羊毛细度方法比较与BEION F10全自动纤维细度仪的应用.doc

羊毛细度方法比较与BEION F10全自动纤维细度仪的应用 【摘要】概述了羊毛测试的各种测试方法和BEION F10全自动纤维细度仪（以下简称F10）在市场的应用。分析结果表明F10在羊毛、羊绒检测中完全符合国内外羊毛、羊绒企业和检测机构的需求，并得到一致的好评。形成了以F10为基础的测试检测体系。测试纤维速度快，数据准确，结果可靠。【关键字】羊毛细度 纤维投影仪 全自动纤维细度仪（BEION F10）1 前言 羊毛、羊绒细度是衡量羊毛、羊绒纤维品质和价值的重要参数之一，一般用纤维直径（m）来表示，羊毛、羊绒细度越细，支数越高，纺出的毛纱、绒纱越细。研究表明：毛纱截面根数、纤维直径及细度离散程度对纺纱性能影响的重要性可达到80%以上，羊毛、羊绒可纺性的70%-80%受纤维直径影响。针对纤维直径指标产生了众多测试方法，其中较有代表性的测试方法有：显微投影法、激光细度仪法、气流法等。2 几种羊毛细度的检测方法的比较2.1纤维投影法（非带图像处理软件的投影法）2.1.1测试原理 利用纤维细度仪将哈氏切片器切取的羊毛短纤维片段(长度为：0.2-0.4毫米)放大500倍，再用带有标准刻度值的楔尺测量直径，记录测试结果，并计算出纤维平均直径。2.1.2范围 该方法适用于任何形态的羊毛纤维的测试，也适用包括近似圆截面的其他纤维。2.1.3使用标准 引用的测试方法有 IWTO-8-1997 纤维投影仪测定羊毛纤维直径分布及羊毛和其他动物纤维髓化百分比的方法 ASTM D2130-2008 显微镜投影法测定羊毛及其他动物纤维直径的试验方法 ISO 137:1975 羊毛纤维直径测试方法 投影显微镜法 GB/T 10685-2007 羊毛纤维直径测试方法 投影显微镜法 TM 24 显微镜投影法测定羊毛纤维直径2.1.3 测试环境 使用本方法必需达到采用标准二级大气，暗室操作。2.1.4测试影响因素、方法及结果2.1.4.1测试方法2.1.4.1.1试样准备 使用的仪器有CYG-055型纤维细度仪、哈氏切片器、单面保安刀片、带有刻度值的楔尺测量器具、载玻片、盖玻片、甘油、标准标尺 制片方法为将羊毛或其他纤维按标准的取样方法提取一份放入哈氏切片器中，切取0.2-0.4毫米长的纤维，将所切取的纤维放在载玻片上，调匀纤维后，盖上盖玻片。2.1.4.1.2试样测试 先将分度为0.01的测微尺放在载物台上，投影在屏幕上的测微尺的一个分度应精确的放大为5毫米，此时的放大倍数为500倍。把放有样品的载玻片放入载物台。盖玻片面应对着物镜。按照GB/T10685-2007给出的测试规则测试视野内的每根可测纤维的直径。注意出现以下情况测量应排除：1.其长度一半以上的在视野以外的纤维。2.端部在纤维刻度尺范围的纤维。3.测试点上与另一纤维相交的纤维。4.受损伤或畸形纤维。2.1.4.2影响因素 1.暗室操作，会产生取样误差，测定根数的误差。 2.介质的影响，制片时使用的甘油，引起的光线问题，包括光的折射率，透过率的原因。2.1.4.3测试记录与结果 测量每一根纤维都要使分度刻度尺的一刻度必须与对准焦点的纤维一边相切，记入表格。结果以毫米为单位计算上述平均值。2.1.5 测试的优缺点 测试的优点：测试能很清晰分清楚各种纤维的总类，包括羊毛羊绒在测试时都能区分出来进行记录与测试。能直观的观察到纤维的鳞片，且含中腔的纤维不影响纤维测试的数据，并能够测试纤维的粗腔毛率，符合标准IWTO-8的要求。测试的缺点：人工手动操作，耗时长，易疲劳，人为误差大。2.2纤维投影显微镜法2.2.1原理同投影仪法类似。利用显微镜，通过专门图像处理软件测试纤维直径，并记录测试结果，计算出纤维平均直径。2.2.2适用范围 该方法适用于任何形态的羊毛纤维，也适用于具有近似圆截面的纤维的其他纤维。2.2.3测试环境符合标准大气二级大气，无需暗室操作。2.2.4测试 测试的制样和纤维投影法的制片方法相同，测试通过纤维图像处理软件，测试出纤维的直径，并计算出纤维的平均直径。2.2.5优缺点 优点：能准确的区分纤维的种类，在测试时能分开记录不同种类的纤维直径。测量的直径范围大，能达到2-200微米。能测试羊毛的羊毛的粗腔毛率。 缺点：需人工测试，有人为误差。耗时较长，但比投影仪法短的多。2.2.6相关产品上海北昂科学仪器有限公司生产的BEION F6 ，北京和众视野科技有限公司生产的CU系列，莱州电子仪器有限公司生产的LLY-27型和南通宏大纺织仪器有限公司生产的HD-002C型等细度仪产品。2.3 光学纤维直径分析仪法（OFDA法）2.3.1测试原理用纤维切断器将纤维切成2左右的纤维片段，再将羊毛试样的纤维片段均匀的分布在载玻片上，放到载物台上，载样片经透射式光学显微镜放大后，经过一般图像处理软件进行自动图像处理数据。