浙江理工大学学报，第３Ｏ卷，第１期，２０１３年１月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｚｈｅｉｉａｎｇ Ｓｃ￣Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖｏ１．３０，Ｎｏ．１，Ｊａｎ．２０１３ 文章编号：１６７３—３８５１（２０１３）０１—０００６—０６ 织物液态水传递性能的自动检测技术及应用 詹永娟 ，谢维斌 ，姜晓云 ，陈宝瑞 ，虞树荣 ，周小红 （１．浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州３１００１８；２．浙江检验检疫局，杭州３１００１８） 摘要：基于垂直芯吸法和图像处理技术，介绍了一种织物液态水传递性能的自动检测装置。并利用该装置进 行了测试实验，结果表明：该自动检测装置得到的检测结果与传统检测结果偏差较小，测试精度高，操作简单方便， 能较好地表征织物液态水传递特征；采用可调ＬＥＤ光源的织物湿传递自动检测装置适合浅色以及深色织物液态水 传递性能的自动检测。 关键词：自动检测技术；垂直芯吸法；图像处理技术 中图分类号：ＴＳ１０１．８ 文献标志码：Ａ ０ 引 言 人体出汗包括有感出汗和无感出汗，即显汗和 大。姜晓云等Ｌ６］以垂直芯吸法为基础，从几何角度 推导畸变图像尺寸与实际尺寸的关系，并通过Ｍａｔ－ Ｌａｂ程序图像处理技术对成像时的径向桶形畸变进 行了修正，得到畸变图像和拍摄物体问的准确对应 关系，解决了垂直拍摄芯吸高度图像的径向畸变带 来的测试误差问题。这一方法奠定了织物液态水传 递性能自动检测技术的基础。 潜汗［１］。当人体有感出汗时，汗液以液态水的形态 分布在皮肤表面，通过织物的吸收、传递，将液态汗 水从织物的～侧传递到另一侧，并散发到空气中，以 促进人体热量的散失，对服装的穿着舒适性起着十 分重要的作用。 垂直芯吸法是测试织物液态水传递性能的一种 传统方法，如英国ＢＳ３４２４标准［２］、德国ＤＩＮ５３９２４ 标准 ｊ，以及我国ＦＺ／Ｔ０１０７１－－２００８行业标准 均 １ 织物液态水传递性能的自动检测装置 织物液态水传递性能自动检测装置主要由垂直 芯吸实验装置１，恒温、恒湿、恒光源环境２，ＣＭＯＳ 图像采集装置３，计算机４等组成（见图１）。测试织 物液态水传递性能时，试样５在垂直芯吸的动态过 程中，ＣＭＯＳ图像采集装置３每１０ ｓ采集一帧图 像，并直接存储在计算机４中，采集到的图像经过 ＶＣ＋＋编制的“织物垂直芯吸自动识别系统”处理 以后，输出试样的芯吸高度值，实现对织物液态水传 递过程的自动检测。 １．１垂直芯吸实验装置 垂直芯吸实验装置１置于恒温、恒湿、恒光源环 境中，其主要由水容器６、试样架７、张力夹８、识别 标尺９等组成，如图１（ｂ）所示。 采用此方法。其指标采用一定时间内，液体在织物 上垂直传递的芯吸高度。该方法测试过程中，芯吸 高度的读取由人工完成，存在一定的主观误差，且初 始阶段的芯吸高度获取难度较大。 庄勤亮［５ 研究图像处理技术在垂直芯吸法上的 应用，解决芯吸高度人工读取问题。考虑到垂直拍 摄时摄像头位置对图像数据的影响，采用了步进马 达降低或提升ＣＣＤ摄像头的位置来捕捉液体在织 物上垂直传递的前沿。但织物液态水传递是一个复 杂的、非线性的动态过程，步进马达保证ＣＣＤ摄像 头与液体在织物上垂直传递前沿位置一致难度较 收稿日期：２Ｏ１２一Ｏ６一Ｏ４ 基金项目：国家质检总局科技计划项目资助（２Ｏ１１ＩＫＬＯ９） 作者简介ｊ詹永娟（１９８８－－），女，安徽宿州人，硕士研究生，主要从事现代纺织技术和产品开发的研究。 通信作者：周小红，电子邮箱：ｚｈｏｕｘｈ３１４＠１６３．ｃｏｒｎ ８ 浙江理工大学学报 ２０１３年第３Ｏ卷 ｃ）测试环境达到稳定状态以后，打开给液控制 阀门，缓慢补给水容器液体，当液面接触试样最底端 时，织物垂直芯吸自动识别系统开始提取特征，启动 自动检测。 ２织物液态水传递性能自动检测装置的应用 ２．１实验样品 试样的基本规格参数见表ｌ。试样１、２、３为全 ｄ）３０ ｍｉｎ后，停止检测，导出实验数据。 在实际测试中，为了更好地观察芯吸高度，对于 棉平纹织物，试样４为全棉斜纹织物。试样颜色深 度以１３６５光源下织物在最大吸收波长处的Ｋ／Ｓ值来 颜色较浅的织物，常在水中加入染料ｌ７］，以便于观察 芯吸高度线。 表征，Ｋ／Ｓ值越大表示试样颜色越深，Ｋ／Ｓ值越小表 示试样颜色越浅。４种全棉试样的颜色差异较大。 表１试样结构参数表 ２．２实验数据与处理 ２．２．