第三章纤维形态的表征 纤维形态表征是指纤维长短、粗细、截面形态和卷曲及转曲的表达与测量 第一节纤维的长度及其分布 、纤维长度指标的基本表达 1.纤维长度 (1)根数加权长度 Ne N I N: n 连续函数 n(),(D,s( ();w(D;s(D 分组直方图 Wa S 图3-1纤维长度分布示意图 (2)质量加权长度 B= 3wy W·/·dl(3-2) (3)截面加权长度 H=∑Ss-s1.d1(3) 2.纤维长度界限及含量值 (1)长度界限 纤维长度界限或称界限长度(mm)是在某特定纤维含量值C(%)条件下的纤维长度Le,即 超出此长度Lc纤维的含量只有C。如C=2.5%,则长度界限为L25 (2)短纤维含量 纤维长度表达中纤维含量值一般是指短纤维的含量值SFC。通过设定最大短纤维长度界限LsF 确定
第三章 纤维形态的表征 纤维形态表征是指纤维长短、粗细、截面形态和卷曲及转曲的表达与测量。 第一节 纤维的长度及其分布 一、纤维长度指标的基本表达 1．纤维长度 （1）根数加权长度 N l l N N N L l d 1 max 0 n = = （3-1） N ; W ; S n(l); w(l); s(l) 分组直方图 N ;W ; S 连续函数 n(l); w(l); s(l) dl l 图 3-1 纤维长度分布示意图 （2）质量加权长度 = = max 0 d 1 l W l l W W W l B （3-2） （3）截面加权长度 = = max 0 d 1 l S l l S S S l H （3-3） 2．纤维长度界限及含量值 （1）长度界限 纤维长度界限或称界限长度（mm）是在某特定纤维含量值 C（％）条件下的纤维长度 LC，即 超出此长度 LC纤维的含量只有 C。如 C=2.5％，则长度界限为 L2.5。 （2）短纤维含量 纤维长度表达中纤维含量值一般是指短纤维的含量值 SFC。通过设定最大短纤维长度界限 LSF 确定
纤维形态特征 SFCn=∑N/N=m()d SFC=∑W/=。w(0)d}(3-4) SFC=∑S/S=。s(1)d SFCn≥SFC3≥SFC 二、纤维长度分布的基本测量 1.一端整齐法 (1)拜氏图 大长度点 叉点 上4分位长下4分位长 图3-2拜氏图的意义及长度求法 (a)直接量取特征长度值 (b)作图及计算的长度特征值 (2) Almeter测量 计算机 打印 检测 控制 端齐试样 电容器 导杆 移动 电动 图3-3A| meter长度测量仪工作原理示意图
第三章 纤维形态特征 1 = = = = = = SF SF SF SF SF SF 0 s w 0 0 n ( ) d ( ) d ( ) d L l L L l L L l L SFC S S s l l SFC W W w l l SFC N N n l l （3-4） SFCn≥SFCs≥SFCw 二、纤维长度分布的基本测量 1．一端整齐法 （1）拜氏图 O L C B2 B L5 B4 B3 L2 L4 L1 L3 B5 B1 交叉点 最大长度点 上 4 分位长 下 4 分位长 A 图 3-2 拜氏图的意义及长度求法 （a）直接量取特征长度值 （b）作图及计算的长度特征值 （2）Almeter 测量 导杆 一端齐试样 显示 打印 检测 电容器 电动 机 A/D 控制 计算机 移动 图 3-3 Almeter 长度测量仪工作原理示意图
纤维形态特征 累积分布函数 「S(O F()→{W(O或M(O 频率密度函数 0 rD f(D)→{v(D或m(O 图3-4累计分布和频率密度函数 (3)罗拉法 9.51 70N 皮辊、 上 罗拉 厚度 蜗轮 下长 手柄 蜗杆 俯视 图3-5累计分布和频率密度 该测量可得到重量加权的长度分布数列或直方图,可计算前述所有指标。 (4)梳片法 毛条(纤维条)梳片∵第2次第1次第i次 3mm <smm 图3-6梳片式长度测量原理图
