摘要：本文介紹了美國ASTMD1447-2007ε1《纖維照影儀測量棉纖維長度與長度整齊度的標(biāo)準(zhǔn)辦法》，探討了HVI測量長度指標(biāo)的理論基礎(chǔ)

　　關(guān)鍵詞：美國標(biāo)準(zhǔn)纖維照影儀法長度指標(biāo)

　　近年來，隨著棉花質(zhì)量檢驗體制改革的不斷深化，國內(nèi)對大容量棉纖維測試儀（HVI）長度測試?yán)碚摷皽y試辦法進(jìn)行了大量的實驗與分析，研究表明HVI測量長度指標(biāo)的理論基礎(chǔ)是纖維照影儀法，本文主要介紹美國ASTMD1447-2007ε1《纖維照影儀測量棉纖維長度與長度整齊度的標(biāo)準(zhǔn)辦法》[1]，此辦法為纖維照影儀法的基礎(chǔ)。

　　1標(biāo)準(zhǔn)概述

　　1940年，英國Hertel在前人關(guān)于棉條中纖維被握持理論曲線的基礎(chǔ)上，提出了纖維照影儀曲線理論，即通過纖維照影儀隨機夾取試樣，測量棉束纖維量和伸出夾持線長度之間的關(guān)系，并建站相應(yīng)的指標(biāo)，從而得到纖維照影圖。隨著時代的變遷，纖維照影儀雖經(jīng)過多次改型，但測試原理仍是使用光學(xué)裝置掃描試驗棉束來測定棉纖維的長度與長度整齊度。目前HVI測量的長度指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)相同，均為上半部平均長度、平均長度與長度整齊度指數(shù)。

　　標(biāo)準(zhǔn)中的測試辦法為纖維照影儀測定棉纖維長度與長度整齊度的標(biāo)準(zhǔn)辦法，這種辦法僅適用于皮棉、部分經(jīng)前紡加工的棉花或某些類型的廢棉，不適用于從棉花和另外纖維的混合物中取出的纖維，也不適用于棉花紗線或棉布料中的再生纖維。標(biāo)準(zhǔn)中采納的儀器為數(shù)字式纖維照影儀，簡稱為纖維照影儀。

　　2標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語

　　光通量：試驗棉束在離梳夾各個不同距離處的厚度或光密度的量度，和該處的纖維根數(shù)近似成正比。

　　照影圖：棉束被纖維照影儀掃描后，得到的纖維長度分布二次積分曲線圖。

　　跨距長度：試驗棉束中指定百分?jǐn)?shù)的纖維所跨過的距離，設(shè)定掃描棉束起始點的纖維數(shù)量為100%。

　　上半部平均長度：試驗棉束中從長纖維起至占所有纖維分量1/2處的纖維長度。

　　整齊度比：在纖維照影儀測試辦法中，兩個跨距長度的比值乘100。

　　整齊度指數(shù)：在纖維照影儀測試辦法中，平均長度和上半部平均長度的比值乘100。

　　3標(biāo)準(zhǔn)采納的設(shè)備

　　730型數(shù)字式纖維照影儀為美國烏斯特公司所研制的第三代照影機，儀器相比較530型更為小巧，測試指標(biāo)也改為上半部平均長度、平均長度與整齊度指數(shù)等，如圖1所示[2]。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在進(jìn)行纖維照影儀測試前，應(yīng)使儀器預(yù)熱至電子器件穩(wěn)定，然后根據(jù)儀器說明書或生產(chǎn)商推舉的辦法檢查長度與靈敏度操縱部分，利用已知長度的卡片或類似的東西來檢查儀器長度傳感器的正確性，通過測試不同數(shù)目賽璐玢薄膜片的透光性，檢查光通量測量電路線性或光學(xué)校準(zhǔn)情況。標(biāo)準(zhǔn)中利用纖維取樣器進(jìn)行取樣，其辦法是將梳夾放在取樣器梳夾夾座內(nèi)，棉樣放于取樣器圓筒中，并把棉樣壓到多孔取樣板上，逆時針旋轉(zhuǎn)軸臂一圈，此時棉樣表面應(yīng)保持均勻的壓力，使梳夾隨機抓取棉纖維形成棉束，假如需要可重復(fù)上述取樣過程，如圖2所示。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展，HVI中測試棉束的取樣過程已經(jīng)盡全實現(xiàn)了自動化。

　　4試驗的調(diào)濕

　　標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在打算試樣前，應(yīng)使樣品在紡織品測試用標(biāo)準(zhǔn)大氣環(huán)境下進(jìn)行溫濕度平衡，至少4小時。目前，HVI在測量棉纖維時，要求樣品至少平衡24小時，假如棉樣濕度超出規(guī)定要求需平衡48小時。

　　5標(biāo)準(zhǔn)中的測試辦法

　　棉纖維由梳夾沿其長度方向隨機夾取，將已經(jīng)取樣的梳夾放于纖維照影儀梳夾固定器上，使棉束朝下，通過固定行程的毛刷刷走疏松的纖維，并使棉束中卷曲的纖維平直，同時保證纖維在梳針上的分布不受影響，然后放下透鏡組件，操作儀器掃描棉束。該棉束被光電儀器從底部掃描到頂部，期間光通量的變幻表征不同長度上棉纖維的根數(shù)，從而形成準(zhǔn)確的照影曲線圖，通過儀器軟件對比影曲線圖的分析，在儀器顯示屏上可直接得到棉纖維的上半部平均長度與平均長度，如圖3所示。通過照影曲線圖也可得到2.5%跨距長度與50%跨距長度，如圖4所示，目前HVI采納的測試原理和730相同。

　　6標(biāo)準(zhǔn)中的精度

　　在2007年美國利用該標(biāo)準(zhǔn)中的測試辦法進(jìn)行了一次實驗室間測試，共十個實驗室參加，每個實驗室測試9種待定值的棉花，每種棉花重復(fù)測試5次，每次測試兩個試驗試樣，通過分析測試結(jié)果可得到該辦法在實驗室內(nèi)與實驗室間的測試精度，包含數(shù)據(jù)的重復(fù)性與再現(xiàn)性。這次試驗的平均長度與上半部平均長度的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差與允差如表1、表2所示：

　　對于利用該辦法得到測量值的標(biāo)準(zhǔn)差等于或超出表中的允差值時，都可以認(rèn)為數(shù)據(jù)在95%的概率下存在顯著差異。

　　7總結(jié)

　　本文簡要介紹了美國《纖維照影儀測量棉纖維長度與長度整齊度的標(biāo)準(zhǔn)辦法》，雖然標(biāo)準(zhǔn)中使用的儀器已經(jīng)落后于時代的進(jìn)展，但其測試辦法與理論基礎(chǔ)卻依舊應(yīng)用于目前先進(jìn)的HVI大容量棉纖維測試儀中，因此應(yīng)更深入研究該標(biāo)準(zhǔn)，使技術(shù)人員更知道纖維照影儀法。

　?。ㄎ?孟輝張現(xiàn)方作者單位：山東省纖維檢驗局）

　　[1]ASTMD1447-2007ε1StandardTestMethodforLengthandLengthUniformityof全棉FibersbyPhotoelectricMeasurement[S].

　　[2]徐水波，姚穆，呂善模，等.棉花質(zhì)量檢驗[M].第2版.北京：中國計量出版社，2008：477.