基于微波技术的织物含水率测量方法.docx

基于微波技术的织物含水率测量方法 景军锋，孙乐，李鹏飞( 西安工 基于微波技术的织物含水率测量方法 景军锋，孙 乐，李鹏飞 ( 西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安 710048) 摘 要 介绍了微波技术在纺织品水分测量中的应用，对其湿度测量原理进行了分析。基于微波技术设计出一种 非接触式织物含水率的测量系统，并以 PLC 为处理器对织物的含水率进行了测量，同时用传统的称重法对织物的 含水率进行了测量。通过对实验数据的处理，拟合出不同织物含水率的拟合直线，并对所出现的误差进行了分析。 结果表明，该系统对于棉麻布，牛仔布和细棉布含水率的有效测量范围分别在 30% ～ 50% 、30% ～ 55% 、35% ～ 70% 。棉麻布的测量误差最小，在 ± 1% 以内。 关键词 微波; 含水率; 非接触; 拟合直线; 误差 中图分类号: TS 131. 9 文献标志码: A Method for fabric moisture content measurement based on microwave technique JING Junfeng，SUN Le，LI Pengfei ( School of Electronics and Information，Xian Polytechnic University，Xian，Shaanxi 710048，China) Abstract This paper introduces the use of microwave technology in measurement of textile moisture content，as well as its measurement principle． A non-contact fabric moisture content measurement system based on microwave with PLC as the processor was designed． Also with conventional weighing method， the moisture content of fabrics was measured． The experimental data was processed，the fitted lines representing the moisture contents of different fabrics were plotted， and errors were analyzed． The experimental results revealed that the effective measure range of this system for cotton linen cloth，denim and fine cotton cloth are 30% － 50% ，30% － 55% and 35% － 70% ，respectively． And the cotton linen cloth shows the smallest measurement error ( within ± 1% ) ． Key words microwave; moisture content; noncontact; fitted lines; error 织物含水率会影响织物中纤维的尺寸、结构、性 能等。由于纤维内部的结合水分已经填充在纤维分 子之间，所以吸收水分主要使纤维的长度、宽度发生 变化，并使它们变得膨胀。此外，织物的水分同样会 改变其电阻 值，从而影响纺织品的静电荷、静 电 摩 擦、染色工艺表观深度和固色率等［1 － 2］。 在纺织生产中，水分测量通常采用烘干法，这种 方法很准确，但 单次测量耗时长，无法实现在线测 量。红外法易受织物颜色、结构、平整度等影响，会 产生较大的误差。电阻法传感器探头长时间与高湿 度的织物接触会对探头产生腐蚀，亦会影响测量精 度。微波法检测速度快、灵敏度高、便于动态检测和 实时控制，受织物颜色、温度、平整度等影响较小，对 环境的敏感性较小，可在相对恶劣条件下进行［3 － 4］， 由于该测量过程快速稳定，可以根据实际生产的需 求实现在线测量，对实现纺织参数的自动化检测有 重大的意义［5］。 本文首先对织物测湿原理进行分析，并设计出 收稿日期: 2011 － 10 － 08 修回日期: 2012 － 05 － 09 基金项目: 陕西省科技厅 2011 年度攻关项目资助( 2011K07-25) ; 西安市科技局计划项目( CXY