2.3.2测试范围和指标和投影法的范围一样。测试指标包括平均值、极值、变异值、细度分布曲线等。2.3.3优缺点优点：速度快，布样速度比传统速度快。缺点：没法对纤维进行分类，针对单一纤维测试。随机取样误差大，对实验的环境要求也较高。2.4 激光细度仪和单纤维分析仪、气流仪法2.4.1激光细度仪 毛条通过纤维切刀切成1.5毫米的纤维片段放入正丁醇和水的混合液（比例92：8）中搅拌均匀，液体流经位于激光光束及其检测器之间的测量槽时，中搅拌均匀，液体流经位于激光光束及其检测器之间的测量槽时，纤维逐根经过并遮盖住激光光束，从而在光电检测时检测每根纤维的直径，通过光学、电子学和电脑软件相结合进行数据处理。 该仪器操作简单，速度快，测试结果准确，不受带髓腔纤维的影响，可以测试同质毛和异质毛。测试根数合理（2000根以上），代表性强。但是该仪器所用液体为正丁烷，为易燃物，必须远离明火。2.4.2单纤维分析仪纤维通过CCD摄像。通过图像处理软件处理纤维细度数据的分析仪器。由于测试的是纤维的纤维轮廓，数据能客观的反映出纤维的不匀率。但是操作繁琐，市场推广较难。2.4.3气流法 通过气体力学测试纤维表面积影响流动空气阻力的规律来间接测定纤维细度的测试方法。该方法测试量大，数据稳定。但无法测试髓腔毛，故不能测试同质毛和异质毛。3.BEION F10全自动纤维细度仪3.1概述BEION F10全自动纤维细度仪是上海北昂科学仪器有限公司自主研发的全自动纤维细度测试仪器。它基于BEION全自动显微镜，结合纤维制样器套装以及专业的图像处理、自动分析软件，提供了纤维细度、分布、标准差、变异系数等参数全自动测试的各种方案。可实现快速纤维切断和制样，得到纤维细度测试数据的统计报表，符合IWTO TM47标准。 图为BEION F10纤维细度仪3.2主要功能BEION F10全自动纤维细度仪具备一键式测量纤维细度，自动数据统计分析生成报表功能。完全符合IWTO DTM62标准：测试纤维根数、纤维平均细度、标准差、变异系数、粗绒率等参数，生成0.5m-2.5m纤维直径范围的分布直方图。测试范围2-200m，适用于各种动物毛纤维、植物纤维素类纤维以及化学纤维的细度测试。3.3引用标准 SN/T 0473-2003 进出口含脂毛检验规程 GB/T 10685-2007 羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法 SN/T 0756-1999 进出口麻棉混纺产品定量分析方法 显微投影仪法 FZ/T 30003-2009 麻棉混纺产品定量分析方法 纤维投影法3.4高稳定性及准确性BEION F10 全自动纤维细度仪的标样校准功能可以进一步确保 BEION F10 全自动纤维细度仪的高稳定性及准确性。下图是系统未经标样校准前，将标准羊毛1#8#的F10测试结果与标准PROJECTION MICROSCOPE （显微镜投影）数据进行的对比。图中可见，在未经标样校准前，8组标准羊毛的平均细度，经过F10测试得到的结果与标准PROJECTION MICROSCOPE数据已经表现出高度的一致性。 BEION F10 全自动纤维细度仪未经标样校准前，F10测试结果与标准PROJECTION MICROSCOPE数据的曲线差异见下图。系统未经标样校准前，F10测试结果与标准PROJECTION MICROSCOPE数据的拟合直线差异见下图。未经校准前，F10系统可能存在两种线性偏差，分别表现在拟合直线的节距以及斜率上。为了解决这一问题 BEION F10 全自动纤维细度仪提供了专业的标样校准功能，系统经过标样校准后，F10测试结果与标准PROJECTION MICROSCOPE数据的曲线差异见下图。系统经过标样校准后，F10测试结果与标准PROJECTION MICROSCOPE数据的拟合直线差异见下图。3.5性能特点 1.首创全自动聚焦平面检测，无需人工搜索试样片和调焦。 2.高智能化图像处理识别模块，准确分析处理复杂的纤维排列情况如并列交叉等，精确计算出纤维根数。 3.每根纤维测试数百次，充分确保纤维直径数据的准确。 4.内置专业数据统计分析模块，自动生成专业报表。 5.具备将纤维细度数据及分布直方图列表导出至EXCEL的功能。 6.采用国际8个标准毛条校准模式。 7.具有标准模式和快速模式2种测试方案：.标准模式下，所用待测纤维图像都经过精确的自动聚焦，充分保证了测试精度，能够在6-7分钟完成逐根测试5000根纤维。.快速模式下，图像经过焦平面自动确定后即执行快速的不聚焦测试，在保证较高精度的情况下，大大提高了速度。能够在3-4分钟完成逐根测试5000根。4.结语 由此