第三章 纤维形态特征 2 = max ( ) ( ) d l l F l f l l （3-5） 累积分布函数 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) M N W S F l 或 O 50 100 lmax l F(l) e 频率密度函数 % ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) m n l w l s l f l 或 r(l) 图 3-4 累计分布和频率密度函数 （3）罗拉法 9.5mm 手柄 蜗轮 70N 皮辊 罗拉 俯视 厚度 上短 蜗杆 下长 图 3-5 累计分布和频率密度 该测量可得到重量加权的长度分布数列或直方图，可计算前述所有指标。 （4）梳片法 10mm 3mm 毛条（纤维条）梳片 10mm <5mm ···第 2 次 第 1 次 第 i 次 图 3-6 梳片式长度测量原理图
纤维形态特征 2.逐根测量 (1)Wira法 频数计数器 镊子 摩擦块 (琴键) 纤维 张力杆 沟槽辊 图3-7Wira单纤维长度仪机构及原理示意图 (2)AFIS测量 单根纤维 透镜检测器 光源YZ 平光束 V(0°) 气流 图3-8AFIS纤维长度测量原理图 3.纤维须丛法 (1)光照影法(HVI) HVI900( High volume instruments)是在上世纪80年代初研制出的一种大容量棉纤维测试仪,可 以测量原棉品质的多个指标,如长度和长度均匀度、跨距长度、短纤维指数、强力和伸长率、细度 和成熟度、色泽、杂质和棉结以及含水率等。 钳口线 3.iMm ′输出扇形上透镜 光强光电管光强透镜 光纤维 3.iMm 光源集光镜平面型透镜下透镜 须从 曲线 Q∞D 图3-9纤维长度照影机测量原理解析图
第三章 纤维形态特征 3 2．逐根测量 （1）Wira 法 图 3-7 Wira 单纤维长度仪机构及原理示意图 （2）AFIS 测量 单根纤维 光束 透镜 检测器 V(40O ) V(0O ) 光源 气流 气流 图 3-8 AFIS 纤维长度测量原理图 3．纤维须丛法 （1）光照影法(HVI) HVI900 (High Volume Instruments)是在上世纪 80 年代初研制出的一种大容量棉纤维测试仪，可 以测量原棉品质的多个指标，如长度和长度均匀度、跨距长度、短纤维指数、强力和伸长率、细度 和成熟度、色泽、杂质和棉结以及含水率等。 集光镜 平面型透镜 扇形 透镜 I 输出 光强 I0 输入 光强 导光纤维 光电管 上透镜 下透镜 试样 钳口线 x 0 0 I I − I O x 3.81mm 3.81mm 3.81mm 须丛 曲线 v 光源 钳口线 图 3-9 纤维长度照影机测量原理解析图
纤维形态特征 M((或100% L为上半部平均长度 QL为品质长度 图3-10纤维长度累积分布与透光曲线r(O)的关系 后罗拉 前罗拉 罗拉隔距 罗拉 ≌握持纤维公 同时握持 早游纤维 同时握持 前罗拉引 图3-11跨距长度对罗拉距离的意义 (2)微夹取法 普通夹 微夹 理想的 图3-12普通夹与微夹持的区别及理想夹取
第三章 纤维形态特征 4 M () Lm x O Lmax 100 50 C r(x)(%) x 3.81mm (或 100%) L1/ 2 QL L1/ 2 为上半部平均长度 QL 为品质长度 Lmax L2.5 L50 Lm 图 3-10 纤维长度累积分布与透光曲线 r() 的关系 前罗拉 罗拉隔距 后罗拉 握持纤维 后罗拉 浮游纤维 同时握持 同时握持 前罗拉 握持纤维 图 3-11 跨距长度对罗拉距离的意义 （2）微夹取法 普通夹 微夹 理想的 图 3-12 普通夹与微夹持的区别及理想夹取