[發(fā)明專利]羊毛束纖維斷裂伸長率分布及斷裂強度分布測試方法

在審

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• 申請日: 2017-03-10
• 公開（公告）號: CN106840870A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毋戈;鐘躍崎;李端
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩,柏子雵

1.一種基于聲發(fā)射原理的羊毛束纖維斷裂伸長率分布及斷裂強度分布測試方法，利用束纖維強力儀(1)、單纖維強力儀(2)、帶聲卡的計算機、兩個規(guī)格相同的麥克風(3)，束纖維強力儀(1)和單纖維強力儀(2)都為等速拉伸，麥克風(3)分別固定在束纖維強力儀(1)和單纖維強力儀(2)上，距離受拉伸的束纖維(4)或單纖維(5)Lmm，其特征在于，所述測試方法包括以下步驟：

第一步、從待測羊毛中隨機抽取P根纖維，以p根為一組分成N組，N＝P/p，各組纖維的兩端都分別粘在在紙片上，使纖維呈伸直狀態(tài)，纖維間平行排列且互相不接觸，形成N組纖維樣本，對上述N組纖維樣本分別在束纖維強力儀(1)上進行組合測量，拉斷的同時用麥克風(3)記錄下帶噪纖維斷裂聲發(fā)射信號；

第二步、用小波去噪的方法處理第一步得到的N組帶噪纖維斷裂聲發(fā)射信號，得到N個完整的纖維斷裂聲發(fā)射信號；

第三步、提取第二步得到的N個完整的纖維斷裂聲發(fā)射信號的波形振幅A和能量E；

第四步、將N個完整的纖維斷裂聲發(fā)射信號的波形振幅A和能量E中的最小振幅A_min和最小能量E_min代入復合參數(shù)M，M＝E×A，計算得到復合參數(shù)M的臨界值M_Cri；

第五步、對經(jīng)充分梳理的羊毛束纖維用束纖維強力儀(1)進行拉伸，并同步記錄下拉伸過程中的帶噪纖維斷裂聲發(fā)射信號；

第六步、用與第二步相同的小波去噪的方法去除帶噪纖維斷裂聲發(fā)射信號的背景噪音，利用波形振幅A和能量E計算小波去噪后束纖維拉伸聲發(fā)射譜中所有瞬態(tài)信號的復合參數(shù)M，去除小于M_Cri的信號，剩下的聲發(fā)射信號即由纖維斷裂產(chǎn)生，為纖維斷裂聲發(fā)射信號；

第七步、將第六步得到的纖維斷裂聲發(fā)射信號的波形波峰所對應的時間作為纖維斷裂的時間，則纖維斷裂時的伸長＝斷裂時間×拉伸速度，纖維的斷裂伸長率＝伸長/拉伸隔距，求出束纖維拉伸時所有纖維的斷裂伸長率并作直方圖，即可得羊毛束纖維斷裂伸長率分布；

第八步、隨機從待測羊毛中抽取Q根單纖維試樣，分別用單纖維強力儀(2)進行組合測量，記錄每根單纖維的斷裂強力和其對應的斷裂聲發(fā)射信號，用與第二步相同的小波去噪的方法去除各組斷裂聲發(fā)射信號的背景噪音，分別提取Q根單纖維斷裂聲發(fā)射信號的能量E，并建立斷裂強力和能量之間的線性回歸方程；

第九步、將第六步得到的束纖維拉伸中的纖維斷裂聲發(fā)射波形的能量E代入第八步得到的線性回歸方程，即可計算出對應纖維的斷裂強力，利用中段切斷稱重法測量待測羊毛束纖維的平均線密度，用各根纖維的斷裂強力比上平均線密度即可得各自的斷裂強度，對所有纖維的斷裂強度做直方圖即可得束纖維拉伸的斷裂強度分布。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于聲發(fā)射原理的羊毛束纖維斷裂伸長率分布及斷裂強度分布測試方法，其特征在于：所述束纖維強力儀(1)和所述單纖維強力儀(2)的速率為3mm/min，拉伸隔距10mm；所述聲卡量化精度16位，采樣頻率44.1kHz；所述L＝5mm。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于聲發(fā)射原理的羊毛束纖維斷裂伸長率分布及斷裂強度分布測試方法，其特征在于：所述第二步包括以下步驟：

步驟2.1、第i組帶噪纖維斷裂聲發(fā)射信號Y_i表示為，i＝1，2，...，N：

Y_i＝F_i+Z_i，式中，F(xiàn)_i為第i個完整的纖維斷裂聲發(fā)射信號，Z_i第i個噪音信信號，則Y_i的小波系數(shù)表示為Y_j，k，j為小波分解層數(shù)，k為當前分解層的索引：

Y_j，k＝W_j，k+Z_j，k，式中，W_j，k為F_i的小波系數(shù)，Z_j，k為Z_i的小波系數(shù)；

步驟2.2、對Y_j，k進行軟閾值處理，即令絕對值小于閾值ε的軟處理小波系數(shù)T_soft為零，將絕對值大于閾值ε的軟處理小波系數(shù)T_soft向零做收縮：

式中，α為噪聲信號偏差，J為含噪信號在所有層次上的小波分解包分解系數(shù)的個數(shù)總和。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于聲發(fā)射原理的羊毛束纖維斷裂伸長率分布及斷裂強度分布測試方法，其特征在于：在所述第三步中，所述波形振幅A是超出測量閾值的波形最大峰值；所述能量E是超出測量閾值的波形外包絡線與閾值間包圍的面積。