在国家级皮革质量检测实验室---广州市皮革质量监测中心的要求和支持下，基于研究所多年来皮革检测仪器雄厚的研究基础，以邓力恺为负责人的专题小组经过两年的努力，分析现有检测方法存在的不足，深入研究耐摩擦色牢度的检测机理和装置的工作原理，利用最新电子技术成果，从沾色取样和色牢度定级两个环节入手，设计出了新方案并制作了相应系统：

1、采用曲面滚动摩擦方式代替传统旋转摩擦方式，有效解决了本身随着半径增加其线速度线性增加带来的检测误差；

2、建立受力模型并加入压力传感器，并利用V字形夹具实现驱动装置的固定方式，首次实现了免取样情况下在原件非破坏性摩擦采样；

3、编写上位机软件利用图像处理技术计算色牢度等级，相对于原来的灰度卡比对方法，其精度提高了一个数量级，又很好的保证了与原来检测标准的兼容性。

本次设计从沾色取样到色牢度定级，为耐摩擦色牢度检测提供了一套崭新的方法和完整的系统。该系统主要由沾色取样装置以及色牢度定级装置两部分组成：

（1）沾色取样装置

新系统中的沾色取样装置对传统装置做了很大的改进：采用滚动摩擦方式代替传统摩擦方式减小了毛毡运行所需要的空间；利用旋转体侧面线速度相同的特点彻底解决了原来旋转体端面线速度不同引起沾色不均匀的技术难题；通过V字形夹具与薄膜式压力传感器有机配合以取代原来的配重砝码，达到三维空间任意方向恒压检测的条件。同时，为了保证取样装置的机械结构能够实现预期功能，又专门为其设计了系统供电、信号转换、电机驱动等电路。选择MCU作为控制芯片，并编写了相应运行程序。以上措施不但从机械结构、硬件电路以及软件程序上有效解决了旋转式取样沾色不均匀的技术问题，而且实现了无损取样的目标。

（2）色牢度定级装置

新系统中的色牢度定级装置由相机成像部件和上位机定级软件两个部分组成。成像装置使用分辨率为640×480的相机，而提供相机拍摄的毛毡放置箱有两个功能：一是排除相机成像时外界光源的影响，二是保证前后两次成像时毛毡与相机的相对位置不变。色牢度定级采用的是全新比对原理：将沾色前后毛毡表面的沾色情况分别进行灰度值统计，然后比对两次统计结果，从而计算得到色牢度等级。依此原理开发完成的上位机定级软件具有色牢度定级和自动生成检测报告等功能，这种方案既大幅度提高了定级的精确度，又很好的保证了与原来检测标准的兼容性。

通过专门设计的验证性实验以及对实验数据的分析与比对，特别是课题提出单位的试用，证明了具有自主知识产权（发明专利正在实审中）的新型耐摩擦色牢度检测系统的检测结果具有良好的一致性和稳定性，以及对工业制品检测的适应性。本次研究不但首次从理论上完善了检测方案，还利用取样和定级两个专用装置有效提高了检测精度、实现了无损检测的目标，而且确定了新系统量化结果与传统定级结果之间的对应关系，为该成果的推广应用从技术上铺平了道路。

 

         

                            

 

                 图1 传统旋转式色牢度取样装置（左）及标准灰度卡（右）

 

                

 

             图2 恒压旋转曲面摩擦色牢度检测系统

 

          

           

 

                                 图3 恒压滚动摩擦取样结构（左）和像采集定级装置（右）