紗線直徑是織物結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)之一，它影響著織物的物理機(jī)械性能、手感、風(fēng)格等。目前，對(duì)紗線直徑的測量方法主要有絞紗法、投影法、普通生物顯微鏡法和視頻顯微鏡法，但當(dāng)測量織物或織物小樣中的紗線直徑時(shí)，絞紗法顯然不可取，其余三種方法也要將紗線從織物中拆出進(jìn)行測量，這樣無意間就會(huì)使紗線的一些隱性特征（如紗線捻度和毛羽等）遭到破壞，從而使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。

本文將織物切片技術(shù)和圖像處理技術(shù)相結(jié)合，探索出一種能比較準(zhǔn)確地測量織物中紗線直徑的新方法，以期能用于織物中紗線直徑的測量和形態(tài)研究。

1織物切片圖的獲取與處理

1.1織物切片圖像的獲取

制作織物切片時(shí)，首先要配置合適的包埋劑[1]，同時(shí)還要控制好溫度，并保證包埋劑能完全浸入織物。切織物時(shí)刀口應(yīng)垂直下切，保證紗線不出現(xiàn)散脫或毛絨脫落等現(xiàn)象，使做出的織物切片粘度、柔性和硬度都符合要求，從而能夠完好的保持織物中紗線原有的幾何結(jié)構(gòu)。

織物切片分經(jīng)向切片和緯向切片。本試驗(yàn)中的織物小樣采用的是純棉平紋織物，規(guī)格為16×16 tex，取織物不同地方分別制作經(jīng)向切片和緯向切片，在視頻顯微鏡下，通過篩選獲得理想的織物截面切片并拍下圖像。

1.2切片圖像處理

使用MATLAB2009圖像處理工具箱[2]中的函數(shù)將切片圖首先進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，按需要對(duì)圖像進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q，如改變圖像的對(duì)比度、去除噪聲等處理以突出某些有用的信息，去除或削弱無用的信息，然后將有用的部分圖像分割出來，借助特征測量，可以獲得描述目標(biāo)各個(gè)特征的測量結(jié)果。如圖1所示，用rgb2gray函數(shù)對(duì)圖片進(jìn)行灰度處理（見圖2）使圖像動(dòng)態(tài)范圍加大，圖像對(duì)比度擴(kuò)展，特征更加明顯；然后利用im2bw函數(shù)將圖像進(jìn)行二值化處理（見圖3）；最后利用imclose函數(shù)進(jìn)行圖像分割（如圖4），檢測出紗線的邊緣線。

圖1織物徑向切片圖圖2圖像增強(qiáng)

圖3圖像二值化處理圖4紗線邊緣檢測

圖像處理時(shí)，首先要考慮的是得到清晰的紗線邊界線，以便于直徑的測量，其次在運(yùn)用MATLAB進(jìn)行處理時(shí)盡量使用最簡單的語句來達(dá)到試驗(yàn)要求，以縮短試驗(yàn)時(shí)間。

2直徑的測量

YG002C纖維細(xì)度儀是一套專門用于精確測量各類纖維、紗線細(xì)度的儀器。通過該儀器系統(tǒng)提供的圖形測量工具直接在圖片上測量出紗線的直徑。

測量時(shí)首先要進(jìn)行系統(tǒng)定標(biāo)，然后調(diào)出專用的數(shù)據(jù)文件“直徑轉(zhuǎn)支數(shù)特?cái)?shù)旦尼爾”測量直徑。已知的紗線細(xì)度是在紗線未織入織物時(shí)的細(xì)度，而織物交織點(diǎn)處的紗線直徑已經(jīng)發(fā)生變化，所以本實(shí)驗(yàn)主要選擇紗線條干[3]進(jìn)行測量，避免測量織物交織點(diǎn)處的直徑。對(duì)每張切片圖測量時(shí)，紗線邊緣明顯凸起的應(yīng)視作毛羽，不能算作紗線直徑值。

3結(jié)果討論

（1）本次試驗(yàn)在樣品不同地方制作經(jīng)緯向切片，選擇共計(jì)18張織物截面切片圖，其中經(jīng)向9張、緯向9張。由于各張切片圖的差異性，故對(duì)每一張切片圖進(jìn)行紗條直徑測量時(shí)，測量的次數(shù)不等。從測得的經(jīng)緯向直徑值中分別隨機(jī)抽取20個(gè)直徑值，利用SPSS17.0對(duì)經(jīng)緯向直徑分別進(jìn)行單樣本K-S檢驗(yàn)，其零假設(shè)H0：樣本所屬總體的分布是正態(tài)分布。取顯著性水平α=0.05，圖5和圖6所示為直徑分析數(shù)據(jù)（單位：μm）。

輸出結(jié)果表明，其經(jīng)向直徑對(duì)應(yīng)的漸進(jìn)概率值為0.899，由于0.899>0.05，故接受H0，認(rèn)為樣本所屬的總體是正態(tài)分布；緯向直徑的漸進(jìn)概率值為0.977>0.05，故接受H0，認(rèn)為樣本所屬的總體是正態(tài)分布。其中經(jīng)向直徑正態(tài)分布如圖7，緯向直徑正態(tài)分布如圖8。

（2）誤差分析經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得的織物中紗線號(hào)數(shù)是經(jīng)向14.66t，緯向15.21t，經(jīng)向誤差為8%，緯向誤差為5%。

造成誤差的原因是：紗線在織入織物中時(shí)受到擠壓或磨損，使得紗線原始支數(shù)發(fā)生變化，由經(jīng)向誤差大于緯向誤差可知，在織造時(shí)經(jīng)紗受到的損傷大于緯紗受到的損傷；由于拍攝得到的各張織物截面切片圖像的好壞參差不齊，在處理這些織物截面切片圖像時(shí)獲得的紗線邊緣的精確度就存在偏差，從而產(chǎn)生誤差。

4結(jié)論

通過YG002C纖維細(xì)度儀獲得織物中紗線屈曲形態(tài)圖片，利用MATLAB對(duì)其圖像進(jìn)行分析處理，根據(jù)圖像分析紗線在織物中的屈曲形態(tài)，通過測試分析軟件可以獲得紗線直徑數(shù)據(jù)。方法簡便、快捷。 儀器推薦YG002C型纖維細(xì)度綜合分析儀

 

【適用范圍】：

YG002C型纖維細(xì)度綜合分析儀用于各種纖維直徑測量、截面分析、紡織品成份含量三種測量。

【相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)】：

GB/T10685 FZ/T30003 SN/T0756 AATCC20A等

【功能特點(diǎn)】：

1、截面測量符合AATCC 20A-1995纖維定量分析的規(guī)定；

2、用于觀測各類化學(xué)纖維、異型纖維、中空纖維的橫截面形態(tài)并測量截面面積；

3、測試異型纖維的異型度；

4、通過對(duì)混紡產(chǎn)品中單根纖維橫形態(tài)分析和面積測量，可以得到各種混紡產(chǎn)品的纖維含量；

5、采用專業(yè)的分析軟件，數(shù)據(jù)及報(bào)表以EXCEL輸出，并提供標(biāo)準(zhǔn)報(bào)表。

【技術(shù)參數(shù)】：

1、工作模式：手動(dòng)測量、自動(dòng)測量、多點(diǎn)測量；自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印、照片打印

2、儀器結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)、工業(yè)攝像頭、顯微鏡、打印機(jī)

3、測量范圍：1-200μm或1-2000μm(根據(jù)用戶需求配置）

4、測量精度：0.1μm

5、電 源：AC220V 50Hz 100W

6、外形尺寸：1200×500×600mm

7、重 量：25kg