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文档简介
《纺织品再生纤维素纤维、棉及其混合物含量分析智能识别法》
团体标准编制说明
一、工作简况
(一)任务来源
本标准由广东省质量检验协会提出。
(二)起草单位
本标准由广东省质量检验协会归口管理。
本标准由广州检验检测认证集团有限公司起草。
(三)制定标准的目的和意义
纤维含量的检测项目虽然没有国家强制性标准,但是GB18401-2010《国家纺织产品基本
安全技术规范》和GB/T5296.4-2012《消费品使用说明第4部分:纺织品和服装》都明确涉及
了纤维成分含量检测。因此,纤维成分含量是纺织品检测中的一个重要考核项目,是企业进行
生产管理、销售和流通环节中的重要参考指标,也是政府进行纺织品品质监管的重要依据。
再生纤维素纤维具有舒适度高、吸湿透气性高、健康安全、滑爽亲肤、天然降解环保等优
点,使其成为各类混合纤维中的良好选择。棉与再生纤维素纤维混纺产品是最常见的纺织服装
用面料之一,此类面料在纺织产品中占有较大比例。通过外观形态来鉴别纤维种类是纤维成分
分析中最主要的手段,常规的棉与再生纤维素纤维混纺样品检测方法主要分为化学法FZ/T
01057、GB/T2910.6和物理法FZ/T01101-2008。目前化学溶解法和显微镜物理法的检测成本
高、耗时长、对检验人员经验要求高,其中,化学法用到的中化学试剂溶液容易对环境造成严
重的污染,并且需要大量资金投入处理溶解后的废液。同时,长期接触高腐蚀性、挥发性的化
学试剂严重危害着检验人员的身体健康,也缩短了一些高精密仪器的使用寿命;而人工物理法
纤维根数法通过显微镜进行肉眼逐个识别个纤维形态和根数,费时费力,在横截面积测量的过
程中,检验员采用人眼观察纤维在显微镜下的形态特征并判断纤维种类,人工手绘出不同纤维
的轮廓,扫描图像后通过人工逐个点击纤维轮廓获取面积。由于检验人员的技术水平、经验知
识等方面的差异会影响结果的准确性,同时检测成本高、耗时长。
本标准采用纤维智能分析系统,通过光学显微镜的载物台步进位移装置,摄像头自动对焦
采集到清晰的纤维横截面图像与纵面图像,利用人工智能识别技术自动提取、识别各类纤维面
积或根数计数,结合测得的各类纤维根数,按需计算纤维质量含量。具备一键式测量,能实现
试样图像的无损、快速采集的特点。
(四)主要工作过程
2024年10月—2024年12月,成立标准编制小组,查阅相关资料,确定本标准起草工作程序、
标准编制原则。
1
2025年01月—2025年04月,建立再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔)、棉及其
混合物含量的标准方法。在调研分析的基础上,对标准涉及的图像自动采集方案、图像识别和
测量模型等关键步骤进行系统研究,形成标准方法。
2025年05月—2025年06月,验证棉、再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔)定量
标准方法有效性。采用搜集的样品验证标准方法的有效性。
2025年07月—2025年08月,起草标准草案,形成标准征求意见稿,发送相关专家征求意见。
二、标准编制原则
1.合理地吸纳国内外相关文献资料的内容。
2.标准的编制遵循科学性、先进性和可操作性原则,标准格式要求按GB/T1.1-2020《标
准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》和GB/T20001.4-2015《标准编写规
则第四部分:试验方法标准》进行编制。
3.充分考虑现有检测技术水平和检测能力,确保标准实施后,相关机构能够利用本标准
方法开展工作。
三、主要内容的确定
(一)标准名称的确定
根据本标准实现纤维含量定量的方法命名为:纺织品再生纤维素纤维、棉及其混合物含
量分析智能识别法
(二)范围
本标准规定了采用人工智能识别技术结合光学显微镜自动测定纺织品中再生纤维素纤维
(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔等)、棉及其混合物含量的方法。适用于在光学显微镜下有典型
纵面特征(或典型横截面特征)的混纺产品的定量。不适用于纤维外观形态严重受损或变形、
纤维不能完全分散存在黏结等情况的产品。
(三)标准内容
本标准在现有标准FZ/T01101-2008《纺织品纤维含量的测定物理法》的基础上,采用
光学显微镜放大纤维并自动采集纤维图像,利用人工智能识别技术辨别各类纤维,图像处理及
数据分析处理技术测量纤维直径(或面积)和根数,按需分别计算纤维质量含量或根数含量。
