2024年-HVI大容量纖維測(cè)試儀

HVI大容量纖維測(cè)試儀一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求利用該實(shí)驗(yàn)，了解HVI大容量纖維測(cè)試儀的測(cè)試原理、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試項(xiàng)目，掌握儀器的操作方法和各測(cè)試指標(biāo)的概念，并掌握棉纖維馬克隆值、纖維長(zhǎng)度和纖維強(qiáng)度的測(cè)試方法。二、儀器用具與試樣材料HVI大容量纖維測(cè)試儀，色特征校準(zhǔn)瓷板（一套標(biāo)有Rd和+b值的五塊工作校準(zhǔn)瓷板），雜質(zhì)校準(zhǔn)瓷板（一套用于儀器校準(zhǔn)并標(biāo)有數(shù)值的工作校準(zhǔn)瓷板），天平（最大稱量不小于50g，分度值不大于0.1g），馬克隆值校準(zhǔn)棉樣，長(zhǎng)度和比強(qiáng)度校準(zhǔn)棉樣（HVICC），原棉實(shí)驗(yàn)樣品125g左右。三、實(shí)驗(yàn)原理與儀器結(jié)構(gòu)（一）實(shí)驗(yàn)原理USTERHVI大容量測(cè)試儀可以測(cè)試棉纖維的長(zhǎng)度（多項(xiàng)指標(biāo)）、斷裂比強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、馬克隆值、顏色（反射率和黃度）、雜質(zhì)、預(yù)測(cè)成紗品質(zhì)指標(biāo)、縷紗強(qiáng)力和紡紗均勻度指數(shù)（SCI）等指標(biāo)。1、長(zhǎng)度/強(qiáng)力測(cè)試原理（910長(zhǎng)度強(qiáng)力儀）纖維沿其長(zhǎng)度方向被梳夾隨機(jī)夾持，排列在梳夾上，構(gòu)成棉須。光學(xué)系統(tǒng)對(duì)棉須從根部至梢部進(jìn)行掃描，根據(jù)透過棉須光通量的變化，獲得精確的照影儀曲線，計(jì)算出各長(zhǎng)度指標(biāo)，如50%、2.5%跨距長(zhǎng)度和長(zhǎng)度整齊度；平均長(zhǎng)度；上半部平均長(zhǎng)度和整齊度指數(shù)；根據(jù)需要，儀器可輸出照影儀曲線圖形。(1)、2.5%跨距長(zhǎng)度：儀器掃描起點(diǎn)的纖維量作為100%，當(dāng)掃描到的纖維量相當(dāng)于起點(diǎn)纖維量的2.5%（已掃描過97.5%的纖維）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。見圖8-1。(2)、50%跨距長(zhǎng)度：儀器掃描起點(diǎn)的纖維量作為100%，當(dāng)掃描到的纖維量相當(dāng)于起點(diǎn)纖維量的50%（已掃描過50%的纖維）時(shí)，所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。見圖8-1。(3)、上半部平均長(zhǎng)度（UHML）：在照影儀曲線中，從纖維數(shù)量50%處作照影曲線的切線，切線與長(zhǎng)度坐標(biāo)軸相交點(diǎn)所顯示的長(zhǎng)度值，見圖8-1。試驗(yàn)證明，上半部平均長(zhǎng)度與手扯長(zhǎng)度和羅拉主體長(zhǎng)度接近。我國(guó)儀器化檢驗(yàn)規(guī)定主要檢驗(yàn)上半部平均長(zhǎng)度和長(zhǎng)度整齊度指數(shù)。(4)、平均長(zhǎng)度（ML）：在照影儀曲線中，從纖維數(shù)量100%處作照影儀曲線的切線，切線與長(zhǎng)度坐標(biāo)軸相交點(diǎn)所顯示的長(zhǎng)度值，見圖8-1。(5)、長(zhǎng)度整齊度指數(shù)（UI）：平均長(zhǎng)度和上半部平均長(zhǎng)度的百分比。