惯性仪器测试与数据分析

测试纤维长度、细度、卷曲性、纱线捻度、纱线毛羽和回潮率等工艺性质的仪器。有纤维长度仪、纤维细度仪、纤维卷曲仪、纱线毛羽仪、纱线捻度仪、回潮率测试仪等。

测试纤维伸直长度的仪器。20世纪初人们是用手扯方法测定纤维束长度的，30年代初开始用排图法和梳片法测试长度，到40年代出现了光电式照影机长度仪(Fibrograph)，这种仪器在50年代还是用手工调节测试，不久改为伺服电机自动跟踪。70年代美国研制出新型照影机长度仪，可测定棉纤维和化学纤维长度，最长可测到63毫米。80年代已进一步发展为数字显示，自动数据处理和打印出有关长度指标，试验效率显著提高。比利时生产的阿尔洛(Arealometer)电容式羊毛长度仪附有自动整理纤维机构，可使纤维排成一端整齐的毛束。把毛束放在塑料薄膜上通过电场时，能得到根数平均长度和重量加权平均长度。这种仪器仅适用于毛条，用于散毛时误差较大。中国测试棉纤维长度主要采用罗拉式长度测定仪，把一端整齐排列的纤维放在仪器上，按一定间距分组称重后求出重量加权平均长度和其他指标。羊毛纤维长度一般采用梳片式长度仪测定。生丝和化纤长丝的长度用一定周长的纱框测长仪测定。

测试纤维细度的方法有:①直接法:或称中切法，切取定长平行伸直的纤维束，经称重、计数纤维根数后计算单纤维的公制支数、旦数或特数，只需要一些简单的称重仪器。②间接法:有气流法和声压法。气流或声波通过定量团状纤维集合体时，气压、声压发生变化,变化的大小随纤维粗细而异。一般纤维越细,气压、声压降低越多。50年代初出现了按这一原理制成的各种类型气流细度仪。以后中国又研制成适用于多种纤维用的数字式微压气流细度仪。③振动法:采用弦振动原理，测量在一定振弦长度和张力下的纤维固有振动频率，由弦振动公式自动计算单根纤维线密度，并能得到线密度变异系数(反映纤维粗细分布质量的线密度不匀率)。振动式细度仪与强伸度仪联机使用，计算与纤维线密度有关的单根纤维的比强度、模量与断裂比功，是国际化学纤维检验方法标准(ISO5079-1995和国际化学纤维标准化局(BISFA)的试验方法标准)推荐首选的纤维强伸度测试方法，代表纤维测试发展方向，该测试方法为国际上普遍采用，基本上取代原始操作的中段称重法测量纤维线密度。纤维宽度测定仪测试的是纤维在自然状态下径向的投影宽度。当纤维的截面为圆形时，这一宽度相当于纤维直径。羊毛纤维就是用直径作为品质评定的依据。纤维宽度或直径一般用生物显微镜或投影仪测试，但比较麻烦，效率很低。因此出现了用激光测定纤维直径的仪器。这种仪器是根据分散于液流中的纤维在通过1毫米的激光时,激光的散射量与纤维直径成正比关系设计的。用这种仪器可测定单根纤维直径及其分布。

有摩擦式和感应式两种。摩擦式静电仪是使试样摩擦生电后直接测定试样上的静电压;感应式静电仪是使试样在电场中感应带电后测定试样的静电压或半衰期。

测定纤维摩擦系数的方法有多种，一般用绞盘法摩擦系数测定仪测定短纤维摩擦系数，这种仪器又称为罗德(R?der)法摩擦系数测定仪。用这种仪器不仅能测试纤维与纤维之间的摩擦系数，而且也能测试纤维与金属、纤维与其他材料之间的摩擦系数(图6)。此外,还有各种型式的纱线和长丝的摩擦系数测定仪。80年代以来国际上还制定了能自动测定和记录的动、静摩擦系数测定仪。

测定纤维单位长度上卷曲数的仪器。测定卷曲性的方法一般有目测法和投影法两种。日本生产的机械式卷曲弹性仪可测定卷曲率和卷曲弹性。中国研制的用光栅法测定位移的纤维卷曲弹性仪(图7)精度较高,对测定化纤短纤维的卷曲有一定特点。 目前新型纤维卷曲弹性仪用图象处理方法自动检测纤维卷曲数，消除了通过放大镜人工点数纤维卷曲造成的测量结果不确定性。

测试短纤维纱线表面毛羽的仪器。这种仪器大多是采用光电计数原理设计的。日本生产的毛羽试验仪能自动统计毛羽数和毛羽长度，并能打印出结果。仪器可测定3000旦以下的短纤维纱，可测的毛羽长度为0~10毫米，纱速为30米/分。另外一种毛羽计数仪有两个传感器，可同时用于1500旦以下的短纤维纱和长丝。纱速为10~1500米/分，四位数字显示。还有采用暗视场检测毛羽的仪器，精度较高(0.2毫米),并可将毛羽长度分为 3、5、7毫米三档进行检测。中国80年代初研制出的光电式毛羽试验仪，性能较好。

测试纱线单位长度内的捻度数和捻缩的仪器。测试纱线捻度的方法有完全退捻法和"退捻-加捻"法两种。完全退捻法适用于粗纱和股纱。测试单纱的捻度大多采用"退捻-加捻"法，使用的仪器是电动式捻度仪。70年代末以来，捻度仪的自动化程度有明显提高，日本有单根全自动捻度仪，可连续自动测出捻度值，并能打印出结果。有的全自动捻度仪，能用一次退捻-加捻法、双重退捻-加捻法等多种方法测试捻度。10个管纱可按规定试验次数自动换管，并打印出结果。

有直接烘干和间接测量两种，直接烘干除了最常用的烘箱外，还有利用红外线、高频和微波的快速烘干仪。这些快速烘干仪在纺织上应用的还不甚普及。间接测量仪主要有电阻测湿仪和电容测湿仪两种。这两种仪器是根据纺织材料的电阻、介电常数与材料所含的水分量有关的原理设计的。其中电阻测湿仪已被普遍使用。有些国家已配成系列，用来快速测定纤维、纱线、织物、甚至浆料的回潮率。有的仪器还兼有控制生产的作用。中国制造的电阻式原棉和筒子纱回潮率测试仪已广泛应用于生产，性能较好。