[发明专利]纺织品亮度测量系统

说明书

一种不仅用于测量纺织品样品(106)的反射辐射而且用于测量荧光发射的装置(100)，其包括具有观察窗口(108)的展示子系统(102)。辐射子系统(114)具有可调辐射源(120)，用于将具有波长范围和强度的所需辐射(122)穿过观察窗口(108)引导朝向样品(106)，从而导致样品(106)产生荧光(124)。感测子系统(126)具有成像器(130)，用于捕获像素阵列中的反射辐射和荧光(124)。

技术领域

本发明涉及纺织品特性测量领域。更具体地，本发明涉及用于在线和离线应用的纺织品的亮度(荧光和反射光)特性的测量。

背景技术

纺织品是由纱线制成的机织或针织织物，但它们还包括纤维(天然，人造和混纺)，纱线或由这些组合制成的任何其他产品。最终织物的视觉感受对最终用户非常重要。视觉感受，包括但不限于，图案、颜色和亮度。亮度通常定义为视觉感受的属性，其中光源似乎是在辐射或反射着光。对于纺织品，亮度是反射光和荧光发射的函数。荧光颜料是增加织物亮度的一种方法。荧光材料定义为在吸收了光或其他电磁辐射之后发射通常在比吸收的电磁辐射的波长更长的波长下的光辐射的材料。因此，荧光材料不仅反射入射光，而且还发射更长波长的附加光。特别是如果吸收的电磁辐射在紫外线(UV)范围内并且发射的光是可见的，那么荧光材料看起来更亮。

荧光颜料具有至少三大类：无机荧光剂、光学增白剂和日光荧光剂。它们的主要区别在于它们的化学组成和光学特性，以及它们的应用。例如，无机荧光剂通常被紫外光(UV)到可见光(300-420nm)范围内的光辐射激活，而光学增白剂则在近紫外光(340-400nm)范围内被激活，日光荧光剂在可见光(400-700nm)范围内被激活并发射。

可以通过多种方式赋予纺织品荧光性能，例如，但不限于，(a)在树脂混合物中用荧光材料涂覆织物，(b)在纺纱阶段将荧光材料引入纤维，(c)涂覆纤维，以及(d)用荧光材料进行纺织品整理或家庭洗涤。

荧光颜料的质量和应用是维持、监控和控制纺织过程中最佳形貌性能的重要参数。尽管这些方法已经存在了很多年，但是荧光材料应用的配方和质量控制一直是具有挑战性的，主要是由于缺乏适当的测量仪器和缺乏对荧光材料的了解。

因此，需要一种不仅用于测量反射辐射而且用于测量荧光发射(总亮度)的系统，从而至少部分地趋于减少诸如上述的问题。

发明内容

上述和其他需求通过一种用于测量纺织品样品的反射辐射和荧光的设备来满足，该设备包括具有观察窗的展示子系统。辐射子系统具有可调辐射源，用于将具有波长范围和强度的所需辐射通过观察窗引导向样品，并因此使样品既产生反射辐射，又产生荧光发射。感测子系统具有成像器，用于捕获像素阵列中的反射辐射和荧光，其中每个像素记录像素位置处的反射辐射和荧光的强度。控制子系统具有处理器，用于控制展示子系统、辐射子系统和感测子系统，并且产生包含关于样品的频谱信息和空间信息的反射辐射和荧光图像。

在根据本发明这个方面的一些实施例中，展示子系统还包括用于将样品压在观察窗上的样品压机。在一些实施例中，展示子系统还包括校准片，用于响应具有已知特性的辐射而产生具有已知特性的荧光和反射辐射。在一些实施例中，辐射子系统还包括光学器件，用于在辐射到达样品之前对来自可调辐射源的辐射进行整形和滤光。在一些实施例中，辐射子系统还包括用于检测辐射的特性的检测器。

在一些实施例中，可调辐射源还包括能够产生两个或更多个离散辐射范围的源。在一些实施例中，可调辐射源还包括能够以所需强度产生辐射的辐射源。在一些实施例中，感测子系统还包括用于捕获在像素的二维阵列中的反射辐射和荧光的成像器。在一些实施例中，感测子系统还包括可变滤光片，用于选择性地禁止部分反射辐射和荧光到达成像器。在一些实施例中，感测子系统还包括用于捕获二维像素阵列中的反射辐射的成像器。在某些实施例中，控制子系统还包括机器接口，用于从另一个仪器接收命令和向另一个仪器发送信息。在一些实施例中，控制子系统还包括人机界面，用于从用户接收命令和向用户发送信息。