测试应配备自动纤维智能分析系统,由带自动步进位移装置的光学显微镜,视频摄像头和
带有纤维自动识别和测量分析方法的计算机组成。其中自动光学显微镜至少10倍放大倍率,载
物台装有能在X、Y、Z三个相互垂直的方向自动连续步进的机械装置。纤维自动识别和测量分
析方法应至少包含自动采集程序、人工智能识别纤维模型、自动测量纤维直径(或面积)程序
以及自动计算纤维含量等功能。
建议的测试程序如下:
1.取样、预处理和制样
2
经过上浆处理的纱线等样品,需进行去浆预处理;深色样品需进行褪色处理。根据定量需
求选择按照FZ/T01101进行取样和制样。
制备纤维纵面试样时,将纤维整理成纤维束状,用哈氏切片器切取一定长度的短纤维,将
短纤维移至表面皿中并加入无水甘油或液体石蜡油,盖上盖玻片。每个试样抽取的纤维总根数
不少于1500根,如一个样片中纤维根数不够,应增加样片。
制备纤维横截面试样时,在试样中随机取适量代表性纤维整理成平行束状,放入哈氏切片
器中,切去露出的纤维,拧好切片器,再用刀片将哈氏切片器金属板凹槽里面纤维切取平整,
然后将整个切片器固定在显微镜载物台上,待横截面面积测量用。
2.测试
(1)定性测试
按FZ/T01057(所有部分)等标准对样品进行定性,其中常见棉和再生纤维素纤维(粘纤、
莫代尔等纤维)的纵面图像及横截面图像如下图1-4。
(a)棉纵面(b)棉横截面
图1棉纵面形态(a)和横截面形态(b)
(a)莱赛尔纵面(b)莱赛尔横截面
图2莱赛尔纵面形态(a)和横截面形态(b)
3
(a)粘纤纵面(b)粘纤横截面
图3粘纤纵面形态(a)和横截面形态(b)
(a)莫代尔纵面(b)莫代尔横截面
图4莫代尔纵面形态(a)和横截面形态(b)
表1FZ/T01057.3-2007中棉与再生纤维素纤维(莱赛尔、粘纤、莫代尔)形态描述
纤维横截面形态纵面形态
棉腰圆形,有中腔具有天然转曲,呈扁平带状
莱赛尔圆形或近似圆形表面平滑,有光泽
粘纤锯齿形表面平滑,有清晰条纹
莫代尔哑铃形表面平滑,有沟槽
上表1是依据标准FZ/T01057.3-2007中的各纤维形态描述汇总的,目前大部分纤维形态基
本与描述一致。但实际产品中不同公司生产的粘纤、莫代尔纤维、莱赛尔纤维生产工艺不同,
所以其表面特征不尽相同。
因此,在实际检测建模过程中,需对所检测的棉和再生纤维素纤维(粘纤、莫代尔纤维、
莱赛尔纤维)进行实样形态特征进一步细化描述和判别。以上收集样品的横纵截面形态收集有
助于后续代表性样品的图像特征参数提取和测试模型的判别。
(2)模型建立和选择
纵面测试模型通过显微镜成像,经计算机自动对焦采集图像,预处理去噪后输入卷积神经
4
网络,由主干网络与检测网络提取特征,最终输出测试结果报表与图像。
横截面测试模型采用主网络结合特征金字塔网络生成多尺度特征图,其一分支对单根纤维
横截面检测、分类定位并实例分割获取轮廓;另一分支利用前序模板系数生成原型模板分离背
景与目标,叠加像素得横截面积。后处理程序自动导入纵面(根数法)与横截面(面积法)结
果,快速精准计算纺织品各组分含量。
根据定性结果选择符合要求的人工智能识别纤维模型。
(3)样品纵面(根数法)测试
纵面图像的自动采集:将制好的样品纵面样片放在显微镜载物台上,自动调焦获得清晰画
面。启动纤维智能分析系统,按系统预设的自动采集路径和方案采集样片上的纤维图像。其
中纵面图像自动采集路径可按照图5所示的检测次序获取纤维图像,即呈“弓”字形走位,按照
A→B→C→D→E→F→G的模式,直到完成整个切片的观察。采集过程要保证纤维测试总根数
在1500根以上,且路径采图覆盖率应≥70%;其他等效采集路径亦可被接受。
图5检测次序示意图
图像处理:采用纤维自动识别和测量分析方法对采集的图像进行灰度化处理、杂质噪声滤
除等。
图像识别和测量:采用纤维自动识别和测量分析方法对经处理的图像进行识别分类,并对
分类的图像进行根数的测量,如图6。
图6纵面纤维采集图像
其中对纤维直径进行测量时,每种纤维至少测量100根,若试样纤维横截面积(直径)存在明
显不均匀,则测量根数不少于300根,若某种类纤维含量较低,试样中该类纤维总根数不足,则测
量试样中所有该类纤维根数。计数纤维根数不少于1500根。如一个样片上的纤维根数不够,
5
则继续测量下一个样片。
(4)样品横截面(面积法)测试
横截面图像的自动采集:将制好的横截面样片放在显微镜载物台上,启动纤维智能分析系
统,按系统预设的自动采集路径和方案采集样片上的纤维图像。其中横截面图像自动采集路径
可参照图7规定的检测次序示意图设置,其他等效采集路径亦可被接受。
采用纤维自动识别和测量分析方法对采集的图像进行灰度化处理、杂质噪声滤除等,以提
取纤维图像的特征参数。采用纤维自动识别和测量分析方法对经处理的图像进行识别分类,如
