CN103115576B - 一种异型横截面纤维当量直径测试方法 - Google Patents
一种异型横截面纤维当量直径测试方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种可以准确测试异型横截面纤维当量直径的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制样对异型横截面纤维沿横截面方向切片制样；B、获取图像，通过光学显微镜和摄像头获取纤维横截面图片；C、数据计算，用图像分析软件获取图片中纤维横截面面积值并换算成当量直径。本发明的优点在于方法简单，使用方便，可以准确测试异型横截面纤维当量直径。
Description
技术领域
本发明涉及纤维测试领域，特别涉及一种异型横截面纤维当量直径测试方法。
背景技术
纤维当量直径是评价纤维性能的一个重要指标，纤维当量直径指对于具有不规则横截面的纤维其横截面按等面积原则折算为圆形截面后计算的直径。目前维的当量直工程纤维中单纤径测量方法采用GB/T 10685-2007《羊毛直径测试方法 投影显微镜法》，但是投影显微镜法只适用于圆形横截面或者近似于圆形横截面的纤维，对于异型横截面的纤维，如横截面为三叶型、腰圆型、V型、L型等等的纤维并不适用。另一方面，通过纤维的线密度与密度的比值计算出纤维横截面面积并计算直径的方法也能计算异型纤维的当量直径，然而对于不易测试纤维线密度的短纤维（如软木纤维等）来说，也是不适用的。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以准确测试异型横截面纤维当量直径的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可以准确测试异型横截面纤维当量直径的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制样对异型横截面纤维沿横截面方向切片制样；B、获取图像，通过光学显微镜和摄像头获取纤维横截面图片；C、数据计算，用图像分析软件获取图片中纤维横截面面积值并换算成当量直径。
本发明的优点在于方法简单，使用方便，可以准确测试异型横截面纤维当量直径。因为经过一次开方计算，偏差比直接测量纤维直径要小, 例如投影法测量天然纤维素纤维的投影直径的标准差一般为4~8μm，而通过本方法测试同样材料的当量直径的标准差仅为1~4μm。
附图说明
图1为纤维横截面显微图片。
图2为本发明具体实施例的测试数据表。
具体实施方式
一种可以准确测试异型横截面纤维当量直径的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制样，对异型横截面纤维沿横截面方向切片制样；B、获取图像，通过光学显微镜和摄像头获取纤维横截面图片；C、数据计算，用图像分析软件获取图片中纤维横截面面积值并换算成当量直径。
步骤A中，以无序纤维素纤维桨板作为测试对象，其制样方法：1）将纤维桨板制成矩形片状（大小按适用于包埋模具尺寸）（该无序纤维素纤维的桨板具有相对固定的厚度，在本测试中厚度为0.5~3mm）；2）用平头钳子夹住矩形片长度方向的两端并将其拉断；3）选择断面平直且纤维相互平行的纤维片进行石蜡（或者树脂等其他高分子包埋剂）包埋；4）包埋时用镊子使纤维片拉断面垂直于包埋模底面；5）垂直纤维片方向切片，使得切片后的切面平行于拉断面，切片时根据样品纤维的强度及数量控制纤维切片厚度（一般厚度宜为3~50μm），当纤维片纤维较为松散时，切片厚度可以小一些，反之厚一些；当纤维强度较大，切片厚度宜大一些，以确保切片完整不破碎。
步骤B中，通过光学显微镜和摄像头获取纤维横截面图片，显微镜物镜放大倍数宜为20倍以上，图片的像素宜为300万以上。
步骤C中，数据计算，用图像分析软件获取图片中纤维横截面，选择合适的纤维横截面并计算面积值并换算成当量直径。
随着计算机技术及图像处理分析技术的发展，通过获取纤维横截面图像并应用图像分析软件（例如MediaCybernetics公司出品的Image-Pro Plus）可以准确的获得纤维的横截面面积，从而可以计算出异型短纤维的当量直径。
其中纤维横截面选择方法如下，通过GB/T 10685-2007《羊毛直径测试方法 投影显微镜法》测试出异型纤维的平均宽度W、及标准差σ1，在获取的纤维横截面图像上选取边界清晰，且横截面最大长度L∈[W-σ1，W+σ1]的纤维横截面图像作为取样纤维横截面。选取50~100个纤维横截面图像计算横截面面积值，按照圆面积公式求出各横截面的当量直径，最后计算出样品的平均当量直径。
图2为本发明具体实施例的测试数据表。
测试编号JM-1：测试根数55，面积范围98.89~403.47μm2，当量直径范围：11.22~22.65μm，平均当量直径17.13μm，标准差3.06μm，变异系数17.86%。
测试编号JM-2：测试根数55，面积范围121.04~406.63μm2，当量直径范围：12.41~22.75μm，平均当量直径17.66μm，标准差2.90μm，变异系数16.41%。
测试编号JM-3：测试根数69，面积范围120.64~388.04μm2，当量直径范围：12.39~22.22μm，平均当量直径17.36μm，标准差2.51μm，变异系数14.45%。
其中包埋、切片均为现有技术，其具体方法在此不再赘述。
Claims (3)
1.一种可以准确测试异型横截面纤维当量直径的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、制样，对异型横截面纤维沿横截面方向切片制样；B、获取图像，通过光学显微镜和摄像头获取纤维横截面图片；C、数据计算，用图像分析软件获取图片中纤维横截面面积值并换算成当量直径，步骤A中，采用无序纤维素纤维桨板制样方法：1）将纤维桨板制成矩形片状；2）夹住矩形片长度方向的两端并将其拉断；3）选择断面较为规则的纤维片进行包埋；4）包埋时用镊子使纤维片拉断面垂直于包埋模底面；5）切片，垂直纤维片方向切片，使得切片后的切面平行于拉断面，切片厚度为3~50μm。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤C中，用图像分析软件获取图片中纤维横截面，选取至少50个纤维横截面图像计算横截面面积值，并根据横截面面积值求出各截面的当量直径，最后计算出平均当量直径。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于其中纤维横截面选择方法为测试出异型纤维的平均宽度W及标准差σ1，在获取的纤维横截面图像上选取边界清晰，且横截面最大长度L∈[W-σ1，W+σ1]的纤维横截面图像作为取样纤维横截面。
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