第三节　显微投影仪和全自动纤维细度仪测试

一、实验目的

利用显微投影仪和全自动纤维细度仪测定羊毛纤维的直径，通过试验掌握纤维直径的测量方法。

二、仪器用具与试样

仪器用具：显微投影仪、目镜测微尺、物镜测微尺、放大500倍的卡纸、石蜡油、载玻片、BEION F10全自动纤维细度仪。

试样：羊毛。

三、仪器结构原理

1.基本知识

羊毛细度的表示方法有两种：一种是羊毛的直径，另一种是羊毛的品质支数。羊毛的截面形状呈圆形或椭圆形，羊毛的细度可用直径表示。羊毛的直径用显微镜或投影仪测量，单位为μm。

2.显微镜测量羊毛直径

首先在目镜内装入目镜测微尺，然后将物镜测微尺放在载物台上，调整显微镜焦距，用物镜测微尺标定目镜测微尺刻度大小，物镜测微尺上有刻度，一般在1mm长度内刻有100格，每一小格为10μm。目镜测微尺上也有刻度，一般在5mm内刻有50格或在1cm内刻有100格，每个在显微镜之视野内代表的长度随显微镜放大倍数而不同。

式中：x——目镜测微尺每小格的长度，μm；

测量羊毛直径时显微镜物镜用40～50倍，目镜用10倍左右，总放大倍数一般用400～500倍。在测量羊毛直径以前，将物镜测微尺放在载物台上，目镜测微尺放在目镜内。调节显微准焦、在视野内可以看到两根尺。调节物镜测微尺与目镜测微尺刻度重合，计数物镜测微尺和目镜测微尺的刻度，通过下式计算目镜测微尺每小格代表的长度。

n1——物镜测微尺在一定区间的刻度数；

n2——目镜测微尺在同样区间的刻度数。

当已知目镜测微尺每小格到表的长度后，就可测定羊毛的直径。把物镜测微尺从载物台取下，代之以盛有石蜡油和羊毛片段的载玻片，测量每一根羊毛的目镜测微尺格数，即可计算羊毛色直径。例如：物镜测微尺10格与目镜测微尺33.5格重合，n1=10，n2=33.5，代入上式得目镜测微尺每小格代表2.93μm。羊毛直径所占目镜测微尺的格数为6格时，该羊毛的直径为17.94μm。

BEION F10全自动纤维细度仪见图2-1。BEION F10全自动纤维细度仪结合纤维制样器套装以及图像处理、自动分析软件，可实现纤维细度、分布、标准差、变异系数等参数的测试，可实现快速纤维切断和制样，得到纤维细度测试数据的统计报表，符合IWTO TM47标准。

3.投影仪测量羊毛直径

利用显微镜改装成投影仪，用物镜测微尺标定投影仪放大倍数。首先将物镜测微尺放在显微镜载物台上，并投影在屏幕上看物镜测微尺一小格的投影大小。测量羊毛直径一般投影放大倍数用500倍数，调节投影屏幕的距离，使物镜测微尺一小格的投影放大为5mm。

在测量羊毛直径时，把物镜测微尺从载物台上取下，以盛有石蜡油和羊毛片段的载玻片代之，并用纸卡尺测量羊毛的直径。参考标准GB/T 10685—2007《羊毛纤维直径试验方法投影显微镜法》。

四、实验方法与操作步骤

（一）显微投影仪测量羊毛细度

1.取样

从品质检验的试样中，任意抽出毛条不少于10根，重量不少于10g，每根毛条剖出1/3～1/4，合并用单面刀片或剪刀切取长度0.4～0.7mm的羊毛片段。被测量的羊毛片段，其长度不应太长，同时应在甘油内混合均匀。

2.制片

将切取得到的纤维放在试样瓶内，滴适量石蜡油并用玻璃棒搅拌均匀，然后取少量试样放到载玻片上铺匀，轻轻覆盖在盖玻片，在覆盖中尽量减少气泡。

3.调整

调整显微投影仪取下普通生物显微镜的反光镜，在目镜头端加装一块三棱镜，并将显微镜横卧构成显微镜投影仪。为了增加成像后的亮度，须采用光源灯片平行光线作为入射光，经显微镜和三棱镜折射后，将放大的物象投射至试验台面上。

4.测试

将待测的试样放在500倍显微镜投影仪的载物台上，校到纤维成像清晰，然后从载玻片一端用纸卡尺逐一测量每根纤维的直径，不可跳跃或重复。如一根纤维粗细相差较大时，量其中间部位，重叠或不明显的不量。把逐根量得的直径相应地记录在纸卡片上。

5.测试根数

先测量两个试样片。每片测量根数：支数毛毛条为400根，改良级数毛与土种毛毛条为500根，以两个试样片的算术平均数为其测量结果。若两片试验结果差异超过两片平均数的3%（支数毛及改良级数毛）和4%（土种毛）时，需再测量第三块试样片，并以3片的算术平均数为其测量结果。

（二）BEION F10全自动纤维细度仪

1.制样要求

在羊毛细度测试实验中，如使用原毛条样子要求取4次平行样，经洗涤、烘干、开松、除杂，然后将试样进行调试平衡，用微型取样器钻芯取样，形成4个待检测样。

使用毛条样子做实验，可直接用BEION纤维切刀切取实验试样（长度为1.5mm的短片短纤维）。

2.实验步骤

（1）取样。取样刀下方放置托盘，取一束纤维用取样刀切断。切取了一小段纤维到铝托盘中。

（2）将干净的玻璃片打开放在制片台上，打开灯。将筛网横着放置在制片台的凹槽中。用镊子将切取的纤维夹取放在筛网上，然后用静电毛刷刷纤维，使纤维通过筛网均匀的分散在玻璃片上，一个玻璃片上有2000～4000根有效测试纤维为佳。分散不能太稀，有效根数少；也不能太密，不容易选取有效纤维并且对焦不容易准。将制好的样片用夹子夹好，放置在显微镜的载物台上，用压片压住。

（3）测试

直接选择开始新样品测试，按按钮，仪器自动测试。

五、实验结果

根据以上测得的数值，按下列格式计算平均直径、直径标准差、直径离散系数和粗腔毛率（1000根羊毛中含粗腔毛的根数）。

1.平均直径（d）

式中：di——第i组直径的组中值，di=

ni——第i组直径的纤维根数，频数；

N——测试的总根数。

2.分组的简便计算法

式中：0——假定直径平均数（一般为频率较大而位置又较居中的一组的组中值）；

Δd——组距（本实验中为2.5μm）；

a——第i组直径（组中值）与假定直径平均数之差与组距之比，即

3.直径标准差（S）

4.直径变异系数（CV）