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棉纤维长度分布的图像测量

何晓峰  
【摘要】: 本文的研究成果体现在,提出了一种能够测量棉纤维长度分布的方法。它采用大面阵CCD,利用近显微光学系统,抓取棉纤维的图像,然后通过图像测量的方法,对棉纤维进行逐根识别和测量。与图像测量方法配套,还提出了一种Hertel取样方法,该方法大大缩短了棉纤维试样制备的时间,并且首次解决了Hertel试样的可测性难题——一个在60多年内未能解决的问题。为消除取样中的涨落问题,提出了中值滤波方法,解决了由Hertel曲线反推棉纤维长度分布不稳定的问题。此外测量系统自动化程度高,测量过程全部由计算机控制,能够在10分钟内完成对一个试样的测量,解决了棉纺织行业急需解决的一个重要问题——短纤维率测量问题。同时该测量系统还能给出:主体长度,品质长度等重要棉纤维长度指标。 本文另一项工作是与Y111的对比实验,对比实验涉及主体长度、短纤维率和品质长度这三项棉纤维长度指标。 图像测量结果与Y111测量结果,在95%的置信水平上,主体长度相关系数的平方为R2=0.94,品质长度相关系数的平方为R2=0.97,短纤维率相关系数的平方为R2=0.82。此外,方差齐性分析结果证明,Y111方法和图像测量方法的测量精确度,在品质长度和短纤维率上,没有显著差异(即离散性在同一个水平上);在主体长度方面,图像法优于Y111方法。对棉纤维的长度分布特征,我们也做了对比实验,两种方法得到的长度分布曲线非常类似。对比实验结果说明,本文提出的图像测量方法,测量棉纤维的长度分布是有效的。 本文的主要创新工作包括: 1.建立一种棉纤维的Hertel取样方法 2.测试棉须逐点累积根数的准确测量方法——图像测量方法 3.基于Hertel曲线计算纤维长度分布的数学模型 4.制做出纤维长度分布测量的样机。


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