該數(shù)值越高，表示棉花長(zhǎng)度整齊度越好。圖8-1HVI長(zhǎng)度指標(biāo)示意圖1、50%跨距長(zhǎng)度；2、2.5%跨距長(zhǎng)度；3、上半部平均長(zhǎng)度;4、平均長(zhǎng)度長(zhǎng)度測(cè)試后，一對(duì)夾持器在試樣棉束的某一部位以3.2mm隔距夾持纖維，按指定方式進(jìn)行拉伸（CRE），獲得負(fù)荷—伸長(zhǎng)曲線，測(cè)得斷裂比強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率（纖維斷裂比強(qiáng)度是通過測(cè)量最大力值和估算斷裂纖維的重量來計(jì)算的。斷裂伸長(zhǎng)率直接由纖維最大斷裂負(fù)荷時(shí)樣品夾頭間的位移確定）。測(cè)量結(jié)束后，梳架彈出，整個(gè)過程完全自動(dòng)化。纖維束的遮光量由光學(xué)系統(tǒng)確定，斷裂負(fù)荷由力傳感器檢出，斷裂比強(qiáng)度由下式計(jì)算：（8-1）夾持器鉗口處纖維遮光量與纖維束(梳夾上被夾持、拉斷的一部分纖維束)重量成正比，與纖維的馬克隆值有關(guān)。不同馬克隆值的纖維其透光量不同。因此加入馬克隆值因素系數(shù)進(jìn)行校正，這也就是在測(cè)試?yán)w維長(zhǎng)度、強(qiáng)力之前，一定要先測(cè)試馬克隆值的道理。斷裂伸長(zhǎng)率由下式計(jì)算：（8-2）2、馬克隆值測(cè)試原理根據(jù)氣流儀的基本原理，將預(yù)定重量的松散棉樣放入試樣筒，壓縮到固定的體積，使用恒定壓力的壓縮空氣通過棉樣，測(cè)得纖維集合體的滲透流的阻力，或使用恒定流量的空氣流過纖維集合體測(cè)得氣流的壓差折算為馬克隆值。3、色特征測(cè)試原理由于不同品級(jí)的棉花具有不同的光譜特征，在可見光譜范圍內(nèi)。棉花的長(zhǎng)波一端(紅光譜）的相對(duì)光譜反射率的差異較短波光譜(藍(lán)光譜)的小，即棉樣愈白，其相對(duì)光譜反射率存在短波一端的增長(zhǎng)比在長(zhǎng)波一端愈多；棉樣愈黃，其反射光譜中的藍(lán)光愈少。白光光束以與棉樣表面法線成45°角的方向入射于棉樣表面上，在法線方向上測(cè)量棉樣表面反射光。分析其中光譜成分和反射率大小，獲得棉樣的Rd、+b值以及棉花色特征級(jí)代碼編號(hào)。4、雜質(zhì)測(cè)試原理在顏色測(cè)試過程中，同時(shí)完成棉花的雜質(zhì)測(cè)量，即通過影像照影儀聚焦于壓在玻璃窗口的棉纖維，在排除樣品表面平均色澤情況下，對(duì)掃描圖像分析計(jì)算雜質(zhì)數(shù)量及面積。雜質(zhì)數(shù)量是指測(cè)試面積內(nèi)樣品表面雜質(zhì)顆粒的總數(shù)。雜質(zhì)面積是指測(cè)試面積內(nèi)樣品表面雜質(zhì)顆粒所覆蓋面積占測(cè)試總面積的百分率。雜質(zhì)數(shù)據(jù)與常用的含雜率不是一個(gè)概念。（二）儀器結(jié)構(gòu)HVI大容量纖維測(cè)試儀主要由以下幾個(gè)方面構(gòu)成：HVI大容量纖維測(cè)試儀是美國(guó)USTER公司研制的棉纖維測(cè)量?jī)x器，在世界主要產(chǎn)棉國(guó)都有使用。目前主要有HVI900A（全自動(dòng)）型、HVI900SA（半自動(dòng)）型、HVISPECTRUM（新型全自動(dòng)）型和HVI1000（中國(guó)公證檢驗(yàn)專用）型等。各種型號(hào)的測(cè)試原理和結(jié)構(gòu)基本相同，一般都有取樣部分、長(zhǎng)度/強(qiáng)力組件、馬克隆值組件、顏色和雜質(zhì)組件、終端控制器等組成。下面以HVI900A型為例說明其基本結(jié)構(gòu)和原理。