[發明專利]散纖維長度測量用自動取樣、制樣器及其制作方法

有效

• 申請號: 202010085436.0
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111189685B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 王府梅;沈華;趙林
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/08;G01N21/59;G01B11/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明提供了一種散纖維長度測量用自動取樣設備。本發明的另一個技術方案是提供了一種散纖維長度測量用自動制樣器。本發明的另一個技術方案是提供了一種散纖維長度測量用雙端隨機須叢的制作方法。本發明將原有多次手工梳理、毛刷摩擦刷直、熱夾板滑動定型等全部操作交給一臺自動制樣機完成。本發明首先改進取樣裝置和方法，大幅度提高了取樣速度；其次，用一臺自動化制樣機，以氣流拉直、氣流張緊須叢并且吸取浮游纖維，機械梳理和定型，替代了手工梳理時雙手的很多互補作用。該法適用于分梳羊絨、牦牛絨、棉、兔毛、馬海毛等散纖維制樣后采用雙須光電法測量長度。

技術領域

本發明涉及一種散纖維長度測量用自動取樣設備，采用該自動取樣設備的散纖維長度測量用自動制樣器，以及采用該自動制樣器的散纖維長度測量用雙端隨機須叢的制作方法。

背景技術

工、商領域需要測試長度的散纖維主要有棉纖維、分梳山羊絨、牦牛絨、兔毛/兔絨、馬海毛、洗凈羊毛、散麻等，羊毛和麻纖維更多時候需要測試條子中的纖維長度。

關于棉纖維長度測量，目前國際棉花貿易和大規模棉花收儲中分級定價的常用檢測設備是20世紀80年代初研制出的HVI系統(Highvolumeinstrument)，可全面檢測棉纖維性能，具有長度、馬克隆值(細度)、強度、色澤、雜質多個測量模塊，新國標GB1103－2012棉花細絨棉[S]采用了HVI測試系統。HVI測試系統的最重要功能是長度檢測，采用了1940年K.L.Hertel等人提出的照影機原理。將10g左右原棉放入圓筒形取樣器，在壓力作用下棉纖維略微凸出到取樣器圓孔外；直線形夾鉗沿圓筒外壁轉動，夾取露出圓孔的纖維，再經毛刷梳理成為可測試樣——單端隨機須叢。單端須叢被送入光電檢測區域，光線透過寬約2mm的狹縫照在須叢上，須叢的纖維軸向垂直于狹縫，須叢與狹縫相對運動中須叢的透射光和入射光信號分別被處理裝置接收，根據Lambert-Beer定律將須叢每一橫截面的透射光換算成對應的纖維量，從而獲得須叢曲線。然后，由須叢曲線求出纖維平均長度，用經驗公式計算出12.7和16mm以下的短絨率等指標。由于單端須叢的缺陷和光信號分析技術落后，HVI系統不能直接測試棉纖維至關重要的短絨率、長度變異系數、長度分布圖。

補救HVI測長模塊缺陷的儀器是AFIS檢測系統，全稱為Advanced FiberInformation System，目前被很多紡優質紗的企業和科研單位使用，可檢測棉纖維長度分布的完整信息。該系統首先將0.5g棉花散纖維扯松，手工揉搓成長約30cm的棉條，喂入儀器，經內置的開松和梳理機構處理，將纖維分離成單根狀態；纖維在高速氣流的牽伸和引導下通過狹長的紅外光電檢測區域，測量每根纖維通過光電窗口耗費的時長和速度，換算為單纖維長度。總計測量3000根后，給出長度根數頻率直方圖和平均長度、品質長度、短絨率等指標。

關于山羊絨纖維的長度測量，目前國內外普遍使用手排法，參見國標GB18267-2013《山羊絨》，該方法也用于牦牛絨、兔絨/兔毛、馬海毛等散纖維。手排法對手工技術要求很高，而且費時費力，難免存在人為的隨機誤差。近年出現了羊絨纖維長度的儀器化測量方法，參見紡織行業標準FZ/T20028-2015《分梳山羊絨—光電法》，原理及硬件均在仿棉纖維的HVI長度測試模塊。該測量方法的普及運用率很低，主要問題是纖維在自然卷曲狀態下測量，導致測得長度與羊絨卷曲大小高度相關，造成不可容忍的誤差，因為羊絨越細卷曲度越高。其次，棉領域數十年的運用實踐證明，Hertal原理方法不能測試短絨率和長度離散性指標等等。

毛麻纖維，需要測試條子中纖維長度的機會更多，目前有Almeter/OFDA測長儀器，都是制作一段平齊須叢后測量。

申請人發明了測量纖維長度的雙端隨機須叢光電法，簡稱雙須光電法，參見授權發明專利“一種纖維長度快速低成本測量方法”、“一種相對面密度的光學新算法”、“線密度系數曲線及標準須叢曲線的獲取方法”、“基于隨機須叢逐步分離模型的纖維短絨率測量計算方法”等，此法的一大優勢是采用雙端隨機須叢測量，不但可獲得纖維長度分布和所有長度指標，而且省去了現有Almeter/OFDA儀器制作一端平齊試樣或Afis系統分離單根纖維的復雜機械，可大幅度降低硬件成本。