１两种检测方法的比较 根据操作程序（ｂ）、（ｃ），对４种全棉试样利用该 ＬＥＤ光源测试电压分别为１０、９．５、９．５ Ｖ和 １１．５ Ｖ，并对这４种试样采用传统方法，每隔ｇ ｍｉｎ 人工读取芯吸高度值，与自动检测对应时问的数据 进行比较，实验数据见表２。 单位：ｍｉｌｌ 自动检测技术进行液态水传递性能的自动检测， 表２织物芯吸高度实验值 第１期 詹永娟等：织物液态水传递性能的自动检测技术及应用 取两种试验方法，间隔２ ｍｉｎ，共３０ ｍｉｎ内的织 物芯吸高度为检测样本，４个试样，经纬向共８个检 所示。当Ｘ＿ｙ平均值在置信区间内，如试样１经向 检测的置信区间是［１．４２４ ４，２．２５０ ７］，由于 ｙ平 测样本。传统检测的织物芯吸高度记为Ｘ（单位： ａｍ），自动检测的织物芯吸高度记为Ｙ（单位：ｒ ａｍ），对Ｘ＿ｒｙ进行ｔ检验，假设Ｘ＿ｙ平均值为零，即 两种检测方法下的实验数据无明显差别。检验自由 度为１５，在给定显著性水平ａ一０．０５下，根据实验 均值在置信区间内，即１．４２４ ４＜１．８３７ ５＜２．２５０ ７， 因此，两种检测方法测试试样１经向织物芯吸高度 实验数据无明显差别。表３列出４个试样，经纬向 共８个检测样本，采用两种检测方法测试织物芯吸 高度实验数据无明显差别。 数据得到８个检测样本ｔ检验的置信区间，列表３ 表３假设检验结果数据 ２．２．２织物液态水传递特征 应用织物液态水传递自动检测装置，试样在 ３０ ｍｉｎ内自动检测到１８０个数据，运用Ｏｒｉｇｉｎ［。 绘 制试样芯吸高度一芯吸时间曲线，见图３所示。根据 拟合曲线函数Ｙ＝ｙ。＋Ａｌ ｅＡ（－－ｘ／ｔ１）＋Ａ２ｅ （一 ／ ｔｚ）得到试样芯吸速率随时间的关系曲线，见图４所 示。并提取试样初始芯吸速率，列表４所示。 要 桕 昌 罢 惶 均 芯吸时间，ｓ （ａ】１号试样 芯吸时间／ｓ （ｂ）２号试样 ｇ 鑫 芯吸时间／ｓ （ｃ）３号试洋 芯吸时间／ｓ 一经向，…．纬向 （ｄ）４号试样 图３试样芯吸高度一芯吸时间关系曲线 １Ｏ 浙江理工大学学报 ２０１３年第３Ｏ卷 一∞／ⅢＬｕ）旃 怕 搀 芯吸时间，ｓ （ａ１ ｌ号试样 芯吸时间／ｓ （ｂ）２号试样 芯吸时Ｉｎ］Ｉｓ （ｃ）３号试样——一∞／ｕＩｇ）／斟 搀 一ｓ／＃ＩⅢ一＼碍 杓 经向，…一纬向 芯吸时间／ｓ （ｄ）４９试样 图４试样芯吸速率一芯吸时间关系曲线 表４试样３０ ｒａｉｎ的最大芯吸高度 及初始芯吸速率 简单； ｂ）该自动检测装置采用ＬＥＤ可调节光源，适 合浅色以及深色织物液态水传递性能的自动检测； ｃ）该自动检测装置获取的实验数据多，问隔时 间短，提取的初始芯吸速率，能正确表示织物的瞬间 吸水能力，而最大芯吸高度是表示织物在一定时间 内的导湿能力。 参考文献： ［１］于伟东，储才元．纺织物理［Ｍ］．上海：东华大学出版 社，２００２（１）：４０８． 织物液态水传递过程分为两个阶段，第一阶段 ［２］ＢＳ３４２４－－１９７３ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｃｋｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ［Ｓ］． ｒ３１ ＤＩＮ ５３９２４ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｉｃｋｉｎｇ Ｒｉｓｅ ｉｎ Ｔｅｘｔｉｌｅ 为液态水传递较快的过程，以初始芯吸速率表示，反 映织物的瞬间吸水能力；第二阶段为液态水传递速 度减慢趋于稳定的过程，以最大芯吸高度表示，反映 织物的导湿能力。 Ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｓ］． ［４３ ＦＺ／Ｔ ０１０７１－－２００８纺织品毛细效应试验方法Ｉｓ］． ［５］庄勤亮．借助图像处理技术的织物导湿自动测试研究 ［Ｊ］．东华大学学报：自然科学版，２００２（６）：６８—７２． ［６］姜晓云，周小红，翁５８—６１． ３结论 鸣，等．基于垂直芯吸法的织物 导湿性能图像处理修正［Ｊ］．纺织学报，２０１０，３１（６）： 织物液态水传递性能是舒适性的一个重要指 标，本文介绍一种织物液态水传递性能的自动检测 装置，并利用该装置进行了实验，得到如下结论： ａ）该自动检测装置对织物液态水传递性能的 检测结果与人工读取方式的结果偏差较小，并且可 以获取的数据更多，自动化高，测试精度高，操作 ［７］Ｒｉｃｈａｒｄ Ｔ Ｃａｒｙ，Ｇｅｏｒｇｅ １３．Ｓｐｒｏｌｅｓ．