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專利名稱：一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法及裝置的制作方法
一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法及裝置 技術(shù)領域-
本發(fā)明涉及物理領域，尤其涉及光學檢測技術(shù)，特別是一種利用紅外 激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法及裝置。
背景技術(shù)：
紡織品在制造過程中，其結(jié)構(gòu)和染色材料中可能存在缺陷?，F(xiàn)有技術(shù) 中，由人工利用放大透鏡對缺陷進行觀察鑒別。鑒別結(jié)果不準確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷 的方法，所述的這種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法要解 決現(xiàn)有技術(shù)中人工鑒別紡織品缺陷的結(jié)果不準確的技術(shù)問題。
本發(fā)明的這種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法包括 一個采集織物樣本圖像的過程，其中，所述的采集織物樣本圖像的過程中 包括一個向織物樣本投射紅外激光的步驟、 一個采集織物樣本紅外激光透 射圖像的步驟和一個在顯示器件上顯示織物樣本紅外激光透射圖像的步 驟。
進一步的，在所述的向織物樣本投射紅外激光的步驟中，利用半導體 激光器向織物樣本的反面或正面投射紅外激光，并在半導體激光器與織物 樣本的反面或正面之間的光路中設置聚光透鏡，利用聚光透鏡對紅外激光 進行會聚，在所述的采集織物樣本紅外激光透射圖像的步驟中，在織物樣 本后側(cè)的透射光方向上設置電子感光器件，利用所述的電子感光器件采集 紅外激光穿過織物樣本后的圖像信號，并在織物樣本的后側(cè)與電子感光器 件之間設置物鏡和攝影物鏡，利用所述的物鏡和攝影物鏡對穿過織物樣本 的紅外激光進行會聚。
進一步的，在與所述的電子感光器件相連的顯示器件上以灰度顯示方 式顯示所釆集的紅外激光透射圖像。
進一步的，在所述的向織物樣本投射紅外激光的步驟中，采用808nm 波長的激光或者980nm波長的激光進行投射。
本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色 缺陷的方法的裝置，所述的這種裝置由一個半導體激光器和一個紅外攝像 裝置構(gòu)成，其中，所述的半導體激光器和紅外攝像裝置分別固定設置在一 個光路的兩端，半導體激光器和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個織 物樣本支架，半導體激光器和織物樣本支架之間的光路中設置有一個聚光 透鏡，織物樣本支架和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個物鏡，所述 的紅外攝像裝置與一個顯示器連接。
進一步的，所述的紅外攝像裝置由一個電荷耦合器件面陣構(gòu)成，所述 的電荷耦合器件面陣的前方設置有一個攝影物鏡。
進一步的，所述的織物樣本支架中設置有樣本觀察孔。
進一步的，半導體激光器和紅外攝像裝置之間的光路的下方設置有距 離調(diào)節(jié)裝置，所述的聚光透鏡、織物樣本支架和物鏡分別設置在所述的距 離調(diào)節(jié)裝置上。
進一步的，所述的物鏡是五倍物鏡、或者十倍物鏡、或者20倍物鏡、 或者40倍物鏡、或者100倍物鏡。
進一步的，所述的紅外攝像裝置由數(shù)碼照相機構(gòu)成。 本發(fā)明的工作原理是利用紅外激光入射光透射紡織品織物樣本，并 使用光學透鏡放大透射紡織品織物樣本的圖像，即顯現(xiàn)具有相對透明度的 織物樣本的紅外激光透射圖像。利用紅外攝像裝置將紅外激光圖像進行光 電轉(zhuǎn)換，在顯示器件上顯示具有灰度和對比色度的紡織材料的紅外激光透
射圖像，其圖像供技術(shù)分析鑒別使用。
具體的，本發(fā)明中采用808nm波長紅外激光光源和980nm波長紅外 激光光源進行投射。激光是光波波段電磁輻射，激光的高度單色性和定向 性應用于透射紡織品織物結(jié)構(gòu)圖像技術(shù)，理論上可獲得更理想的成像清晰 度。因為紡織材料通常由天然纖維和合成纖維組成，將808nm波長紅外激 光或980nm波長紅外激光入射光照射紡織纖維，在紅外激光通過紡織纖維 時，紡織纖維的透明度定義為透過光與入射光的強度比，
It
透明度=——
式中It~一透過光強度； Ii入射光強度。 紡織纖維的紅外線透過性，可被利用于以紅外線透射法觀察紡織品的 結(jié)構(gòu)。
