國(guó)產(chǎn)化全自動(dòng)纖維細(xì)度測(cè)試儀的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)分析
1引言
羊毛纖維的細(xì)度是毛紡工業(yè)中重要的檢測(cè)指標(biāo),也是羊毛重要的品質(zhì)特征。羊毛纖維的卷曲、截面形狀、內(nèi)部髓腔、正偏皮質(zhì)的雙邊結(jié)構(gòu)等指標(biāo)以及機(jī)械性能中的強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、彈性、模量、彎曲剛度、吸濕性等都和羊毛纖維的細(xì)度有關(guān),因此細(xì)度是決策羊毛工藝性能及其制成品使用性能的重要指標(biāo)。在商業(yè)貿(mào)易交易中,羊毛纖維的細(xì)度直接決策了羊毛的價(jià)格,如17μm~20μm的細(xì)羊毛,以0.1μm的變幻計(jì)價(jià),每kg約相差10~20美分。在羊毛商業(yè)檢驗(yàn)中,細(xì)度是羊毛品質(zhì)評(píng)價(jià)中兩個(gè)指標(biāo)之一,其重要性可見(jiàn)一斑。
近年來(lái),纖維細(xì)度,尤其是羊毛細(xì)度的檢測(cè)辦法不斷的在進(jìn)展與長(zhǎng)進(jìn)。目前我國(guó)質(zhì)檢系統(tǒng)常用的測(cè)試辦法有切段稱重法、振動(dòng)測(cè)量法、氣流法等間接辦法;國(guó)際上研發(fā)了以LASERSCAN激光細(xì)度儀與OFDA為代表的標(biāo)準(zhǔn)、客觀、快速的羊毛纖維細(xì)度的直接測(cè)量辦法。這些先進(jìn)的測(cè)試儀器具有測(cè)試速度快,精度高的優(yōu)點(diǎn),從2001年7月起,澳大利亞羊毛協(xié)會(huì)(AWTA)已要求全部羊毛檢驗(yàn)、交易證書(shū)中的細(xì)度指標(biāo)均以LASERSCAN激光細(xì)度儀檢測(cè)的數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。LASERSCAN激光細(xì)度儀精度高,但價(jià)格昂貴,很難在質(zhì)檢系統(tǒng)大規(guī)模推廣,更不用說(shuō)生產(chǎn)企業(yè)的的商業(yè)化應(yīng)用了,加之其操作要求十分嚴(yán)格,還需要使用易燃的正丁醇混合液體作為纖維檢測(cè)的載體,因此測(cè)試環(huán)境要求較高,須遠(yuǎn)離明火,對(duì)溫濕度環(huán)境要求也較高,維護(hù)保養(yǎng)相對(duì)困難。
通過(guò)分析目前國(guó)內(nèi)外同類研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題,如何建站一個(gè)嚴(yán)密的纖維細(xì)度識(shí)別體系,切實(shí)保證終產(chǎn)品符合質(zhì)量要求,向來(lái)是各檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)親切的問(wèn)題。本文針對(duì)國(guó)產(chǎn)BEIONF10全自動(dòng)細(xì)度儀與進(jìn)口LASERSCAN激光細(xì)度儀這兩種測(cè)試儀器進(jìn)行了如下的嚴(yán)格對(duì)照測(cè)試與分析。
2測(cè)試原理
LASERSCAN激光細(xì)度儀是用于測(cè)定羊毛、羊絨及化纖細(xì)度的快速檢測(cè)儀。其主要由光學(xué)部分、鑒別器部分、液體循環(huán)系統(tǒng)、電路部分、溫控系統(tǒng)和藹體檢測(cè)系統(tǒng)等組成,是基于遮蔽光衍射技術(shù)來(lái)測(cè)量纖維直徑的。其原理是利用光學(xué)部件中的氦氖激光器產(chǎn)生一個(gè)圓形的光斑,從該項(xiàng)光斑中形成的光束分成兩路:一路通過(guò)測(cè)試槽,被分出來(lái)照在一個(gè)參考檢測(cè)傳感器上,用于修正激光功率的波動(dòng);另一路通過(guò)測(cè)試槽。當(dāng)測(cè)試槽中的毛纖維在通過(guò)激光束時(shí),將對(duì)激光進(jìn)行散射與衍射。主檢測(cè)器檢測(cè)到羊毛衍射后的光強(qiáng),使檢測(cè)器的功率降低以達(dá)到測(cè)量直徑的目的。該儀器可以測(cè)出羊毛纖維的平均直徑、細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù),還可繪制直徑分布圖。
BEIONF10全自動(dòng)細(xì)度儀是通過(guò)顯微鏡與特意的圖像處理軟件的相互結(jié)合的全自動(dòng)、快速精確的細(xì)度測(cè)量分析儀器。其主要由CCD數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字操縱模塊、自動(dòng)載物臺(tái)、數(shù)據(jù)圖像處理分析模塊組成。首先將毛纖維切成長(zhǎng)度為1.5mm左右的片段,之后把纖維均勻的分布在載玻片上,利用顯微鏡光學(xué)鏡頭得到放大的數(shù)字圖像,利用操縱電路驅(qū)動(dòng)自動(dòng)載物臺(tái)獵取自動(dòng)聚焦后的纖維數(shù)字圖像,后利用圖像處理分析模塊進(jìn)行纖維數(shù)據(jù)的測(cè)量、分析與匯總。BEIONF10全自動(dòng)細(xì)度儀可以準(zhǔn)確測(cè)量的指標(biāo)有:纖維的測(cè)試根數(shù)、平均細(xì)度、細(xì)度的標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、粗絨率以及纖維細(xì)度分布直方圖。
3試驗(yàn)比對(duì)和結(jié)果分析
測(cè)試環(huán)境:實(shí)驗(yàn)室溫濕度條件采納GB6529–2008《紡織品 調(diào)濕與試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》中的標(biāo)準(zhǔn)大氣標(biāo)準(zhǔn):溫度為(20±2)℃,相對(duì)濕度為(65±4)%。
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):參照使用IWTO-12-00《用賽洛蘭激光掃描纖維直徑分析儀測(cè)試?yán)w維平均直徑及其分布的辦法》,該辦法在測(cè)量計(jì)算上基本和我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10685–2007《羊毛纖維直徑試驗(yàn)辦法 投影顯微鏡法》是一致的。
測(cè)試儀器:SIROLAN-LASERSCAN激光細(xì)度測(cè)定儀,BEIONF10全自動(dòng)細(xì)度儀。
3.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)羊毛1~8#分組纖維細(xì)度測(cè)試
測(cè)試對(duì)象:國(guó)際毛紡協(xié)會(huì)實(shí)驗(yàn)室提供的1~8#組平均細(xì)度不同(約15.71μm~36.76μm)的標(biāo)準(zhǔn)毛條。
將8組標(biāo)準(zhǔn)毛條分離用LASERSCAN激光細(xì)度測(cè)定儀與BEIONF10全自動(dòng)細(xì)度儀進(jìn)行測(cè)試。得到的結(jié)果見(jiàn)表1,兩種儀器校準(zhǔn)前的數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)值的關(guān)系圖見(jiàn)圖1。
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