间歇染色过程色泽在线测量是准确设计染色生产工艺、精确控制染色过程色差的核心技术,也是国内外染整行业一直未能解决的重大技术难题。掌握间歇染色过程色泽在线测量技术可以实时检测染色过程织物色泽,及时准确控制工艺参数,确保染色产品质量,对提升我国染整技术创新水平,提高产品质量,降低生产成本和能耗具有重要作用。
针对间歇染色由于装置、操作条件限制,无法直接测量色泽的问题,本项目首先研究染料上染纤维的扩散、反应动力学模型,得到了上染浓度与织物色泽的RGB值的模型,在此基础上,在全国染整行业首先提出用分光光度计在线测量出染色过程染液中吸光度,由吸光度与染料组分的浓度的软测量模型,计算出上染到织物各组分染料浓度,应用KM理论计算出染色织物的色泽RGB值和色差的色泽在线软测量方法,并开发了间歇染色过程色泽在线测量系统,实际染色生产中应用。
针对用分光光度计测量方法浓度的方法存在对高浓度和低浓度多组分染液精度低,光谱软测量染料浓度与吸光度模型复杂非线性,计算量大,实时性差的技术难题,提出采用激光做为测试光源,用测量入射光与透射光光程差的方法同时测定染液浓度的方法。
针对色泽在线测量中光谱和相位受环境噪声影响很大的问题,用量子滤波方法实现了激光相位和光谱测量在非平稳噪声条件下滤波,提高了测量精度和稳定性,扩大了在线色泽测量系统的应用范围和适用性。
间歇染色色泽在线测量系统已经应用在染色实验室,通过在线测量出染色过程实时上染率,设计大样染色最优工艺,确保工艺的准确性和重现性。在准确工艺的基础上,系统应用在染色生产过程在线测量,及时准确检测出色差,通过调整工艺参数进行在线及时校正,提高了染色产品质量和生产一次合格率。
系统从2005年开始进行研究,在2007年初步投用,经过10年不断的研究,改造和应用,系统可以实现染色过程色泽和色差高精度测量,大幅度提高了染色产品质量和生产一次合格率,近3年累计节支1.6亿元,累计增产10亿元,新增利润2亿元,新增税收1.2亿元。
本课题组从2005年开始间歇染色过程色泽在线测量技术研究,经过10多年的探索、研究、改进和开发,已经授权发明专利2项,实用新型专利2项,软件著作权1项,受理发明专利2项.完成福建省科技计划项目产学研重大项目1项,国家自然科学基金面上项目1项,主任基金1项,青年基金1项,发表论文20余篇,其中SCI收录2篇,EI收录6篇。
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