而在染色紡織品上，其染料顯現(xiàn)顏色是在400nm-760nm的光譜范圍， 應用808nm波長紅外激光或980nm波長紅外激光透射染色紡織品結(jié)構(gòu)以 及染色紡織品染色缺陷部位，入射光的光波波長在染料顯現(xiàn)顏色光譜范圍 之外，能夠直接去除染料對紅外激光入射光的影響。獲得染色紡織品和染 色紡織品染色缺陷部位相當于去除染料光學作用以后結(jié)構(gòu)成像圖。揭示紡 織品織物組織結(jié)構(gòu)上可能存在結(jié)構(gòu)缺陷與染色紡織品染色缺陷之間的關(guān) 系，為分析紡織品染色疵點的形成原因提供了一種分析鑒別的技術(shù)方案。 染色紡織品在400nm-760nm光譜入射光透射下成像的特性如下 紡織纖維——構(gòu)成織物組織結(jié)構(gòu)、組成紗線的各向異性的纖維在可見
光入射光照射下其纖維的透明度是各種波長光的綜合光學作用。
染料一染料處于纖維上的物理狀態(tài)及染料在纖維上的分散附著程
度和結(jié)合程度構(gòu)成了在紡織品結(jié)構(gòu)的基礎上染料在可見光光譜入射光照
射下的顯色和透射的作用。
因此，應用可見光(400nm-760nm)透射染色紡織品，其成像由于存 在染料的顯示顏色的光學作用而干擾正確顯示染色紡織品的組織結(jié)構(gòu)。
紡織纖維——在高度單色性紅外激光透射下，構(gòu)成織物組織結(jié)構(gòu)、組 成紗線的各向異性的纖維獲得接近單一波長紅外激光相對透明度的纖維 圖像；
染料——附著在紡織品組織結(jié)構(gòu)基礎上的染料在高度單色性紅外激 光入射光照射下呈極弱光學作用；
紅外激光高度定向性決定紅外激光透射紡織品組織結(jié)構(gòu)能更精確成像。
因此，紅外激光的高度單色性、定向性以及染料對紅外激光的弱相互 作用使紅外激光透射染色紡織品的圖像技術(shù)可以相對正確顯現(xiàn)染色紡織 品的組織結(jié)構(gòu)。用于紡織品、特別是染色紡織品的結(jié)構(gòu)分析和染色紡織材 料鑒別分析。
本發(fā)明與己有技術(shù)相對照，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用紅外 激光入射光透射紡織品織物樣本，并使用光學透鏡放大透射紡織品織物樣 本的圖像，顯現(xiàn)相對透明度的織物樣本紅外激光透射圖像，利用紅外攝像 裝置將紅外激光圖像進行光電轉(zhuǎn)換，在顯示器件上顯示具有灰度和對比色 度的紡織材料紅外激光透射圖像，可以方便準確地分析鑒別紡織品。


圖1是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方
法包括一個采集織物樣本2圖像的過程，其中，所述的采集織物樣本2圖 像的過程中包括一個向織物樣本2投射紅外激光的步驟、 一個采集織物樣
本2紅外激光透射圖像的步驟和一個在顯示器件3上顯示織物樣本2紅外 激光透射圖像的步驟。
進一步的，在所述的向織物樣本2投射紅外激光的步驟中，利用半導 體激光器l向織物樣本2的反面或正面投射紅外激光，并在半導體激光器 1與織物樣本2的反面或正面之間的光路中設置聚光透鏡4，利用聚光透 鏡4對紅外激光進行會聚，在所述的采集織物樣本2紅外激光透射圖像的 步驟中，在織物樣本2后側(cè)的透射光方向上設置電子感光器件5，利用所 述的電子感光器件5采集紅外激光穿過織物樣本2后的圖像信號，并在織 物樣本2的后側(cè)與電子感光器件5之間設置物鏡6和攝影物鏡7，利用所 述的物鏡6和攝影物鏡7對穿過織物樣本2的紅外激光進行會聚。
進一步的，在與所述的電子感光器件5相連的顯示器件3上以灰度顯 示方式顯示所采集的紅外激光透射圖像。
進一步的，在所述的向織物樣本2投射紅外激光的步驟中，采用808nm 波長的激光或者980nm波長的激光進行投射。
本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色 缺陷的方法的裝置，所述的這種裝置由一個半導體激光器1和一個紅外攝 像裝置構(gòu)成，其中，所述的半導體激光器1和紅外攝像裝置分別固定設置 在一個光路的兩端，半導體激光器1和紅外攝像裝置之間的光路中設置有 一個織物樣本支架，半導體激光器1和織物樣本支架之間的光路中設置有 一個聚光透鏡4，織物樣本支架和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個 物鏡6，所述的紅外攝像裝置與一個顯示器連接。
進一步的，所述的紅外攝像裝置由一個電荷耦合器件面陣構(gòu)成，所述 的電荷耦合器件面陣的前方設置有一個攝影物鏡7。
進一步的，所述的織物樣本支架中設置有樣本觀察孔。
進一步的，半導體激光器1和紅外攝像裝置之間的光路的下方設置有
距離調(diào)節(jié)裝置，所述的聚光透鏡4、織物樣本支架和物鏡6分別設置在所 述的距離調(diào)節(jié)裝置上。
進一步的，所述的物鏡6是五倍物鏡、或者十倍物鏡、或者20倍物 鏡、或者40倍物鏡、或者100倍物鏡。
