世界消耗羊毛最多的國家當屬我國，但羊毛自給率非常低，為了解決毛紡原料的不足，每年需要進(jìn)口大量羊毛，羊毛成為我國唯一依賴(lài)進(jìn)口的大宗畜產(chǎn)品。自20世紀90年代中期開(kāi)始，人們對服飾的需求逐漸向自然、舒適、輕薄、柔軟的趨勢發(fā)展。舒適系數越高則織物舒適性越好。羊絨、羊毛所有的性狀特征和制成紡織產(chǎn)品的風(fēng)格性能幾乎都與纖維的細度和長(cháng)度有關(guān)。這兩項指標直接影響纖維的可紡性和加工的有效性，故為紡織原料、精紡加工質(zhì)量檢測的必測項目。在貿易中羊絨和羊毛的價(jià)格基本取決于纖維的細度和長(cháng)度。因此,加強進(jìn)口羊毛質(zhì)量的檢驗,對維護我國的經(jīng)濟合法權益,提高毛紡企業(yè)的經(jīng)濟效益,都具有十分重要的意義。

1工作原理

毛絨纖維大容量檢測儀能準確、高效地檢測毛絨纖維的質(zhì)量，評價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)，對企業(yè)掌握毛絨纖維性能、確定工藝參數和科研機構研究有重要作用。

毛絨纖維檢測儀的主要工作原理是基于圖像處理的方法，采用光學(xué)成像法對羊毛羊絨樣品進(jìn)行圖像采集，使用圖像處理軟件對采集到的圖像進(jìn)行分析處理，從而快速計算出毛絨纖維的長(cháng)度、細度、數量和分布等參數。系統的整體組成見(jiàn)圖1，控制原理見(jiàn)圖2.。

系統的控制原理如圖2所示，采用4個(gè)電機對測試過(guò)程進(jìn)行控制，其中X軸電機控制毛條的拉伸，Y軸電機主要用來(lái)控制相機在掃描方向上的移動(dòng)。X軸電機的運動(dòng)方向與Y軸電機的運動(dòng)方向互相垂直。

由于遠心鏡頭的景深范圍特別小，因此需要對焦距進(jìn)行精密調節，調節焦距就是通過(guò)Z軸電機進(jìn)行調節。由Z軸電機帶動(dòng)凸輪進(jìn)行相機高度的調節，從而改變物距，實(shí)現精密調焦。

另外，系統通過(guò)采用高亮度LED光源，實(shí)現良好的成像效果。LED光源由專(zhuān)用LED光源控制器進(jìn)行控制，可以對光源的亮度進(jìn)行精準的調節。

系統能夠進(jìn)行自動(dòng)測試和統計分析，輸出直徑、直徑CV值、根數長(cháng)度、根數CV、豪特長(cháng)度、巴布長(cháng)度、短毛率等指標?？蛇M(jìn)行毛條測量模式和載樣片測量模式。

2毛條測量模式和栽樣片測量模式

毛條模式用于對毛條的長(cháng)度和細度進(jìn)行測量， 載樣片模式可用于測量散毛和毛條的細度。工作原理分別如下。

2.1 毛條測試模式

毛條經(jīng)過(guò)梳理機構后，變成密度分布均勻的分散毛須，毛須在電機牽引下朝長(cháng)度方向依據設定間距運動(dòng)，同時(shí)相機在另一電機帶動(dòng)下，沿垂直長(cháng)度的方向上掃描一次圖像進(jìn)行測量。一次掃描可獲得毛條的一行圖像，處理軟件對圖像進(jìn)行處理，即可獲得一次掃描的細度值和毛條根數。多次掃描完成后，就可獲得整個(gè)毛條的長(cháng)度分布數據，同時(shí)會(huì )得到相應纖維的細度和長(cháng)度值，如圖3所示。

2.2 載樣片測試模式

載樣片模式下是對樣品載玻片進(jìn)行測量，這種模式方便進(jìn)行儀器之間的對比，另外在只需要測試纖維細度的情況下，將比普通模式更節省測試時(shí)間。相機在電機的帶動(dòng)下，對位于載樣片中制備好的散毛樣品進(jìn)行測試，如圖4所示，在70mm*70mm的矩形范圍內逐行進(jìn)行掃描，一行沿0mm處以2.4mm的間距獲取纖維段圖像25幅(纖維實(shí)際測試面積為1.128×0.72mm),后在垂直方向以2mm的間距移動(dòng)，第二行沿從1.2mm處以2.4mm的間距獲取纖維段圖像25幅，反復運動(dòng)測試完整個(gè)載玻片,移動(dòng)30行，獲得750幅毛絨圖像，對圖像進(jìn)行處理,得毛絨的平均細度值。