圖8-2USTERHVI900A型大容量測(cè)試儀外型圖四、實(shí)驗(yàn)方法與操作步驟（一）取樣棉花樣品在測(cè)試前必須在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下平衡24小時(shí)，平衡后的樣品回潮率應(yīng)在6.5%到8.8%之間。每個(gè)棉花樣品由兩部分組成，每部分約260mm長(zhǎng)、124mm或105mm寬，總重量不少于125g。兩部分中間應(yīng)卷入標(biāo)有樣品編號(hào)的一維條形碼標(biāo)簽。（二）操作步驟1.長(zhǎng)度/強(qiáng)力試驗(yàn)方法（1）儀器的校準(zhǔn)=1\*GB3①大容量纖維測(cè)試儀能同時(shí)測(cè)定平均長(zhǎng)度、上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度、斷裂比強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率，可用硬件裝置按照設(shè)計(jì)原理對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。經(jīng)過正確校準(zhǔn)后，如有必要，可借助軟件調(diào)整方法，使實(shí)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)棉樣的標(biāo)定值相一致。=2\*GB3②校準(zhǔn)錢儀器需要預(yù)熱0.5h，以使電子元件性能穩(wěn)定。=3\*GB3③至少選擇兩個(gè)已確定馬克隆值的具有上半部平均長(zhǎng)度、長(zhǎng)度整齊度、斷裂比強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率標(biāo)定值的校準(zhǔn)棉樣（HVICC），其定值足以覆蓋測(cè)試范圍。=4\*GB3④從顯示屏顯示的菜單中選定長(zhǎng)度/強(qiáng)力校準(zhǔn)程序。=5\*GB3⑤按照顯示指令，輸入校準(zhǔn)棉樣（HVICC）的標(biāo)定值，按儀器程序軟件執(zhí)行校準(zhǔn)。=6\*GB3⑥進(jìn)入測(cè)試程序，對(duì)每個(gè)樣品作一組試樣的測(cè)定以驗(yàn)證校準(zhǔn)情況，使實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)棉樣的實(shí)測(cè)值符合要求。（2）測(cè)試=1\*GB3①?gòu)膶?shí)驗(yàn)室樣品中取出35g樣品作為試驗(yàn)試樣。=2\*GB3②從顯示屏顯示的菜單中選擇長(zhǎng)度/強(qiáng)力測(cè)試程序。=3\*GB3③將樣品放在取樣器上，取樣臂壓迫樣品，使棉纖維通過取樣器；空梳夾在取樣器下方移動(dòng)，棉纖維進(jìn)入梳夾，在梳夾上生成一排棉纖維束；梳夾上的纖維束經(jīng)分梳器分梳和毛刷梳理，平行伸直；帶有平直纖維束的梳夾自動(dòng)置入長(zhǎng)度/強(qiáng)力模塊進(jìn)行測(cè)試。=4\*GB3④顯示屏將顯示測(cè)試值和其他有關(guān)信息，同時(shí)顯示下一次測(cè)試的指令。=5\*GB3⑤每個(gè)試驗(yàn)試樣至少測(cè)試兩次以上。2.馬克隆值試驗(yàn)方法（1）儀器的校準(zhǔn)=1\*GB3①?gòu)娘@示屏顯示的菜單中選定馬克隆值校準(zhǔn)程序=2\*GB3②選擇兩個(gè)馬克隆校準(zhǔn)棉樣，一個(gè)標(biāo)有3.0及以下的馬克隆值，另一個(gè)標(biāo)有5.0及以上的馬克隆值。=3\*GB3③按照顯示指令，輸入校準(zhǔn)棉樣的標(biāo)定值，并用天平準(zhǔn)確稱取校準(zhǔn)棉樣重量，精確到10g±0.01g，試樣重量顯示在顯示屏上。=4\*GB3④每個(gè)校準(zhǔn)棉樣測(cè)試后，儀器將自動(dòng)進(jìn)行校準(zhǔn)。