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棉花中異質成分檢測---高光譜成像儀

更新時間：2024-04-08瀏覽：4554次

　　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，加工過程中管理不善或者技術問題，導致目前我國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，這些問題給我國的棉紡市場的銷售和出口產生了嚴重的影響，給我國的紡織企業(yè)帶來了嚴重的損失。

　　棉花中混雜的異質成分會導致如下問題：

　　1：紡織時，散落的異性纖維容易使棉紗斷頭，降低生產效率；

　　2：織布時，出現大量布面疵點，影響布面質量；

　　3：染色時，因著色率不同，影響外觀；

　　這些棉花中混入的異質纖維(俗稱“三絲”)，主要包括化學纖維，動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，國內現有的企業(yè)一般采用兩種方法：人工挑揀和機器視覺分揀。人工挑選主要靠人力，除了在收購時把好關外，還需要在喂花前，人工挑選出棉跺中的挑選出異質纖維。這種方法費時費力，效率和成本都很高，另外由于一些異質成分和棉花非常相似，導致分揀效率不佳。機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，且是白色或者無色的薄膜，因此對于機器視覺CCD 來說，這些成分的檢出效率就非常差。

　　高光譜成像技術作為一項新型技術，有望解決上述方法中存在的缺陷，大大提高檢測效率并大幅降低企業(yè)成本。本實驗利用卓立漢光儀器有限公司自行組建的高光譜系統(tǒng)對棉花中的異質成分進行檢測，這些異質成分包括：頭發(fā)，丙綸絲，透明薄膜等。

　　實驗器材及樣品：

樣品

GaiaSorter-N25E-SWIR高光譜成像儀系統(tǒng)

　　實驗方法：

　　將混有異質成分的棉花放入分選儀暗箱內的樣品臺，溴鎢燈照射，在1000-2500nm范圍內采集，通過推掃成像獲取樣品的反射高光譜數據。

　　實驗結果：

白線：透明薄膜；紅色：編織袋絲；綠色：羽毛；藍色：棉花

　　以下是各主成分分析結果：

　　結論：

　　通過對數據的分析處理，我們能夠看到在1000-2500nm波段范圍內，對異質成分的檢測效果非常好，主要原因是在此波段內，異質成分的特征光譜曲線有明顯的不同，因此，用高光譜技術非常容易分辨。未來通過大量實驗數據進一步降低數據維度，選擇合適的算法，配合高速相機，預期在紡織工業(yè)中有廣泛的應用前景。

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