Ａｂｓｏｒｂｅｎｃｙ ｏｆ ｔｅｒ— ｒｙ ｔｏｗｅｌｓ：ａ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］． Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９７９（１２）：６９卜６９８． ［８］周剑平．Ｏｒｉｇｉｎ实用教程７．５版［Ｍ］．北京：北京航空 航天大学出版社，２００４：２０７—２１２． 第１期 詹永娟等：织物液态水传递性能的自动检测技术及应用 ｌ１ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ＡｐｐＩｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｔｅｘｔ－ｌｅｓ ＺＨＡＮ Ｙｏ ｇ ，ＸＩＥ Ｗｅｉ—ｂｉｎ ，ＪＩＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｙｕｎ ，ＣＨＥＮ Ｂａｏ－ｒｕｉ ， Ｓｈｕ－ｒｏｎｇ ，ＺＨＯＵＸｉａｏ－ｈｏｎｇ （１．Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｚｈ＠ａｎｇ Ｓｃｉ—Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｚｈ＠ａｎｇ Ｅｎｔｒｙ－Ｅｘｉｔ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ Ｂｕｒｅａｕ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００１８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｉｃｋｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｉｎ— ｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｉｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅ— ｖｉｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｌｉｔｔｌｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍｅｒ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ ｏｐｅｒａ— ｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ｆａｂｒｉｃ ｗｅｌｌ；ａｎｄ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔ— ｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ａｄｊ ｕｓｔａｂｌｅ ＬＥＤ ｌｉｇｈｔ ｉｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｉｑｕｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｒｏｐ— ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆａｂｒｉｃｓ ｆｒｏｍ ｌｉｇｈｔ—ｃｏｌｏｒｅｄ ｆａｂｒｉｃｓ ｔｏ ｄｅｅｐ－ｃｏｌｏｒｅｄ ｆａｂｒｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｖｅｒｔｉｃａｌ ｗｉｃｋｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｉｍａｇｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌ— ｏｇｙ （责任编辑：许惠儿） 业业 业 业业 业 业 业业 业业 业 业 誊业 业业始业业业 业业 誊 关于本刊论文入网事宜的声明 凡在本刊编辑部投稿，如作者无特别说明，一经发表，均视为作者同意自己的作品在本刊 编辑部网站、ＣＮＫＩ中国期刊全文数据库、万方数据一数据化期刊群等收录转载，编辑部所付 稿酬已包含了网络、电子版的稿酬。作者如不同意请在投稿时专门说明。 浙江理工大学学报编辑部 ２０１２年９月