（2）測(cè)試=1\*GB3①?gòu)膶?shí)驗(yàn)室樣品中抽取試驗(yàn)試樣，除去明顯的、大塊非纖維物質(zhì)，稱取一個(gè)試驗(yàn)試樣至10g±0.5g，拉松試樣纖維以便清除棉塊。=2\*GB3②從顯示屏顯示的菜單中選擇馬克隆值測(cè)試程序。=3\*GB3③將試驗(yàn)試樣塞入儀器樣品筒內(nèi)，蓋上蓋板。=4\*GB3④儀器自動(dòng)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定值、其他相關(guān)信息以及下次測(cè)試的指令均顯示在顯示屏上。3.色特征試驗(yàn)方法（1）儀器的校準(zhǔn)=1\*GB3①儀器需預(yù)熱至少4h，以使光源和電子元件性能穩(wěn)定。=2\*GB3②從顯示屏上顯示的菜單中選定色特征校準(zhǔn)程序。=3\*GB3③按照顯示指令，輸入每塊色特征校準(zhǔn)瓷板的Rd和+b值，將色特征校準(zhǔn)瓷板放在儀器上，儀器自動(dòng)校準(zhǔn)電路，以使顯示值與瓷板標(biāo)定值一致。=4\*GB3④進(jìn)入測(cè)試程序，測(cè)定色特征校準(zhǔn)瓷板的色特征值以驗(yàn)證校準(zhǔn)情況。=5\*GB3⑤如果色特征校準(zhǔn)瓷板色特征的測(cè)試結(jié)果不能接受，須重復(fù)上述=3\*GB3③、=4\*GB3④的設(shè)備調(diào)整步驟，直到取得可接受的測(cè)試結(jié)果為止。（2）測(cè)試=1\*GB3①?gòu)膶?shí)驗(yàn)室樣品中抽取兩個(gè)試驗(yàn)試樣，每個(gè)試驗(yàn)試樣不少于40g。樣品表面應(yīng)完全蓋滿儀器的測(cè)試窗口，其厚度足以擋住光線，樣品厚度應(yīng)在5cm以上。=2\*GB3②從顯示屏顯示的菜單中選擇色特征測(cè)試程序。=3\*GB3③將試驗(yàn)試樣表面蓋滿測(cè)試窗口，按下按鈕啟動(dòng)儀器，使壓板給試驗(yàn)試樣施加適當(dāng)壓力。保持試驗(yàn)試樣原狀，直到儀器顯示屏顯示測(cè)試已經(jīng)完成。=4\*GB3④每個(gè)試驗(yàn)試樣各測(cè)試一次，除非試驗(yàn)試樣色特征明顯不勻。=5\*GB3⑤色特征值不勻的控制范圍可由實(shí)驗(yàn)室確定并明示。如果兩個(gè)試驗(yàn)試樣的色特征值超出控制范圍，需重新測(cè)試，如仍超出控制范圍，應(yīng)在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中注明。4.雜質(zhì)試驗(yàn)方法（1）儀器的校準(zhǔn)=1\*GB3①儀器需預(yù)熱至少1h，以使光源和電子元件性能穩(wěn)定。=2\*GB3②從顯示屏上顯示的菜單中選定雜質(zhì)校準(zhǔn)程序。=3\*GB3③按照顯示指令，輸入雜質(zhì)校準(zhǔn)瓷板的雜質(zhì)粒數(shù)和雜質(zhì)面積百分率以便使顯示值與瓷板標(biāo)定值一致。=4\*GB3④進(jìn)入測(cè)試程序，測(cè)定雜質(zhì)校準(zhǔn)瓷板以驗(yàn)證校準(zhǔn)情況。（2）測(cè)試=1\*GB3①采用色特征試驗(yàn)試樣。=2\*GB3②從顯示屏顯示的菜單中選擇雜質(zhì)測(cè)試程序。=3\*GB3③將需要測(cè)定的試樣表面蓋滿測(cè)試窗口，按下按鈕啟動(dòng)儀器，使壓板給試樣施加適當(dāng)壓力。保持試樣原狀，直到儀器顯示屏顯示測(cè)試已經(jīng)完成。=4\*GB3④每個(gè)試驗(yàn)試樣各測(cè)試一次。5、儀器維護(hù)（1）、每天利用吸塵器對(duì)儀器內(nèi)外進(jìn)行清潔處理，長(zhǎng)度箱內(nèi)的取樣器針布（用隨機(jī)的鋼絲刷清潔）及梳夾、導(dǎo)軌、毛刷上殘留棉花。注意吸塵器工作時(shí)不要靠近電子元件。（2）、清潔真空箱內(nèi)的棉花，清潔真空箱內(nèi)金屬網(wǎng)及濾網(wǎng)。注意過濾