运用高速摄影对不同结构参数织物导湿性能的研究

摘要

目前对于织物导湿吸湿的测试方法有很多：芯吸法、液滴法、保水率测试法、垂直吸水法、沉降法、吸水率测试法、干燥速率法、MMT法等。但传统的这些方法大多是建立在人工长时间静态的分析测试上的，因此具有人为干扰因素大，精准率低，数据统计速度慢等缺点。在分析织物导湿机理时，对于任意时间点上织物导湿特性的研究没有什么有效的办法，尤其对于液态水刚浸润织物表面最初几秒扩散情况的探讨几乎是一片空白。
　　 本课题尝试运用高速摄影装置结合图像处理技术在自制的实验测试平台上对不同结构参数织物的导湿性能进行动态的研究，对测试装置和方法的误差进行了较为严密的分析，把织物结构中的某些参数对于导湿性能的影响作为独立变量进行了探讨。在研究过程中解决了一系列限制实验适用范围和降低实验精度的问题，通过方法的优化达到了传统测试方法难以企及的效果，为织物动态导湿理论的研究提供依据和基础。
　　 本课题主要研究内容可以分为三大部分，一是在前人的基础上，运用Matlab软件编制程序对高速摄影连续拍摄的织物导湿图像进行一系列的处理，在图像灰度化之后经过减运算、乘运算、中值滤波、小波变换和二值化分离等手段得到了织物图像的导湿特征信息，并与传统方法进行测试对比；二是对本课题中搭建的测试平台和使用的测试方法进行严密的误差分析，对不足之处提出了优化方案；三是根据绘制的织物导湿动态曲线，运用控制变量法并结合前人的理论研究对于不同结构参数织物之间导湿性能的差别进行深入的分析和探讨。
　　 通过本课题的研究与相关分析，得出了以下的成果和结论：
　　 (1)运用高速摄影装置搭建的整个对织物导湿性能的测试平台其实验数据便于存储携带，适应性强，精确度高，计算速度快，处理信息量大，具有传统人工方法不可比拟的优势；
　　 (2)整个图像处理过程中，Matlab软件编制的程序对于织物有水区域和无水区域的鉴别，精准高，处理数据量大，方便建立数学模型，比传统手工剪纸法误差小，适用范围广；
　　 (3)在其它参数一定的情况下，定量水滴在织物表面传导时，其最大导湿面积和织物的厚度是成负相关关系；
　　 (4)在其它参数一定的情况下，定量水滴在织物表面传导时，其平均导湿速度和织物的厚度是成负相关关系。并且厚度越大，运用高速摄影结合图像处理技术得出的织物导湿速度-时间的关系曲线上下波动越明显；
　　 (5)在其它参数一定的情况下，定量水滴在织物表面传导时，其最大导湿面积和织物的紧度是成负相关关系；
　　 (6)在其它参数一定的情况下，定量水滴在织物表面传导时，其平均导湿速度和织物的紧度是成负相关关系。并且紧度越大，运用高速摄影结合图像处理技术得出的织物导湿速度-时间的关系曲线上下波动越不明显；
　　 (7)在其它参数一定的情况下，定量水滴在不同原组织织物上传导时，缎纹织物导湿能力各向异性最大，且导湿区域经向与纬向长度的比值-时间关系曲线波动最大、斜纹次之、平纹最小；
　　 (8)控制其它条件的情况下，定量水滴在织物表面传导时，水滴在滴落织物后的刹那，其最大导湿速度与孔隙率的平方根成正比。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 织物湿传递机理的研究现状

1.3 高速摄影及图像处理技术在纺织中的应用

1.4 本课题研究意义和内容

第二章 Matlab图像处理技术在织物上的应用

2.1 织物导湿图像的灰度化

2.2 织物导湿图像的代数运算处理

2.3 织物导湿图像的直方图调整

2.4 织物导湿图像的去噪

2.5 织物导湿图像的二值化分割

2.6 通过像素量化法求织物导湿图像的面积

2.7 本章小结

第三章 实验流程与误差分析

3.1 实验流程的设计和准备

3.2 图像采集和处理装置

3.3 实验的误差分析

3.4 实验数据的采集和准备

3.5 液体的选取

3.6 本章小结

第四章 实验与数据分析

4.1 不同厚度织物的导湿性能分析

4.2 不同紧度织物的导湿性能分析

4.3 不同原组织织物的导湿性能分析

4.4 不同孔隙率织物的导湿性能分析

4.5 定量液态水在织物中的传导机理

4.6 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