[发明专利]线密度系数曲线及标准须丛曲线的获取方法

说明书

本发明的一个技术方案是提供了一种线密度系数曲线获取方法。本发明的另一个技术方案是提供了一种双端须丛中心线的定位方法。本发明的另一个技术方案是提供了一种标准须丛曲线的获取方法。本发明的有益效果是：克服了Lambert‑Beer光学算法的计算偏差，消除了现有光学测量中纤维越厚的位置偏差越大的问题；新的制样和图像测量、信号分析方法，能够避开测量信号噪声、须丛起始线难辨认等问题，获得须丛起始线的准确位置和最大线密度的准确信息，计算出完整准确的须丛线密度曲线。

技术领域

本发明涉及一种线密度系数曲线的获取方法以及基于上述线密度系数曲线获取方法的标准须丛曲线获取方法。

背景技术

纤维长度的大容量测量仪器通常先利用光电式或电容式等传感器测量须丛的线密度曲线，即须丛横截面位置与纤维量的关系曲线，简称须丛曲线；然后，根据纤维长度分布与须丛曲线之间的数学关系计算纤维的长度分布曲线和特征指标。因此，准确测量须丛的线密度曲线是准确分析长度频率分布曲线和特征指标的基础和前提。

光电法测量须丛等纤维堆砌的层状材料的质量分布时，有研究者直接将透射光或反射光信号看作纤维材料的堆砌密度，也有使用Lambert-Beer材料吸光理论将光学量换算为纤维量。无论哪一种方法，在纤维堆砌厚的位置都存在较大的测量偏差，因为没有考虑众多纤维表面的反射和纤维内部的散射。

1932年，Hertel利用Lambert-Beer的衍生模型由纤维的透光量计算纤维量，以便减小由透光强度直接表征棉纤维须丛厚度的偏差，但是，其大量实验的经验系数a、b仅适用于棉纤维，并未考察散射性更强、直径变异系数更高的羊毛等其他纤维材料的适用性。

20世纪70年代，基于Lambert-Beer模型，Spinalb公司开发出HVI测量系统用于棉纤维的长度检测，并沿用至今。因Lambert-Beer光学理论在计算纤维集合体质量分布中的误差和须丛夹持线附近复杂的纤维分布情况，须丛头端信号的准确测量计算一直是照影仪法的测量难点。HVI等类似仪器均无法获取须丛曲线最厚处的信息，有研究者曾采用线性修正的方法规避了此处的测量。这使短绒率的测量和计算也成为现有方法的空缺，严重影响了纤维长度分布信息的完整性。

2016年，吴美琴、王府梅利用Kubelka-Munk的衍生理论，将众多纤维表面对光线的反射作用和纤维内部的散射作用全部看作纤维集合体对光线的散射，推导出测量计算纤维堆砌层状材料、高分子膜等面密度分布的光学计算方法，简称为Wu-Wang算法，并申请了发明专利”一种相对面密度的光学算法”(申请号：201510703493.X)，该算法获得的光学面密度与真实面密度之间有很好的一致性，准确程度远高于lambert定律，并且可以适用于羊毛、棉等多种纤维层的厚度分布计算。

随机须丛影像法是我们发明的纤维长度分布测试方法(参见王府梅，吴红艳.一种纤维长度快速低成本测量方法：中国，ZL201210106711.8[P])，包括制样装置、获取随机须丛透光图像、信息提取与须丛线密度曲线计算、长度频率分布曲线和指标计算4个部分。该测量方法与Almeter电容法和OFDA4000显微摄像法等现有手段相比，具有快速、准确和低成本等优势。