图11(a)横截面测试原图和(b)测试模型识别图,并对分类的图像进行横截面面积的测量。
(a)横截面测试原图(b)测试模型识别图
图7样品横截面测试原图和测试模型识别图
(5)结果计算
纵面测试完成后可得鉴别出的纤维种类,以及每种纤维的统计根数、平均直径;横截面测
试完毕后在测试结果在“查询结果”中查看,测试人员把根数法测试软件的结果导入到excel中
“计数根数”,可按标准FZ/T01101自动计算测试结果,并自动报出各纤维的百分比含量。
3.标准方法的评价
为保证建立的纤维自动识别和测量分析方法满足试验要求,对使用的方法要进行评价。纤
维自动识别和测量分析方法应符合表2中的参数要求。
表2纤维自动识别和测量分析方法的评价参数
方法的适用范验证标准误差一致性程度检测值的精密验证的显著性
相关性(R)
围(SEV)(C)度(σ)差异(F)
待测样品的范
F<F(n-
围应与所用方αA
≤3.0%>90%≥95%≤2.0%1,n-1)
法的适用范围B
一致
注1:表2中的评价参数的计算参见标准FZ/T01144-2018附录C。
注2:nA为采用本方法进行验证试验的样品数量;nB为采用参考方法进行试验的样品数量。
4.标准方法的验证
6
对本标准方法的验证可采用以下思路进行,即用一组验证样品来检验所建立方法的检测值
与验证样品的参考值之间一致性。如此,即可参照FZ/T01144-2018中模型验证和评价的方法
对本标准方法进行验证。
起草小组搜集了不同纤维不同含量组成的样品进行验证试验,以不同再生纤维素纤维与棉
(或再生纤维素纤维)混纺产品为例,根据本标准提供的自动化测试方法进行测试的结果与采
用标准FZ/T01101进行测试的结果(参考值)之间的验证误差绝对差值。
对6组混纺产品进行测试,并根据表1中的各项指标对建立的6组纤维自动识别和测量分析
方法分别进行评价,以考察所建立方法的性能,结果如表3所示
表3不同纤维混纺样品自动识别和测量分析方法的评价参数
验证标准检测值的
相关性一致性程
纤维种类误差精密度验证的显著性差异(F)
(R)度(C)
(SEV)(σ)
要求≤3.0%>90%≥95%≤2.0%F<Fα(nA-1,nB-1)
棉/莱赛尔1.65%99.79%96.24%1.31%1.0031(<1.2744)
棉/粘纤1.81%99.75%97.14%1.69%1.0172(<1.3827)
棉/莫代尔1.81%97.97%96.97%1.36%1.0377(<1.3964)
粘纤/莱赛尔1.37%97.90%98.28%1.65%1.0405(<1.5518)
粘纤/莫代尔1.53%98.95%98.21%1.61%1.0279(<1.5643)
莫代尔/莱赛尔1.54%97.82%99.00%1.44%1.0450(<1.4090)
根据测试情况,自动化测试结果与参考值的验证误差绝对值大部分在3%以内以,符合GB/T
29862标准的允差要求。同时由表2中不同方法的评价参数可知,6个组分产品在验证标准误差、
相关性、一致性程度、检测值精密度以及验证的显著性差异等方面都表现良好,各项指标均满
足要求,表明这些纤维组分在相关检测和验证过程中的质量较高,结果较为可靠。因此,本标
准所建立的方法对不同再生纤维素纤维、棉混纺种类的样品均可出稳定的检测结果,该方法具
有较好的稳定性和可靠性。随着测试样品的不断丰富,同时进一步锁定方法的适用范围,可建
成准确度高、重复性好且能满足日常检验的纤维自动识别和测量分析方法。
7
6.检测流程
1.样品进行前处理
2.定性分析
3.制取纤维、纵纤维横截面
4.纤维智能分析系统校准
5.上机自动分析:纤维智能分析系统
纤维纵面测试分析横截面测试分析
6.数据处理、计算
7.编写分析检测报告
图8检测分析流程示意图
8
四、与国外同类标准水平的对比情况
目前我们查到的再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔)、棉及其混合物的纤维含
量的测试标准主要是化学法定量采用的GB/T2910系列、ISO1833系列等,物理法定量采用显
微镜法FZ/T01101、ISO17751系列等。标准GB/T45519-2025《纺织品纤维定量分析显微镜智
能识别法》只适用于纵向截面形态特征有明显差异的纤维,未涉及横截面形态特征差异的人工
智能技术分析。本标准在以上标准基础上,将棉、再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代
尔)的纤维含量测试方法推向智能化和自动化的方向,不仅能将一线检测人员从繁重的重复性
工作中解放出来,提供更客观、更稳定、更准确的测试结果,更是推动纤维含量检测方法规范
