魏萌萌

(陜西長嶺紡織機電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

?檢測儀器

WF1型毛絨纖維大容量檢測儀的測量原理及應用效果

魏萌萌

(陜西長嶺紡織機電科技有限公司，陜西 寶雞 721013)

為了滿足毛紡企業(yè)及纖維檢測機構對羊毛、羊絨平均直徑及長度的檢測需求，并提高檢測準確性及穩(wěn)定性，介紹WF1型毛絨纖維大容量檢測儀的圖像采集原理、系統(tǒng)控制原理，以及載樣片測量模式、毛條測量模式測量原理，分析國內外同類產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀，對比WF1型毛絨纖維大容量檢測儀及國內外同類產(chǎn)品的性能和測試數(shù)據(jù)。指出：WF1型毛絨纖維大容量檢測儀市場占有率、品牌知名度等方面與Uster OFDA系列產(chǎn)品尚有一定差距，但隨著技術水平、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品可靠性的日趨完善，該儀器性價比及檢測效果會越來越好。

毛絨纖維檢測儀；大容量；羊毛；羊絨；平均直徑；長度；原理；OFDA

隨著人們對服飾的需求逐漸向自然、舒適、輕薄、柔軟的趨勢發(fā)展，我國成為世界上羊毛消耗最多的國家，每年需大量進口。羊絨、羊毛的纖維特點和織物風格、性能幾乎都與其平均直徑和長度相關，這兩個指標直接影響纖維的可紡性和加工的有效性，均為紡織原料、精紡加工質量檢測的必測項目[1]。

1 工作原理

毛絨纖維大容量檢測儀能準確、高效地檢驗毛絨纖維質量，評價產(chǎn)品品質，對企業(yè)掌握毛絨纖維性能、確定工藝參數(shù)和科研機構研究有重要作用。

WF1型毛絨纖維大容量檢測儀主要工作原理基于圖像處理方法，即采用光學成像法對羊毛、羊絨樣品進行圖像采集，使用圖像處理軟件對采集的圖像進行分析處理，從而快速計算出毛絨纖維的長度、平均直徑、數(shù)量和分布狀態(tài)等參數(shù)；其檢測系統(tǒng)的整體組成見圖1，控制原理見圖2。

圖1 WF1型毛絨纖維大容量檢測儀圖像采集原理示意

圖2 WF1型毛絨纖維大容量檢測儀系統(tǒng)控制原理

該系統(tǒng)用4個電機控制測試過程，x軸電機控制毛條的拉伸，y軸電機主要控制相機在掃描方向的移動。x軸電機與y軸電機的運動方向相互垂直。z軸電機帶動凸輪調節(jié)相機高度，從而改變物距，實現(xiàn)遠心鏡頭精密調焦。LED光源亮度高，成像效果良好，由專用控制器對光源的亮度進行精準調節(jié)。

系統(tǒng)能夠自動進行測量和統(tǒng)計分析，輸出平均直徑、直徑CV值、根數(shù)、根數(shù)CV值、長度、豪特長度、巴布長度和短毛率等指標，可進行毛條測量模式和載樣片測量模式的測量。

2 毛條測量模式和載樣片測量模式

毛條測量模式用于毛條長度和平均直徑的測量，載樣片測量模式用于散毛和毛條平均直徑的測量。兩種模式的工作原理分別如下。

2.1 毛條測量模式

毛條經(jīng)過梳理機構后，變成分布均勻的分散毛須，毛須依據(jù)預設的間距在電機牽引下朝長度方向運動，相機在另一電機帶動下，沿垂直于長度的方向掃描一次圖像進行測量。一次掃描可獲得毛條的一行圖像，經(jīng)軟件處理，即可獲得一次掃描的毛纖維平均直徑和毛條根數(shù)。多次掃描完成后，即可獲得整個毛條的長度分布數(shù)據(jù)，同時會得到相應纖維的平均直徑和長度值。

2.2 載樣片測量模式

載樣片測量模式用于對樣品載玻片進行測量，這種模式方便進行儀器間的對比，尤其在僅需測量纖維平均直徑的情況下，比普通模式更節(jié)省測量時間。相機在電機的帶動下，對位于載樣片中制備好的散毛樣品進行測量。在70 mm×70 mm的矩形范圍內逐行進行掃描，第一行沿0 mm處以2.4 mm的間距獲取纖維段圖像25幅(纖維實際測量面積為1.128 mm×0.72 mm)，后在垂直方向以2 mm的間距移動，第二行從1.2 mm處以2.4 mm的間距獲取纖維段圖像25幅，按此運動規(guī)律運動測量完整個載玻片，移動30行，獲得750幅毛絨圖像，對圖像進行處理，獲得毛絨的平均直徑。

3 國內外同類產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀

1970年前后，國外在計算機輔助羊毛纖維的直徑測量儀方面已有較多的商業(yè)應用和改進。目前主要是Uster公司開發(fā)的OFDA2000型，OFDA4000型以及OFDA5000型系列機型，可對羊毛、羊絨性能指標進行測量。OFDA型光學纖維直徑分析儀的原理是通過專用的圖像分析軟件，對CCD攝像的纖維照片進行追蹤分析，提取纖維直徑的特征值[2]。另外，OFDA型的結構輕巧，便于攜帶，可在農(nóng)場進行現(xiàn)場測量，目前在毛紡檢測機構廣泛應用。

