分析結(jié)果：
結(jié)論：
通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理，我們能夠看到在1000-2500nm波段范圍內(nèi)，對(duì)異質(zhì)成分的檢測(cè)效果非常好，主要原因是在此波段內(nèi)，異質(zhì)成分的特征光譜曲線有明顯的不同，因此，用高光譜技術(shù)非常容易分辨。未來通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)維度，選擇合適的算法，配合高速相機(jī)，預(yù)期在紡織工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用前景。
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更新時(shí)間：2024-04-08
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