專(zhuān)利名稱(chēng)：棉纖維偏光成熟度的自標(biāo)定測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于棉纖維成熟度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。具體地說(shuō)，它涉及棉纖維偏光成熟度的目標(biāo)定測(cè)量方法。
利用棉纖維的雙折射光學(xué)特性間接測(cè)量其成熟度的方法已經(jīng)列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6099.2-85《棉纖維成熟度試驗(yàn)方法-偏光儀法》，實(shí)施該方法的基本儀器y147型棉纖維偏光成熟度儀也已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和纖維檢驗(yàn)等部門(mén)廣泛應(yīng)用。棉纖維偏光成熟度儀的測(cè)量原理可由

圖1說(shuō)明。
圖1中，白熾點(diǎn)光源1發(fā)出的光線經(jīng)凸透鏡2會(huì)聚為平行光束，然后經(jīng)起偏器3變?yōu)槠窆庹丈溆诿蘩w維樣品4，透過(guò)棉纖維樣品4的光線再經(jīng)過(guò)檢偏器5后由光電池6變換為光電流，最后由電流表7顯示光電流的數(shù)值，稱(chēng)為“偏光讀數(shù)”。由于棉纖維具有光學(xué)雙折射特性，當(dāng)偏振光通過(guò)不同成熟度的棉纖維樣品時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的光程差，經(jīng)檢偏器后形成不同的干涉色，亦即產(chǎn)生不同的光電流或偏光讀數(shù)，所以可由實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法預(yù)先確定偏光讀數(shù)與成熟度的對(duì)應(yīng)關(guān)系作為一種統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)為儀器的“統(tǒng)一標(biāo)度”或簡(jiǎn)稱(chēng)“標(biāo)度”。這樣，只要在相同的測(cè)試條件下，就可由電流表7顯示的偏光讀數(shù)根據(jù)上述標(biāo)度關(guān)系求得任一被測(cè)棉纖維樣品4的成熟度。
由此可知，上述棉纖維偏光成熟度的測(cè)量是一種間接方法，其實(shí)質(zhì)是由儀器將被測(cè)棉纖維樣品成熟度(真值)在一定測(cè)量條件下轉(zhuǎn)換為光電流(偏光讀數(shù))后再按統(tǒng)一標(biāo)度折算為該樣品成熟度測(cè)得值。y147型棉纖維偏光成熟度儀的統(tǒng)一標(biāo)度由中國(guó)纖維檢驗(yàn)局公布，如表1所示。
表1 y147型棉纖維偏光成熟度儀統(tǒng)一標(biāo)度表(纖維量讀數(shù)I0＝60) 顯然，這種測(cè)量方法所得結(jié)果具有十分嚴(yán)格的條件值性質(zhì)，因?yàn)橛绊憙x器光電流的因素除樣品成熟度之外，測(cè)量過(guò)程中諸多條件例如光、電元器件特性的差異或變化，同樣也是影響光電流的因素。只有在測(cè)試條件和預(yù)先確定統(tǒng)一標(biāo)度時(shí)所認(rèn)定采用的條件基本一致時(shí)，將測(cè)得偏光讀數(shù)按表1關(guān)系進(jìn)行折算求得的樣品成熟度才是準(zhǔn)確的，否則，有關(guān)條件的差異或變化都將導(dǎo)致測(cè)量誤差。因此，紡織部JJG(紡織)049-91檢定規(guī)程規(guī)定，棉纖維偏光成熟度儀在使用前，須用儀器所附的三片標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行試測(cè)，要求各片標(biāo)準(zhǔn)樣品的成熟度測(cè)得值與其標(biāo)稱(chēng)值(真值)之誤差在±0.03以?xún)?nèi)，以確認(rèn)儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，否則便應(yīng)重新調(diào)整儀器。但是由于各臺(tái)儀器的光、電元器件特性不可能長(zhǎng)期保持穩(wěn)定一致，因此，儀器在實(shí)用中即使經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整，仍然很難達(dá)到上述檢定規(guī)程的要求，這就給儀器的制造、校正、使用和維修帶來(lái)了很大困難。
近年來(lái)出現(xiàn)的y147A電腦式棉纖維偏光成熟度儀，是利用微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)取代原y147型儀器的電流表采入偏光讀數(shù)，并按前述統(tǒng)一標(biāo)度換算為成熟度后，以數(shù)字形式顯示，且能代替人工對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)及完成幾種成熟度指標(biāo)的換算。但是，這種儀器的測(cè)量轉(zhuǎn)換規(guī)律仍與y147型一樣，上述問(wèn)題依然存在。
