WF1型毛绒纤维大容量检测仪的测量原理及应用效果

魏萌萌

(陕西长岭纺织机电科技有限公司，陕西 宝鸡 721013)

•检测仪器

WF1型毛绒纤维大容量检测仪的测量原理及应用效果

魏萌萌

(陕西长岭纺织机电科技有限公司，陕西 宝鸡 721013)

为了满足毛纺企业及纤维检测机构对羊毛、羊绒平均直径及长度的检测需求，并提高检测准确性及稳定性，介绍WF1型毛绒纤维大容量检测仪的图像采集原理、系统控制原理，以及载样片测量模式、毛条测量模式测量原理，分析国内外同类产品发展现状，对比WF1型毛绒纤维大容量检测仪及国内外同类产品的性能和测试数据。指出：WF1型毛绒纤维大容量检测仪市场占有率、品牌知名度等方面与Uster OFDA系列产品尚有一定差距，但随着技术水平、生产工艺和产品可靠性的日趋完善，该仪器性价比及检测效果会越来越好。

毛绒纤维检测仪；大容量；羊毛；羊绒；平均直径；长度；原理；OFDA

随着人们对服饰的需求逐渐向自然、舒适、轻薄、柔软的趋势发展，我国成为世界上羊毛消耗最多的国家，每年需大量进口。羊绒、羊毛的纤维特点和织物风格、性能几乎都与其平均直径和长度相关，这两个指标直接影响纤维的可纺性和加工的有效性，均为纺织原料、精纺加工质量检测的必测项目[1]。

1 工作原理

毛绒纤维大容量检测仪能准确、高效地检验毛绒纤维质量，评价产品品质，对企业掌握毛绒纤维性能、确定工艺参数和科研机构研究有重要作用。

WF1型毛绒纤维大容量检测仪主要工作原理基于图像处理方法，即采用光学成像法对羊毛、羊绒样品进行图像采集，使用图像处理软件对采集的图像进行分析处理，从而快速计算出毛绒纤维的长度、平均直径、数量和分布状态等参数；其检测系统的整体组成见图1，控制原理见图2。

图1 WF1型毛绒纤维大容量检测仪图像采集原理示意

图2 WF1型毛绒纤维大容量检测仪系统控制原理

该系统用4个电机控制测试过程，x轴电机控制毛条的拉伸，y轴电机主要控制相机在扫描方向的移动。x轴电机与y轴电机的运动方向相互垂直。z轴电机带动凸轮调节相机高度，从而改变物距，实现远心镜头精密调焦。LED光源亮度高，成像效果良好，由专用控制器对光源的亮度进行精准调节。

系统能够自动进行测量和统计分析，输出平均直径、直径CV值、根数、根数CV值、长度、豪特长度、巴布长度和短毛率等指标，可进行毛条测量模式和载样片测量模式的测量。

2 毛条测量模式和载样片测量模式

毛条测量模式用于毛条长度和平均直径的测量，载样片测量模式用于散毛和毛条平均直径的测量。两种模式的工作原理分别如下。

2.1 毛条测量模式

毛条经过梳理机构后，变成分布均匀的分散毛须，毛须依据预设的间距在电机牵引下朝长度方向运动，相机在另一电机带动下，沿垂直于长度的方向扫描一次图像进行测量。一次扫描可获得毛条的一行图像，经软件处理，即可获得一次扫描的毛纤维平均直径和毛条根数。多次扫描完成后，即可获得整个毛条的长度分布数据，同时会得到相应纤维的平均直径和长度值。

2.2 载样片测量模式

载样片测量模式用于对样品载玻片进行测量，这种模式方便进行仪器间的对比，尤其在仅需测量纤维平均直径的情况下，比普通模式更节省测量时间。相机在电机的带动下，对位于载样片中制备好的散毛样品进行测量。在70 mm×70 mm的矩形范围内逐行进行扫描，第一行沿0 mm处以2.4 mm的间距获取纤维段图像25幅(纤维实际测量面积为1.128 mm×0.72 mm)，后在垂直方向以2 mm的间距移动，第二行从1.2 mm处以2.4 mm的间距获取纤维段图像25幅，按此运动规律运动测量完整个载玻片，移动30行，获得750幅毛绒图像，对图像进行处理，获得毛绒的平均直径。