化和检测技术升级重要一步。
五、与有关标准的关系
本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。
六、重大分歧意见的处理经过和依据
无。
七、其他
本标准为新制定标准,不代替任何标准。
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《纺织品再生纤维素纤维、棉及其混合物含量分析智能识别法》
团体标准编制说明
一、工作简况
(一)任务来源
本标准由广东省质量检验协会提出。
(二)起草单位
本标准由广东省质量检验协会归口管理。
本标准由广州检验检测认证集团有限公司起草。
(三)制定标准的目的和意义
纤维含量的检测项目虽然没有国家强制性标准,但是GB18401-2010《国家纺织产品基本
安全技术规范》和GB/T5296.4-2012《消费品使用说明第4部分:纺织品和服装》都明确涉及
了纤维成分含量检测。因此,纤维成分含量是纺织品检测中的一个重要考核项目,是企业进行
生产管理、销售和流通环节中的重要参考指标,也是政府进行纺织品品质监管的重要依据。
再生纤维素纤维具有舒适度高、吸湿透气性高、健康安全、滑爽亲肤、天然降解环保等优
点,使其成为各类混合纤维中的良好选择。棉与再生纤维素纤维混纺产品是最常见的纺织服装
用面料之一,此类面料在纺织产品中占有较大比例。通过外观形态来鉴别纤维种类是纤维成分
分析中最主要的手段,常规的棉与再生纤维素纤维混纺样品检测方法主要分为化学法FZ/T
01057、GB/T2910.6和物理法FZ/T01101-2008。目前化学溶解法和显微镜物理法的检测成本
高、耗时长、对检验人员经验要求高,其中,化学法用到的中化学试剂溶液容易对环境造成严
重的污染,并且需要大量资金投入处理溶解后的废液。同时,长期接触高腐蚀性、挥发性的化
学试剂严重危害着检验人员的身体健康,也缩短了一些高精密仪器的使用寿命;而人工物理法
纤维根数法通过显微镜进行肉眼逐个识别个纤维形态和根数,费时费力,在横截面积测量的过
程中,检验员采用人眼观察纤维在显微镜下的形态特征并判断纤维种类,人工手绘出不同纤维
的轮廓,扫描图像后通过人工逐个点击纤维轮廓获取面积。由于检验人员的技术水平、经验知
识等方面的差异会影响结果的准确性,同时检测成本高、耗时长。
本标准采用纤维智能分析系统,通过光学显微镜的载物台步进位移装置,摄像头自动对焦
采集到清晰的纤维横截面图像与纵面图像,利用人工智能识别技术自动提取、识别各类纤维面
积或根数计数,结合测得的各类纤维根数,按需计算纤维质量含量。具备一键式测量,能实现
试样图像的无损、快速采集的特点。
(四)主要工作过程
2024年10月—2024年12月,成立标准编制小组,查阅相关资料,确定本标准起草工作程序、
标准编制原则。
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2025年01月—2025年04月,建立再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔)、棉及其
混合物含量的标准方法。在调研分析的基础上,对标准涉及的图像自动采集方案、图像识别和
测量模型等关键步骤进行系统研究,形成标准方法。
2025年05月—2025年06月,验证棉、再生纤维素纤维(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔)定量
标准方法有效性。采用搜集的样品验证标准方法的有效性。
2025年07月—2025年08月,起草标准草案,形成标准征求意见稿,发送相关专家征求意见。
二、标准编制原则
1.合理地吸纳国内外相关文献资料的内容。
2.标准的编制遵循科学性、先进性和可操作性原则,标准格式要求按GB/T1.1-2020《标
准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》和GB/T20001.4-2015《标准编写规
则第四部分:试验方法标准》进行编制。
3.充分考虑现有检测技术水平和检测能力,确保标准实施后,相关机构能够利用本标准
方法开展工作。
三、主要内容的确定
(一)标准名称的确定
根据本标准实现纤维含量定量的方法命名为:纺织品再生纤维素纤维、棉及其混合物含
量分析智能识别法
(二)范围
本标准规定了采用人工智能识别技术结合光学显微镜自动测定纺织品中再生纤维素纤维
(粘胶纤维、莱赛尔、莫代尔等)、棉及其混合物含量的方法。适用于在光学显微镜下有典型
纵面特征(或
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