国产化全自动纤维细度测试仪的应用与实验分析

　　1引言

　　羊毛纤维的细度是毛纺工业中最重要的检测指标,也是羊毛最重要的品质特征。羊毛纤维的卷曲、截面形状、内部髓腔、正偏皮质的双边结构等指标以及机械性能中的强度、伸长率、弹性、模量、弯曲刚度、吸湿性等都与羊毛纤维的细度有关，因此细度是决定羊毛工艺性能及其制成品使用性能的最重要指标。在商业贸易交易中，羊毛纤维的细度直接决定了羊毛的价格，如17μm～20μm的细羊毛，以0.1μm的变化计价，每kg约相差10～20美分。在羊毛商业检验中，细度是羊毛品质评价中两个指标之一，其重要性可见一斑。

　　近年来，纤维细度，尤其是羊毛细度的检测方法不断的在发展和进步。目前我国质检系统常用的测试方法有切段称重法、振动测量法、气流法等间接方法；国际上研发了以LASERSCAN激光细度仪和OFDA为代表的标准、客观、快速的羊毛纤维细度的直接测量方法。这些先进的测试仪器具有测试速度快，精度高的优点，从2001年7月起,澳大利亚羊毛协会(AWTA)已要求所有羊毛检验、交易证书中的细度指标均以LASERSCAN激光细度仪检测的数据为准。LASERSCAN激光细度仪精度高，但价格昂贵，很难在质检系统大规模推广，更不用说生产企业的的商业化应用了，加之其操作要求非常严格，还需要使用易燃的正丁醇混合液体作为纤维检测的载体，因此测试环境要求较高，须远离明火，对温湿度环境要求也较高，维护保养相对困难。

　　通过分析目前国内外同类研究现状及存在的问题，如何建立一个严密的纤维细度识别体系，切实保证最终产品符合质量要求，一直是各检验机构关切的问题。本文针对国产BEIONF10全自动细度仪和进口LASERSCAN激光细度仪这两种测试仪器进行了如下的严格对比测试和分析。

　　2测试原理

　　LASERSCAN激光细度仪是用于测定羊毛、羊绒及化学纤维细度的快速检测仪。其主要由光学部分、鉴别器部分、液体循环系统、电路部分、温控系统和气体检测系统等组成，是基于遮蔽光衍射技术来测量纤维直径的。其原理是利用光学部件中的氦氖激光器产生一个圆形的光斑，从该项光斑中形成的光束分成两路：一路通过测试槽，被分出来照在一个参考检测传感器上，用于修正激光功率的波动；另一路通过测试槽。当测试槽中的毛纤维在通过激光束时，将对激光进行散射和衍射。主检测器检测到羊毛衍射后的光强，使检测器的功率降低以达到测量直径的目的。该仪器可以测出羊毛纤维的平均直径、细度标准差、变异系数，还可绘制直径分布图。

　　BEIONF10全自动细度仪是通过显微镜和专门的图像处理软件的相互结合的全自动、快速准确的细度测量分析仪器。其主要由CCD数字摄像机、数字控制模块、自动载物台、数据图像处理分析模块组成。首先将毛纤维切成长度为1.5mm左右的片段，之后把纤维均匀的分布在载玻片上，利用显微镜光学镜头得到放大的数字图像，利用控制电路驱动自动载物台获取自动聚焦后的纤维数字图像，最后利用图像处理分析模块进行纤维数据的测量、分析和汇总。BEIONF10全自动细度仪可以精确测量的指标有：纤维的测试根数、平均细度、细度的标准差、变异系数、粗绒率以及纤维细度分布直方图。

　　3试验比对与结果分析

　　测试环境：实验室温湿度条件采用GB6529–2008《纺织品　调湿和试验用标准大气》中的标准大气标准:温度为(20±2)℃，相对湿度为(65±4)%。

　　测试标准：参照使用IWTO-12-00《用赛洛兰激光扫描纤维直径分析仪测试纤维平均直径及其分布的方法》，该方法在测量计算上基本与我国的国家标准GB/T10685–2007《羊毛纤维直径试验方法　投影显微镜法》是一致的。

　　测试仪器：SIROLAN-LASERSCAN激光细度测定仪，BEIONF10全自动细度仪。

　　3.1国际标准羊毛1～8#分组纤维细度测试

　　测试对象：国际毛纺协会实验室提供的1～8#组平均细度不同(约15.71μm～36.76μm)的标准毛条。

　　将8组标准毛条分别用LASERSCAN激光细度测定仪和BEIONF10全自动细度仪进行测试。得到的结果见表1,两种仪器校准前的数据与标准值的关系图见图1。