3 国内外同类产品发展现状

1970年前后，国外在计算机辅助羊毛纤维的直径测量仪方面已有较多的商业应用和改进。目前主要是Uster公司开发的OFDA2000型，OFDA4000型以及OFDA5000型系列机型，可对羊毛、羊绒性能指标进行测量。OFDA型光学纤维直径分析仪的原理是通过专用的图像分析软件，对CCD摄像的纤维照片进行追踪分析，提取纤维直径的特征值[2]。另外，OFDA型的结构轻巧，便于携带，可在农场进行现场测量，目前在毛纺检测机构广泛应用。

国内一般根据国家标准GB/T 16988—1997测定毛绒类产品的直径和根数[3]。清华大学和北京华谊卓科技有限公司研制的纤维显微图像分析仪，主要检测纤维平均直径、成分、横截面面积、中空率及异形度。上海北昂科技有限公司研制的BERON F10型全自动细度仪，率先使用全自动聚焦平面检测，通过图像处理识别软件，可准确分析各种复杂纤维的并列、交叉，计算纤维根数，并对每根待检测纤维在不同部位测量150次以上取平均值，准确性较高。而我公司的WF1型毛绒纤维大容量测量仪可测量毛绒平均直径，及其加权长度、豪特长度和巴布长度等指标，其一体化的设计允许快速进行大容量毛条的测量，测量结果能更精准地衡量毛绒品质。

4 数据对比

4.1 精度

根据国家标准[4]，毛纤维长度测量精度的要求为±3 mm，羊毛纤维直径测试精度要求见表1。

表1 毛条平均直径测量允差 单位：μm

4.2 功能与数据对比

WF1型毛绒纤维大容量检测仪可同时进行长度和平均直径测量，比国内外同类产品有较大优势，详见表2，其数据稳定性比较见图3。WF1型和OFDA4000型产品功能基本相同，但前者数据存储、中文菜单等方面优于后者，且售价适中，性价比较高，市场潜力大；而在技术水平和市场占有率方面首推OFDA4000型，两者测量数据对比见表3。

表2 不同毛绒纤维大容量检测仪性能对比

项目WF1型国外国内功能平均直径与长度同时测量平均直径与长度同时测量只能测量平均直径测量精度高高低测试效率高高低外观结构紧凑松散一般粗毛率有无无温湿度校正有无无软件操作中英文界面，操作简单英文界面，操作复杂中文界面，功能简单数据存储数据库文件文件价格适中高低

图3 数据自身稳定性对比

表3 WF1型毛绒纤维大容量检测仪与OFDA型测量数据对比

制造厂家品种平均直径/μm巴布长度/mm豪特长度/mm平均长度/mmOFDA长岭ϕ15．5μm16．0816．1752．8451．3644．2045．3940．0541．26OFDA长岭ϕ16．0μm15．9315．9350．2450．6041．1540．8936．2835．56OFDA长岭ϕ16．5μm16．6416．6549．4848．5641．7842．0937．5538．46OFDA长岭7．3tex18．7018．7688．2889．2874．7373．1970．2269．56OFDA长岭8．8tex22．4321．5588．9387．5682．3683．2569．5772．56OFDA长岭10．1tex27．8127．91108．16106．8585．6786．9380．5872．36 注：表中数据为测量5次的平均值。

5 结语

目前，国产毛绒检测仪在品牌知名度、市场占有率等方面与国外产品相比仍有一定差距，主要表现在技术不够成熟。随着技术水平、生产工艺及产品可靠性等日趋完善，WF1型毛绒纤维大容量检测仪测量数据会更准确、性能更稳定，若进一步改进，将为毛纺企业节省采购成本并降低维护成本，具有广阔的市场前景。

[1] 陆永良，康文华，潘海滨.羊毛长度测试方法及OFDA4000的应用[J].纺织标准与质量，2011(3)：42-48.

[2] 邹友明，于伟东. 国外羊毛细度检测的基础方法[J].中国纤检，2006(7):39-43.

[3] 王全春.羊毛、绒类、化学纤维混纺产品定量分析方法探讨[J].中国纤检，2016(1): 91-93.

[4] GB/T 21030—2007，羊毛及其他动物纤维平均直径与分布试验方法 纤维直径光学分析仪法[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，陕西咸阳人，工程师，主要从事纺织电子设备及仪器的工艺研究工作。

时间：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