[发明专利]散纤维长度测量用自动取样、制样器及其制作方法

说明书

本发明提供了一种散纤维长度测量用自动取样设备。本发明的另一个技术方案是提供了一种散纤维长度测量用自动制样器。本发明的另一个技术方案是提供了一种散纤维长度测量用双端随机须丛的制作方法。本发明将原有多次手工梳理、毛刷摩擦刷直、热夹板滑动定型等全部操作交给一台自动制样机完成。本发明首先改进取样装置和方法，大幅度提高了取样速度；其次，用一台自动化制样机，以气流拉直、气流张紧须丛并且吸取浮游纤维，机械梳理和定型，替代了手工梳理时双手的很多互补作用。该法适用于分梳羊绒、牦牛绒、棉、兔毛、马海毛等散纤维制样后采用双须光电法测量长度。

技术领域

本发明涉及一种散纤维长度测量用自动取样设备，采用该自动取样设备的散纤维长度测量用自动制样器，以及采用该自动制样器的散纤维长度测量用双端随机须丛的制作方法。

背景技术

工、商领域需要测试长度的散纤维主要有棉纤维、分梳山羊绒、牦牛绒、兔毛/兔绒、马海毛、洗净羊毛、散麻等，羊毛和麻纤维更多时候需要测试条子中的纤维长度。

关于棉纤维长度测量，目前国际棉花贸易和大规模棉花收储中分级定价的常用检测设备是20世纪80年代初研制出的HVI系统(Highvolumeinstrument)，可全面检测棉纤维性能，具有长度、马克隆值(细度)、强度、色泽、杂质多个测量模块，新国标GB1103－2012棉花细绒棉[S]采用了HVI测试系统。HVI测试系统的最重要功能是长度检测，采用了1940年K.L.Hertel等人提出的照影机原理。将10g左右原棉放入圆筒形取样器，在压力作用下棉纤维略微凸出到取样器圆孔外；直线形夹钳沿圆筒外壁转动，夹取露出圆孔的纤维，再经毛刷梳理成为可测试样——单端随机须丛。单端须丛被送入光电检测区域，光线透过宽约2mm的狭缝照在须丛上，须丛的纤维轴向垂直于狭缝，须丛与狭缝相对运动中须丛的透射光和入射光信号分别被处理装置接收，根据Lambert-Beer定律将须丛每一横截面的透射光换算成对应的纤维量，从而获得须丛曲线。然后，由须丛曲线求出纤维平均长度，用经验公式计算出12.7和16mm以下的短绒率等指标。由于单端须丛的缺陷和光信号分析技术落后，HVI系统不能直接测试棉纤维至关重要的短绒率、长度变异系数、长度分布图。

补救HVI测长模块缺陷的仪器是AFIS检测系统，全称为Advanced FiberInformation System，目前被很多纺优质纱的企业和科研单位使用，可检测棉纤维长度分布的完整信息。该系统首先将0.5g棉花散纤维扯松，手工揉搓成长约30cm的棉条，喂入仪器，经内置的开松和梳理机构处理，将纤维分离成单根状态；纤维在高速气流的牵伸和引导下通过狭长的红外光电检测区域，测量每根纤维通过光电窗口耗费的时长和速度，换算为单纤维长度。总计测量3000根后，给出长度根数频率直方图和平均长度、品质长度、短绒率等指标。

关于山羊绒纤维的长度测量，目前国内外普遍使用手排法，参见国标GB18267-2013《山羊绒》，该方法也用于牦牛绒、兔绒/兔毛、马海毛等散纤维。手排法对手工技术要求很高，而且费时费力，难免存在人为的随机误差。近年出现了羊绒纤维长度的仪器化测量方法，参见纺织行业标准FZ/T20028-2015《分梳山羊绒—光电法》，原理及硬件均在仿棉纤维的HVI长度测试模块。该测量方法的普及运用率很低，主要问题是纤维在自然卷曲状态下测量，导致测得长度与羊绒卷曲大小高度相关，造成不可容忍的误差，因为羊绒越细卷曲度越高。其次，棉领域数十年的运用实践证明，Hertal原理方法不能测试短绒率和长度离散性指标等等。

毛麻纤维，需要测试条子中纤维长度的机会更多，目前有Almeter/OFDA测长仪器，都是制作一段平齐须丛后测量。

申请人发明了测量纤维长度的双端随机须丛光电法，简称双须光电法，参见授权发明专利“一种纤维长度快速低成本测量方法”、“一种相对面密度的光学新算法”、“线密度系数曲线及标准须丛曲线的获取方法”、“基于随机须丛逐步分离模型的纤维短绒率测量计算方法”等，此法的一大优势是采用双端随机须丛测量，不但可获得纤维长度分布和所有长度指标，而且省去了现有Almeter/OFDA仪器制作一端平齐试样或Afis系统分离单根纤维的复杂机械，可大幅度降低硬件成本。