3 國內外現狀分析

在國外，計算機輔助羊毛纖維的直徑測量?jì)x起始于1970年左右，有較多早期的商業(yè)應用和改進(jìn)。目前主要是USTER公司開(kāi)發(fā)的OFDA2000、OFDA4000 以及OFDA5000系列的機型。OFDA 光學(xué)纖維直徑分析儀的原理是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的圖像分析軟件，對CCD 攝像的纖維照片進(jìn)行追蹤分析，提取纖維直徑的特征值。另外OFDA儀器結構輕巧、便于攜帶，可以在農場(chǎng)進(jìn)行現場(chǎng)測試。目前在毛紡檢測機構得到了廣泛的應用。

在國內，毛絨類(lèi)產(chǎn)品的測量根據《特種動(dòng)物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》標準，測定羊毛、絨類(lèi)的直徑和根數。清華大學(xué)和北京華誼卓科技有限公司研制的纖維顯微圖像分析儀，主要是對纖維進(jìn)行細度、成份、橫截面形態(tài)面積、中空率及異形度進(jìn)行檢測的儀器。上海北昂科技有限公司研制的BERON F10全自動(dòng)細度儀，率先使用了全自動(dòng)聚焦平面檢測，通過(guò)圖像處理識別軟件，可準確分析各種復雜纖維的并列、交叉、計算纖維根數，并通過(guò)對每根待檢測纖維在不同部位測試150次以上取平均值，具有比較高的細度準確性。長(cháng)嶺紡電的WF1毛絨纖維測試儀不僅能測試毛絨的細度，同時(shí)可測試其加權長(cháng)度、豪特長(cháng)度、巴布長(cháng)度等指標，其一體化的設計允許快速進(jìn)行大容量毛條的測試，測試結果能更精確的衡量毛絨的品質(zhì)。

4 數據比較

4.1 精度

根據IWTO-47：2009標準要求，毛纖維長(cháng)度測試精度要求為: ±3mm,羊毛纖維直徑測試精度要求如表1所示。

表 1 毛條測試細度允差

4.2 功能與數據對比

WF1毛絨纖維大容量檢測儀可以同時(shí)對長(cháng)度和細度進(jìn)行測量，在功能方面和國內外產(chǎn)品相對比，都有很大的優(yōu)勢。下面做詳細說(shuō)明。

表2 WF1同類(lèi)產(chǎn)品性能對比

表3 WF1與OFDA測試數據對比（此值均為測試5次的平均值）

目前羊毛羊絨各項性能指標的全自動(dòng)測試儀器廠(chǎng)商僅有USTER研發(fā)的OFDA2000型和OFDA4000型的毛絨纖維大容量檢測儀，國內基本沒(méi)有同類(lèi)的自動(dòng)測量?jì)x器。長(cháng)嶺紡電公司產(chǎn)品和OFDA4000型產(chǎn)品功能基本相同。但是在這兩家公司中，論市場(chǎng)占有率，論技術(shù)都首推USTER。從以上對比中可以看出，WF1毛絨纖維大容量檢測儀在技術(shù)水平上與OFDA測試數據基本相當，在功能方面如數據存儲、中文菜單等方面優(yōu)于OFDA機型，且售價(jià)適中。性能價(jià)格比方面優(yōu)于OFDA機型，市場(chǎng)潛力較大。

5 結語(yǔ)

目前國產(chǎn)毛絨檢測儀在市場(chǎng)占有率、品牌知名度上與國外相比都有一定的差距。主要是由于技術(shù)上早期的不成熟以及對毛絨檢測理解和認識不足，使得在技術(shù)上和可靠性上都難以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。但是隨著(zhù)WF1毛絨檢測儀在技術(shù)水平、可靠性、生產(chǎn)工藝等方面的日趨成熟，如能廣泛應用于毛紡企業(yè)中，將為毛紡企業(yè)節省采購成本和降低維護成本，且測試數據準確、性能穩定，具有廣闊的市場(chǎng)前景。