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，每年需要進口大量羊毛，羊毛成為我國唯一依賴進口的大宗畜產品。自20世紀90年代中期開始，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品的風格性能幾乎都與纖維的細度和長度有關。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、精紡加工質量檢測的必測項目。在貿易中羊絨和羊毛的價格基本取決于纖維的細度和長度。因此,加強進口羊毛質量的檢驗,對維護我國的經濟合法權益,提高毛紡企業(yè)的經濟效益,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量，評價產品品質，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，采用光學成像法對羊毛羊絨樣品進行圖像采集，使用圖像處理軟件對采集到的圖像進行分析處理，從而快速計算出毛絨纖維的長度、細度、數量和分布等參數。系統(tǒng)的整體組成見圖1，控制原理見圖2.。

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

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

另外，系統(tǒng)通過采用高亮度LED光源，實現良好的成像效果。LED光源由專用LED光源控制器進行控制，可以對光源的亮度進行精準的調節(jié)。

系統(tǒng)能夠進行自動測試和統(tǒng)計分析，輸出直徑、直徑CV值、根數長度、根數CV、豪特長度、巴布長度、短毛率等指標?？蛇M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度和細度進行測量， 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

毛條經過梳理機構后，變成密度分布均勻的分散毛須，毛須在電機牽引下朝長度方向依據設定間距運動，同時相機在另一電機帶動下，沿垂直長度的方向上掃描一次圖像進行測量。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，就可獲得整個毛條的長度分布數據，同時會得到相應纖維的細度和長度值，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行測量，這種模式方便進行儀器之間的對比，另外在只需要測試纖維細度的情況下，將比普通模式更節(jié)省測試時間。相機在電機的帶動下，對位于載樣片中制備好的散毛樣品進行測試，如圖4所示，在70mm*70mm的矩形范圍內逐行進行掃描，一行沿0mm處以2.4mm的間距獲取纖維段圖像25幅(纖維實際測試面積為1.128×0.72mm),后在垂直方向以2mm的間距移動，第二行沿從1.2mm處以2.4mm的間距獲取纖維段圖像25幅，反復運動測試完整個載玻片,移動30行，獲得750幅毛絨圖像，對圖像進行處理,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儀起始于1970年左右，有較多早期的商業(yè)應用和改進。目前主要是USTER公司開發(fā)的OFDA2000、OFDA4000 以及OFDA5000系列的機型。OFDA 光學纖維直徑分析儀的原理是通過專門的圖像分析軟件，對CCD 攝像的纖維照片進行追蹤分析，提取纖維直徑的特征值。另外OFDA儀器結構輕巧、便于攜帶，可以在農場進行現場測試。目前在毛紡檢測機構得到了廣泛的應用。

在國內，毛絨類產品的測量根據《特種動物纖維與綿羊毛混合物含量的測定》標準，測定羊毛、絨類的直徑和根數。清華大學和北京華誼卓科技有限公司研制的纖維顯微圖像分析儀，主要是對纖維進行細度、成份、橫截面形態(tài)面積、中空率及異形度進行檢測的儀器。上海北昂科技有限公司研制的BERON F10全自動細度儀，率先使用了全自動聚焦平面檢測，通過圖像處理識別軟件，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。長嶺紡電的WF1毛絨纖維測試儀不僅能測試毛絨的細度，同時可測試其加權長度、豪特長度、巴布長度等指標，其一體化的設計允許快速進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。

4 數據比較

4.1 精度

根據IWTO-47：2009標準要求，毛纖維長度測試精度要求為: ±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對長度和細度進行測量，在功能方面和國內外產品相對比，都有很大的優(yōu)勢。下面做詳細說明。

表2 WF1同類產品性能對比

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測試儀器廠商僅有USTER研發(fā)的OFDA2000型和OFDA4000型的毛絨纖維大容量檢測儀，國內基本沒有同類的自動測量儀器。長嶺紡電公司產品和OFDA4000型產品功能基本相同。但是在這兩家公司中，論市場占有率，論技術都首推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，且售價適中。性能價格比方面優(yōu)于OFDA機型，市場潛力較大。

5 結語

目前國產毛絨檢測儀在市場占有率、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，使得在技術上和可靠性上都難以滿足用戶的要求。但是隨著WF1毛絨檢測儀在技術水平、可靠性、生產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(jié)省采購成本和降低維護成本，且測試數據準確、性能穩(wěn)定，具有廣闊的市場前景。