進一步的，所述的紅外攝像裝置由數(shù)碼照相機構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法，包括一個采集織物樣本圖像的過程，其特征在于所述的采集織物樣本圖像的過程中包括一個向織物樣本投射紅外激光的步驟、一個采集織物樣本紅外激光透射圖像的步驟和一個在顯示器件上顯示織物樣本紅外激光透射圖像的步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法， 其特征在于在所述的向織物樣本投射紅外激光的步驟中，利用半導體激 光器向織物樣本的反面或正面投射紅外激光，并在半導體激光器與織物樣 本的反面或正面之間的光路中設置聚光透鏡，利用聚光透鏡對紅外激光進 行會聚，在所述的采集織物樣本紅外激光透射圖像的步驟中，在織物樣本 后側(cè)的透射光方向上設置電子感光器件，利用所述的電子感光器件采集紅 外激光穿過織物樣本后的圖像信號，并在織物樣本的后側(cè)與電子感光器件 之間設置物鏡和攝影物鏡，利用所述的物鏡和攝影物鏡對穿過織物樣本的 紅外激光進行會聚。
3. 如權(quán)利要求2所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法， 其特征在于在與所述的電子感光器件相連的顯示器件上以灰度顯示方式 顯示所采集的紅外激光透射圖像。
4. 如權(quán)利要求1所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法，其特征在于在所述的向織物樣本投射紅外激光的步驟中，采用S08nm波 長的激光或者980nm波長的激光進行投射。
5. —種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷 的方法的裝置，由一個半導體激光器和一個紅外攝像裝置構(gòu)成，其特征在 于所述的半導體激光器和紅外攝像裝置分別固定設置在一個光路的兩端， 半導體激光器和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個織物樣本支架，半 導體激光器和織物樣本支架之間的光路中設置有一個聚光透鏡，織物樣本支架和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個物鏡，所述的紅外攝像裝置 與一個顯示器連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置， 其特征在于所述的紅外攝像裝置由一個電荷耦合器件面陣構(gòu)成，所述的 電荷耦合器件面陣的前方設置有一個攝影物鏡。
7. 如權(quán)利要求5所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置， 其特征在于所述的織物樣本支架中設置有樣本觀察孔。
8. 如權(quán)利要求5所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置， 其特征在于半導體激光器和紅外攝像裝置之間的光路的下方設置有距離 調(diào)節(jié)裝置，所述的聚光透鏡、織物樣本支架和物鏡分別設置在所述的距離 調(diào)節(jié)裝置上。
9. 如權(quán)利要求5所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置，其特征在于所述的物鏡是五倍物鏡、或者十倍物鏡、或者20倍物鏡、或者40倍物鏡、或者100倍物鏡。
10. 如權(quán)利要求5所述的利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置，其特征在于所述的紅外攝像裝置由數(shù)碼照相機構(gòu)成。
全文摘要
一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的方法，包括向織物樣本投射紅外激光、采集織物樣本紅外激光透射圖像、在顯示器件上顯示織物樣本紅外激光透射圖像。一種利用紅外激光檢測紡織品結(jié)構(gòu)及染色缺陷的裝置，由一個半導體激光器和一個紅外攝像裝置構(gòu)成，半導體激光器和紅外攝像裝置分別固定設置在一個光路的兩端，半導體激光器和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個織物樣本支架，半導體激光器和織物樣本支架之間的光路中設置有一個聚光透鏡，織物樣本支架和紅外攝像裝置之間的光路中設置有一個物鏡，紅外攝像裝置與一個顯示器連接。顯示器件上顯示具有灰度和對比色度的紡織材料的紅外激光透射圖像，其圖像供技術(shù)分析鑒別使用。
文檔編號G01N21/898GK101187640SQ20061011837
公開日2008年5月28日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者金曙明, 陸肇基 申請人:上海市纖維檢驗所