本發(fā)明的目的在于利用專(zhuān)門(mén)的自標(biāo)定技術(shù)，消除y147型及其同類(lèi)儀器不可避免的上述測(cè)量誤差，最大限度地提高棉纖維偏光成熟度儀測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明測(cè)定棉纖維偏光成熟度的方法包括下列步驟(1)將儀器所附之三種已知不同成熟度k1、k2、k3及標(biāo)度值IA1、IA2、IA3的標(biāo)準(zhǔn)樣品依次插入棉纖維偏光成熟度儀，分別測(cè)得三種標(biāo)準(zhǔn)樣品的偏光讀數(shù)x1、x2、x3;
(2)由儀器自動(dòng)計(jì)算該臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀標(biāo)定函數(shù)f(x)的有關(guān)數(shù)據(jù);
(3)將被測(cè)樣品插入該臺(tái)儀器，測(cè)出其偏光讀數(shù)x;
(4)由儀器自動(dòng)計(jì)算該樣品的準(zhǔn)確標(biāo)度值IA;
(5)由被測(cè)樣品的標(biāo)度值IA得到該樣品的準(zhǔn)確成熟度K;
(6)被測(cè)樣品多于一個(gè)時(shí)，可重復(fù)步驟(3)～(5)。
上述標(biāo)定函數(shù)f(x)的一般形式為f(x)＝c0x4+c1x3+c2x2+c3x+c4
式中f(x)-任一臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀的標(biāo)定函數(shù)x-自變量，即任意樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值c0～c4-參變數(shù)，由儀器根據(jù)給定的約束條件及下式自動(dòng)確定f(xi)＝IAi/Xi(i＝1，2，3)式中f(xi)-自變量為x時(shí)的標(biāo)定函數(shù)值IAi-標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)度值xi-標(biāo)準(zhǔn)樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值上述被測(cè)樣品的準(zhǔn)確標(biāo)度值IA可按下式計(jì)算IA＝x·f(x)式中f(x)-任一臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀的標(biāo)定函數(shù)x-自變量，即任意樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值。
采用本發(fā)明方法測(cè)量棉纖維偏光成熟度時(shí)，即使測(cè)量條件存在一定程度的差異或變化，儀器經(jīng)自動(dòng)標(biāo)定都能最大限度地減少測(cè)量誤差，獲得準(zhǔn)確結(jié)果。就儀器操作方法而言，采用本發(fā)明方法的棉纖維偏光成熟度儀之自標(biāo)定過(guò)程與普通儀器的試測(cè)過(guò)程相似，但后者僅能核查儀器準(zhǔn)確與否，如若一旦超出允差范圍，則其調(diào)整十分煩難;而前者經(jīng)自標(biāo)定后，無(wú)須再行調(diào)整，即可保證儀器的精確度完全符合JJG(紡織)049-91的規(guī)定。
圖1為棉纖維偏光成熟度儀測(cè)量原理圖。
實(shí)施例和比較例儀器所配三種標(biāo)準(zhǔn)樣品的已知成熟度K(真值)可分別取為k1＝1.18 k2＝1.45 k3＝1.83其標(biāo)度值分別為IA1＝46.4 IA2＝54.5 IA3＝65.3若將上述三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品當(dāng)作被測(cè)試樣，分別在現(xiàn)有常規(guī)儀器和采用本發(fā)明的自標(biāo)定式儀器上測(cè)試，兩種儀器測(cè)得結(jié)果對(duì)比如表2所示表2兩種儀器測(cè)得結(jié)果對(duì)比 由表2可知，上述三種試樣用現(xiàn)有常規(guī)儀器測(cè)得結(jié)果與真值偏差△k(測(cè)量誤差)遠(yuǎn)超過(guò)儀器允差±0.03(見(jiàn)表2上半部分)，而采用本發(fā)明的自標(biāo)定式儀器測(cè)得結(jié)果與真值相同(見(jiàn)表2下半部分)，消除了常規(guī)儀器測(cè)量誤差。所以能取得如此效果，這是因?yàn)樵谧詷?biāo)定式儀器中系由三個(gè)已知成熟度和標(biāo)度值的標(biāo)準(zhǔn)樣品，分別測(cè)得其偏光讀數(shù)，得出該儀器的標(biāo)定函數(shù)，然后由被測(cè)樣品的偏光讀數(shù)計(jì)算其準(zhǔn)確標(biāo)度值，最后得到樣品的準(zhǔn)確成熟度。
