一种LED棉花测色系统及一种LED棉花测色方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种LED棉花测色系统及一种LED棉花测色方法，其中的系统具体包括：照明单元、外置校准反射板、数据传输单元、光谱仪以及数据计算单元；其中，所述照明单元，包括：具有不同光谱特性的N个LED；所述数据传输单元，用于向光谱仪传输所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光；所述光谱仪，用于探测得到对应的外置校准光谱数据以及所述被测棉花样品的光谱数据；所述数据计算单元，用于计算得到所述被测棉花样品的测色结果。本发明专利技术实施例能够解决目前市场上LED棉花测色仪器的光谱缺失问题，通过多LED照明不足单个LED的光谱缺失区段，从而实现更为准确的颜色测量结果。

【技术实现步骤摘要】
一种LED棉花测色系统及一种LED棉花测色方法
本专利技术实施例涉及棉花质检领域，特别是涉及一种LED棉花测色系统及一种LED棉花测色方法。
技术介绍
棉花测色需要依据《GB1103.1-2012棉花锯齿加工细绒棉》对于棉花测色的要求，采用亨特-尼克尔森颜色空间对棉花的颜色进行表示。依据以上要求被测棉花Rd以及+b的值用于判断棉花的质量。其中，Rd表示棉花的反射率，也就是明亮程度；+b表示棉花的黄色程度，数值越大，颜色越黄。根据国标GB3979中要求，测色系统的总光谱灵敏度应尽量满足卢瑟条件，以使得测色系统测得的Rd和+b更加准确。现有的一种棉花测色仪器，通常采用2个同型号的闪烁氙灯从两个方向同时照明被测样品，棉花测色仪器内的探测器由Y传感器和Z传感器构成，其中Y传感器由一块绿色的滤光片和一块硅光电池构成，Z传感器由一块蓝色滤光片和一片硅光电池构成。这种棉花测色仪器的光谱功率分布与标准C照明体还具有一定差距，会引入一定的测量偏差，由于滤光片与人眼色觉特性无法100％匹配，因此测量结果始终存在偏差。另一方面，由于滤光片的制作过程中，批次之间加工工艺的少许变化也会导致滤光片光谱特性的差异，导致不同批次设备之间测量结果的不一致性，从而容易引起棉花质检的争端。现有的另一种棉花测色仪器，由LED从两侧45度方向照明被测棉花，采用光电积分式的色度传感器收集被色棉花样品的光谱信息。这种棉花测色仪器采用的LED光谱从400nm开始，420nm左右才开始明显提升，与典型的标准C照明体具有很大差异，致使测试结果中丢失了样品在380-420nm范围的光谱信息，恰好这个区段也是棉花色度较为敏感的光谱区段，因此造成该设备测量结果的偏差较大。并且，采用的光电积分式的色度传感器对于卢瑟条件光谱匹配度要求很高，批次之间的工艺差异会造成设备之间测量结果的不一致性。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题是解决目前市场上LED棉花测色仪器的光谱缺失问题，通过多LED照明不足单个LED的光谱缺失区段，从而实现更为准确的颜色测量结果。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种LED棉花测色系统，包括：照明单元、外置校准反射板、数据传输单元、光谱仪以及数据计算单元；其中，所述照明单元，包括:具有不同光谱特性的N个LED，所述LED用于照明位于样品窗口的外侧时的外置校准反射板以及位于所述样品窗口中间的被测棉花样品；其中，N为大于等于2的正整数；所述数据传输单元，用于向光谱仪传输所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光；所述光谱仪，用于对所述数据传输单元传输的所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光进行探测，以得到对应的外置校准光谱数据以及所述被测棉花样品的光谱数据；所述数据计算单元，用于依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据以及外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的测色结果。可选地，所述数据计算单元包括：第一计算单元，用于计算所述被测棉花样品的光谱数据相对于所述外置校准光谱数据的第一比值；第二计算单元，用于依据所述外置光谱反射比以及所述第一比值的乘积，得到第一棉花光谱反射比；第三计算单元，用于依据所述第一棉花光谱反射比计算得到测色结果。可选地，所述外置校准反射板具有可移动性，当需要采集所述外置光谱数据时，所述外置校准反射板移动至所述样品窗口的外侧。可选地，所述LED棉花测色系统还包括：内置校准反射板；所述内置校准反射板具有可移动性，当所述内置校准反射板位于样品窗口内侧时，所述数据传输单元向所述光谱仪传输所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，以使所述光谱仪探测得到对应的第一次内置校准光谱数据以及第二次内置校准光谱数据；在所述内置校准发射板被移出所述样品窗口的情况下，所述光谱仪采集得到所述被测棉花样品的光谱数据；则所述数据计算单元，还用于依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据、所述第一次内置校准光谱数据、所述第二次内置校准光谱数据以及所述外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的所述测色结果。可选地，所述数据计算单元包括：第五计算单元，用于计算所述第一次内置校准光谱数据与所述外置校准光谱数据的第二比值；第六计算单元，用于依据所述外置光谱反射比与所述第二比值得到内置光谱反射比；第七计算单元，用于计算所述被测棉花样品的光谱数据与所述第二次内置校准光谱数据的比值，得到第三比值；第八计算单元，用于依据所述内置光谱反射比与所述第三比值计算得到所述被测棉花样品的第二棉花光谱反射比；第九计算单元，用于依据所述第二棉花光谱反射比计算得到测色结果。可选地，所述内置校准反射板具有可移动性，当所述样品窗口中间未放置所述被测棉花样品、且所述内置校准反射板位于所述样品窗口的内侧时，所述光谱仪探测所述数据传输单元传输的所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，以得到第一次内置校准光谱数据；当所述样品窗口中间放置所述被测棉花样品、且所述内置校准反射板位于所述样品窗口内侧时，所述光谱仪探测所述数据传输单元传输的所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，以得到第二次内置校准光谱数据。