[发明专利]近红外无纺布克重、纤维成分含量及水分一体化测量方法

权利要求书

1.近红外无纺布克重、纤维成分含量及水分一体化测量方法，该方法包括：红外光源(2)发出的光通过透镜(3)照射至积分半球(4)上，积分半球(4)将红外光反射至无纺布(5)上，穿过无纺布(5)的红外光经过光锥(6)和聚光镜(7)汇聚，汇聚后的红外光通过调制电机(9)带动旋转的装有调制滤光片的滤光轮(8)获得不同波长并按时间顺序排列的近红外单色光，调制后的近红外单色光到达光电转换器(10)，光电转换器(10)将光信号转换为电信号，电信号进入信号处理采集系统(11)进行处理，其特征在于，所述的信号处理采集系统(11)的处理方法包括以下步骤：

S1、光电转换器(10)输出的电信号输入高增益前置放大器进行放大，放大后的信号送至A/D转换器转换成数字信号；

S2、数字信号送至数据采集及处理系统对数字信号进行识别，将数字信号划分为参比信号和测量信号；

S3、参比信号一路通过增益控制电路送至高增益前置放大器，控制高增益前置放大器的放大倍数，使高增益前置放大器在无纺布物理状态发生变化时，保持参比信号大小不变；

S4、数据采集及处理系统对数据进行运算处理，采用积分形式，测量出无纺布中的粘胶纤维测量信号A、粘胶纤维参比信号a、化纤纤维测量信号B、化纤纤维参比信号b、水分测量信号M、水分参比信号m；

公式(1)中粘胶纤维测量信号A为V_A在t₁～t₂区间内对时间的能量积分,其含有粘胶纤维的折射、反射和吸收造成的能量损失信息，V_A为近红外穿过粘胶纤维后的测量信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，粘胶纤维测量信号采集时间区间△t_i为t₁～t₂；

公式(2)中，粘胶纤维参比信号a为V_a在t₃～t₄区间内对时间的能量积分，其含有粘胶纤维的折射、反射造成的能量损失信息，V_a为近红外穿过粘胶纤维后的参比信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，粘胶纤维参比信号采集时间区间△t_i为t₃～t₄；

公式(3)中，化纤纤维测量信号B为V_B在t₅～t₆区间内对时间的能量积分,其含有化纤纤维的折射、反射及吸收造成的能量损失信息，V_B为近红外穿过化纤纤维后的测量信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，化纤纤维测量信号采集时间区间△t_i为t₅～t₆；

公式(4)中，化纤纤维参比信号b为V_b在t₇～t₈区间内对时间的能量积分,其含有化纤纤维的折射、反射造成的能量损失信息，V_b为近红外穿过化纤纤维后参比信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，化纤纤维参比信号采集时间区间△t_i为t₇～t₈；

公式(5)中，水分测量信号M是V_M在t₇～t₈区间内对时间的能量积分,其含有水分的折射、反射及吸收造成的能量损失信息，V_M是近红外穿过水分后水分测量信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，水分测量信号采集时间区间△t_i为t₉～t₁₀；

公式(6)中，水分参比信号m是V_m在t₁₁～t₁₂区间内对时间的积分，其含有水分的折射、反射造成的能量损失信息，V_m是近红外穿过水分后参比信号单位时间能量值，△t_i表示信号采集的时间区间，水分参比信号采集时间区间△t_i为t₁₁～t₁₂；

粘胶纤维的测量值为：Q^’_粘纤＝lnA/a(7)

化纤纤维的测量值为：Q^’_化纤＝lnB/b(8)

水分的测量值为：Q_水分＝lnM/m(9)

无纺布中粘胶纤维的实际含量为：Q_粘纤＝Q^’_粘纤—δ_A(10)

δ_A＝α·B²(11)

α＝1/A(12)

公式(11)中δ_A是粘胶纤维动态修正函数，它反映的是化纤纤维对其影响的函数量化关系；

公式(12)中α是粘胶纤维测量值的动态修正系数，与粘胶纤维含量成反比关系；

无纺布中化纤纤维的实际含量为：Q_化纤＝Q^’_化纤—δ_B(13)

δ_B＝β·A²(14)

β＝1/B(15)

公式(14)中，δ_B是化纤纤维动态修正函数，反映的是粘胶纤维对其影响的函数量化关系；

公式(15)中，β是化纤纤维动态修正系数，与化纤纤维含量成反比关系；

所述的近红外单色光包括粘胶纤维的测量光和参比光、化纤纤维的测量光和参比光、水分的测量光和参比光；

所述的粘胶纤维的测量光和参比光、化纤纤维的测量光和参比光四种单色光的波长的确定应满足：用纯化纤纤维含量的无纺布作为被测物测量时，所获得的粘胶纤维测量波长对应的测量信号A_粘测和粘胶纤维参比波长对应的参比信号a_粘参的比值为A_粘测/a_粘参；用纯粘胶纤维含量的无纺布作为被测物测量时，所获得的化纤纤维测量波长对应的测量信号B_化测和化纤纤维参比波长对应的参比信号b_化测的比值为B_化测/b_化测，A_粘测/a_粘参＝B_化测/b_化测。

2.根据权利要求1所述的近红外无纺布克重、纤维成分含量及水分一体化测量方法，其特征在于：

所述的无纺布的实际总克重为Q_总＝Q_粘纤+Q_化纤+Q_水分(16)

粘胶纤维在无纺布克重中的百分含量为：

Q_粘纤(％)＝(Q_粘纤/Q_总)·100％(17)

化纤纤维在无纺布克重中的百分含量为：

Q_化纤(％)＝(Q_化纤/Q_总)·100％(18)

水分在无纺布克重中的百分含量为：

Q_化纤(％)＝(Q_化纤/Q总)·100％(19)。