本實(shí)例中自標(biāo)定式系取約束條件為C0＝0及 ＝1(i＝1，2，3，4)，則標(biāo)定函數(shù)f(x)為f(x)＝-2.2247×10-5x3+3.9396×10-3x2+0.21031x+4.882于是可分別得準(zhǔn)確標(biāo)度值I1＝x1f(x1)＝46.4I2＝x2f(x2)＝54.6I3＝x3f(x3)＝65.3進(jìn)而求得k1＝1.18，k2＝1.45，k3＝1.83，見(jiàn)表2下半部分，故能得到滿(mǎn)意的測(cè)試結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)定棉纖維偏光成熟度的自標(biāo)定測(cè)量方法，它包括下列步驟(1)將儀器所附之三種已知不同成熟度k1、k2、k3及標(biāo)度值IA1、IA2、IA3的標(biāo)準(zhǔn)樣品依次插入棉纖維偏光成熟度儀，分別測(cè)得三種標(biāo)準(zhǔn)樣品的偏光讀數(shù)X1、X2、X3；(2)由儀器自動(dòng)計(jì)算該臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀標(biāo)定函數(shù)f(X)的有關(guān)數(shù)據(jù)；(3)將被測(cè)樣品插入該臺(tái)儀器，測(cè)出其偏光讀數(shù)X；(4)由儀器自動(dòng)計(jì)算該樣品的準(zhǔn)確標(biāo)度值IA；(5)由該樣品的標(biāo)度值IA得到該樣品的準(zhǔn)確成熟度K；(6)被測(cè)樣品多于一個(gè)時(shí)，可重復(fù)步驟(3)～(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明的特征在于標(biāo)定函數(shù)f(x)的一般形式為f(x)＝c0x4+c1x3+c2x2+c3x+c4式中f(x)-任一臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀的標(biāo)定函數(shù)x-自變量，即任意樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值c0～c4-參變數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的方法，本發(fā)明的特征在于以c0～c4為參變數(shù)，由儀器根據(jù)給定的約束條件及下式自動(dòng)確定f(xi)＝IAi/Xi(i＝1，2，3)式中f(xi)-自變量為xi時(shí)的標(biāo)定函數(shù)值IAi-標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)度值Xi-標(biāo)準(zhǔn)樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，本發(fā)明的特征在于被測(cè)樣品的準(zhǔn)確標(biāo)度值IA可按下式計(jì)算IA＝x·f(x)式中f(x)-任一臺(tái)棉纖維偏光成熟度儀的標(biāo)定函數(shù)x-自變量，即任意樣品在該臺(tái)儀器上測(cè)得的偏光讀數(shù)數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及棉纖維偏光成熟度的自標(biāo)定測(cè)量方法。由三個(gè)已知成熟度和標(biāo)度值的標(biāo)準(zhǔn)樣品分別測(cè)得其偏光讀數(shù)，得該臺(tái)儀器的標(biāo)定函數(shù)，然后由被測(cè)樣品的偏光讀數(shù)計(jì)算其準(zhǔn)確標(biāo)度值，得到樣品的準(zhǔn)確成熟度。這種自動(dòng)標(biāo)定方法能最大限度地減小測(cè)量誤差，獲得準(zhǔn)確結(jié)果，無(wú)須對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整，即可保證其精確度符合規(guī)定要求，明顯提高了棉纖維偏光成熟度儀測(cè)得結(jié)果的精確性及儀器制造、校正、使用和維修的便捷性。
文檔編號(hào)G01N21/21GK1103949SQ9311262
公開(kāi)日1995年6月21日 申請(qǐng)日期1993年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月15日
發(fā)明者過(guò)玉清, 張琳, 錢(qián)云青 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織大學(xué)