可选地，所述数据计算单元包括：第十计算单元，用于计算第N个被测棉花样品的光谱数据及其对应的第二次内置校准光谱数据之间的比值，得到第N个被测棉花样品的第三比值；其中，N为大于等于2的正整数；第十一计算单元，用于依据所述内置光谱反射比与所述第N个被测棉花样品的第三比值计算得到第N个被测棉花样品的第二棉花光谱反射比；第十二计算单元，用于依据第N个被测棉花样品的第二棉花光谱反射比，计算得到所述测色结果。为了解决上述问题，本专利技术实施例公开了一种LED棉花测色方法，包括：利用N个LED照明位于样品窗口的外侧的外置校准反射板以及位于所述样品窗口中间的被测棉花样品；其中，N为大于等于2的正整数；通过光谱仪探测数据传输单元传输的所述外置校准反射板板反射的光，得到外置校准光谱数据；通过所述光谱仪探测所述数据传输单元传输的所述被测棉花样品反射的光，得到所述被测棉花样品的光谱数据；依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据以及外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的测色结果。可选地，所述依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据以及外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的测色结果的步骤，包括：计算所述被测棉花样品的光谱数据相对于所述外置校准光谱数据的第一比值；依据所述外置光谱反射比以及所述第一比值的乘积，得到第一棉花光谱反射比；依据所述第一棉花光谱反射比计算得到测色结果。可选地，所述方法还包括：当所述样品窗口中间未放置所述被测棉花样品、且内置校准反射板位于所述样品窗口的内侧时，通过所述光谱仪探测所述数据传输单元传输的所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，得到第一次内置校准光谱数据；当所述样品窗口中间放置所述被测棉花样品、且所述内置校准反射板位于所述样品窗口内侧时，通过所述光谱仪探测所述数据传输单元传输的所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，得到第二次内置校准光谱数据；在所述内置校准发射板被移出所述样品窗口的情况下，通过所述光谱仪采集得到所述被测棉花样品的光谱数据；依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED棉花测色系统，其特征在于，包括：照明单元、外置校准反射板、数据传输单元、光谱仪以及数据计算单元；其中，所述照明单元，包括：具有不同光谱特性的N个LED，所述LED用于照明位于样品窗口的外侧时的外置校准反射板以及位于所述样品窗口中间的被测棉花样品；其中，N为大于等于2的正整数；所述数据传输单元，用于向光谱仪传输所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光；所述光谱仪，用于对所述数据传输单元传输的所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光进行探测，以得到对应的外置校准光谱数据以及所述被测棉花样品的光谱数据；所述数据计算单元，用于依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据以及外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的测色结果。

【技术特征摘要】
1.一种LED棉花测色系统，其特征在于，包括：照明单元、外置校准反射板、数据传输单元、光谱仪以及数据计算单元；其中，所述照明单元，包括：具有不同光谱特性的N个LED，所述LED用于照明位于样品窗口的外侧时的外置校准反射板以及位于所述样品窗口中间的被测棉花样品；其中，N为大于等于2的正整数；所述数据传输单元，用于向光谱仪传输所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光；所述光谱仪，用于对所述数据传输单元传输的所述被测棉花样品和所述外置校准反射板经所述LED照明反射的光进行探测，以得到对应的外置校准光谱数据以及所述被测棉花样品的光谱数据；所述数据计算单元，用于依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据以及外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的测色结果。2.根据权利要求1所述的LED棉花测色系统，其特征在于，所述数据计算单元包括：第一计算单元，用于计算所述被测棉花样品的光谱数据相对于所述外置校准光谱数据的第一比值；第二计算单元，用于依据所述外置光谱反射比以及所述第一比值的乘积，得到第一棉花光谱反射比；第三计算单元，用于依据所述第一棉花光谱反射比计算得到测色结果。3.根据权利要求1或2所述的LED棉花测色系统，其特征在于，所述外置校准反射板具有可移动性，当需要采集所述外置光谱数据时，所述外置校准反射板移动至所述样品窗口的外侧。4.根据权利要求1或2所述的LED棉花测色系统，其特征在于，所述LED棉花测色系统还包括：内置校准反射板；所述内置校准反射板具有可移动性，当所述内置校准反射板位于样品窗口内侧时，所述数据传输单元向所述光谱仪传输所述内置校准反射板经所述LED照明反射的光，以使所述光谱仪探测得到对应的第一次内置校准光谱数据以及第二次内置校准光谱数据；在所述内置校准发射板被移出所述样品窗口的情况下，所述光谱仪采集得到所述被测棉花样品的光谱数据；则所述数据计算单元，还用于依据所述被测棉花样品的光谱数据、所述外置校准光谱数据、所述第一次内置校准光谱数据、所述第二次内置校准光谱数据以及所述外置光谱反射比，计算得到所述被测棉花样品的所述测色结果。5.根据权利要求4所述的LED棉花测色系统，其特征在于，所述数据计算单元包括：第五计算单元，用于计算所述第一次内置校准光谱数据与所述外置校准光谱数据的第二比值；第六计算单元，用于依据所述外置光谱反射比与所述第二比值得到内置光谱反射比；第七计算单元，用于计算所述被测棉花样品的光谱数据与所述第二次内置校准光谱数据的比值，得到第三比值；第八计算单元，用于依据所述内置光谱反射比与所述第三比值计算得到所述被测棉花样品的第二棉花光谱反射比；第九计算单元，用于依据所述第二棉花光谱反射比计算得到测色结果。6.根据权利要求4所述的LED棉花测色系统，其特征在于，所述内置校准反射板具有可移...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙若端，马煜，代彩红，林延东，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11