棉花作為一種重要的原材料，在紡織工業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，頭發絲，布條等。為了清除異性纖維，國內現有的企業一般采用兩種方法：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對棉花中的異質成分進行檢測，這些異質成分包括：頭發，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
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，預期在紡織工業中有廣泛的應用前景。
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更新時間：2024-04-08
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