國內一般根據(jù)國家標準GB/T 16988—1997測定毛絨類產(chǎn)品的直徑和根數(shù)[3]。清華大學和北京華誼卓科技有限公司研制的纖維顯微圖像分析儀，主要檢測纖維平均直徑、成分、橫截面面積、中空率及異形度。上海北昂科技有限公司研制的BERON F10型全自動細度儀，率先使用全自動聚焦平面檢測，通過圖像處理識別軟件，可準確分析各種復雜纖維的并列、交叉，計算纖維根數(shù)，并對每根待檢測纖維在不同部位測量150次以上取平均值，準確性較高。而我公司的WF1型毛絨纖維大容量測量儀可測量毛絨平均直徑，及其加權長度、豪特長度和巴布長度等指標，其一體化的設計允許快速進行大容量毛條的測量，測量結果能更精準地衡量毛絨品質。

4 數(shù)據(jù)對比

4.1 精度

根據(jù)國家標準[4]，毛纖維長度測量精度的要求為±3 mm，羊毛纖維直徑測試精度要求見表1。

表1 毛條平均直徑測量允差 單位：μm

4.2 功能與數(shù)據(jù)對比

WF1型毛絨纖維大容量檢測儀可同時進行長度和平均直徑測量，比國內外同類產(chǎn)品有較大優(yōu)勢，詳見表2，其數(shù)據(jù)穩(wěn)定性比較見圖3。WF1型和OFDA4000型產(chǎn)品功能基本相同，但前者數(shù)據(jù)存儲、中文菜單等方面優(yōu)于后者，且售價適中，性價比較高，市場潛力大；而在技術水平和市場占有率方面首推OFDA4000型，兩者測量數(shù)據(jù)對比見表3。

表2 不同毛絨纖維大容量檢測儀性能對比

項目WF1型國外國內功能平均直徑與長度同時測量平均直徑與長度同時測量只能測量平均直徑測量精度高高低測試效率高高低外觀結構緊湊松散一般粗毛率有無無溫濕度校正有無無軟件操作中英文界面，操作簡單英文界面，操作復雜中文界面，功能簡單數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)庫文件文件價格適中高低

圖3 數(shù)據(jù)自身穩(wěn)定性對比

表3 WF1型毛絨纖維大容量檢測儀與OFDA型測量數(shù)據(jù)對比

制造廠家品種平均直徑/μm巴布長度/mm豪特長度/mm平均長度/mmOFDA長嶺?15．5μm16．0816．1752．8451．3644．2045．3940．0541．26OFDA長嶺?16．0μm15．9315．9350．2450．6041．1540．8936．2835．56OFDA長嶺?16．5μm16．6416．6549．4848．5641．7842．0937．5538．46OFDA長嶺7．3tex18．7018．7688．2889．2874．7373．1970．2269．56OFDA長嶺8．8tex22．4321．5588．9387．5682．3683．2569．5772．56OFDA長嶺10．1tex27．8127．91108．16106．8585．6786．9380．5872．36 注：表中數(shù)據(jù)為測量5次的平均值。

5 結語

目前，國產(chǎn)毛絨檢測儀在品牌知名度、市場占有率等方面與國外產(chǎn)品相比仍有一定差距，主要表現(xiàn)在技術不夠成熟。隨著技術水平、生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品可靠性等日趨完善，WF1型毛絨纖維大容量檢測儀測量數(shù)據(jù)會更準確、性能更穩(wěn)定，若進一步改進，將為毛紡企業(yè)節(jié)省采購成本并降低維護成本，具有廣闊的市場前景。

[1] 陸永良，康文華，潘海濱.羊毛長度測試方法及OFDA4000的應用[J].紡織標準與質量，2011(3)：42-48.

[2] 鄒友明，于偉東. 國外羊毛細度檢測的基礎方法[J].中國纖檢，2006(7):39-43.

[3] 王全春.羊毛、絨類、化學纖維混紡產(chǎn)品定量分析方法探討[J].中國纖檢，2016(1): 91-93.

[4] GB/T 21030—2007，羊毛及其他動物纖維平均直徑與分布試驗方法 纖維直徑光學分析儀法[S].

The Test Principles and Application Effects of the Fiber Tester WF1 with Large Capacity for Wool and Cashmere

WEI Mengmeng

(Shaanxi Changling Textile Mechtronical Technology Co.,Ltd.,Baoji 721013，China)

To ensure the test requirements and improve inspection accuracy and stability for diameter and length of wool and cashmere for wool spinning enterprises and fiber inspection institutions,introductions are made to the principles of image acquisition，system control，and measurements in the sample measurement mode and the wool top measurement mode of the fiber tester WF1 with large capacity for wool and cashmere，and analysis are made on the current development situation of similar products both at home and abroad，including contrastive analysis of the performances and data testing of the fiber tester WF1 with large capacity for wool and cashmere and similar products.It is pointed out that there is some gap between the fiber tester WF1 with large capacity for wool and cashmere and products Uster OFDA series such as market shares and brand awareness and such,while the price performance ratios and detection effects of the fiber tester WF1 with large capacity for wool and cashmere will be better and better with the development of the technology,production processes and product reliability.

the fiber tester for wool and cashmere；large capacity；wool；cashmere；average diameter；length；principle；OFDA

2016-12-28

魏萌萌(1977—)，女，陜西咸陽人，工程師，主要從事紡織電子設備及儀器的工藝研究工作。

時間：2017-01-25 17:19http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1131.TS.20170125.1719.002.html

TS131.9

B

1001-9634(2017)04-0054-03