第三節　顯微投影儀和全自動纖維細度儀測試

一、實驗目的

利用顯微投影儀和全自動纖維細度儀測定羊毛纖維的直徑，通過試驗掌握纖維直徑的測量方法。

二、儀器用具與試樣

儀器用具：顯微投影儀、目鏡測微尺、物鏡測微尺、放大500倍的卡紙、石蠟油、載玻片、BEION F10全自動纖維細度儀。

試樣：羊毛。

三、儀器結構原理

1.基本知識

羊毛細度的表示方法有兩種：一種是羊毛的直徑，另一種是羊毛的品質支數。羊毛的截面形狀呈圓形或橢圓形，羊毛的細度可用直徑表示。羊毛的直徑用顯微鏡或投影儀測量，單位為μm。

2.顯微鏡測量羊毛直徑

首先在目鏡內裝入目鏡測微尺，然后將物鏡測微尺放在載物臺上，調整顯微鏡焦距，用物鏡測微尺標定目鏡測微尺刻度大小，物鏡測微尺上有刻度，一般在1mm長度內刻有100格，每一小格為10μm。目鏡測微尺上也有刻度，一般在5mm內刻有50格或在1cm內刻有100格，每個在顯微鏡之視野內代表的長度隨顯微鏡放大倍數而不同。

式中：x——目鏡測微尺每小格的長度，μm；

測量羊毛直徑時顯微鏡物鏡用40～50倍，目鏡用10倍左右，總放大倍數一般用400～500倍。在測量羊毛直徑以前，將物鏡測微尺放在載物臺上，目鏡測微尺放在目鏡內。調節顯微準焦、在視野內可以看到兩根尺。調節物鏡測微尺與目鏡測微尺刻度重合，計數物鏡測微尺和目鏡測微尺的刻度，通過下式計算目鏡測微尺每小格代表的長度。

n1——物鏡測微尺在一定區間的刻度數；

n2——目鏡測微尺在同樣區間的刻度數。

當已知目鏡測微尺每小格到表的長度后，就可測定羊毛的直徑。把物鏡測微尺從載物臺取下，代之以盛有石蠟油和羊毛片段的載玻片，測量每一根羊毛的目鏡測微尺格數，即可計算羊毛色直徑。例如：物鏡測微尺10格與目鏡測微尺33.5格重合，n1=10，n2=33.5，代入上式得目鏡測微尺每小格代表2.93μm。羊毛直徑所占目鏡測微尺的格數為6格時，該羊毛的直徑為17.94μm。

BEION F10全自動纖維細度儀見圖2-1。BEION F10全自動纖維細度儀結合纖維制樣器套裝以及圖像處理、自動分析軟件，可實現纖維細度、分布、標準差、變異系數等參數的測試，可實現快速纖維切斷和制樣，得到纖維細度測試數據的統計報表，符合IWTO TM47標準。

3.投影儀測量羊毛直徑

利用顯微鏡改裝成投影儀，用物鏡測微尺標定投影儀放大倍數。首先將物鏡測微尺放在顯微鏡載物臺上，并投影在屏幕上看物鏡測微尺一小格的投影大小。測量羊毛直徑一般投影放大倍數用500倍數，調節投影屏幕的距離，使物鏡測微尺一小格的投影放大為5mm。

在測量羊毛直徑時，把物鏡測微尺從載物臺上取下，以盛有石蠟油和羊毛片段的載玻片代之，并用紙卡尺測量羊毛的直徑。參考標準GB/T 10685—2007《羊毛纖維直徑試驗方法投影顯微鏡法》。

四、實驗方法與操作步驟

（一）顯微投影儀測量羊毛細度

1.取樣

從品質檢驗的試樣中，任意抽出毛條不少于10根，重量不少于10g，每根毛條剖出1/3～1/4，合并用單面刀片或剪刀切取長度0.4～0.7mm的羊毛片段。被測量的羊毛片段，其長度不應太長，同時應在甘油內混合均勻。

2.制片

將切取得到的纖維放在試樣瓶內，滴適量石蠟油并用玻璃棒攪拌均勻，然后取少量試樣放到載玻片上鋪勻，輕輕覆蓋在蓋玻片，在覆蓋中盡量減少氣泡。

3.調整

調整顯微投影儀取下普通生物顯微鏡的反光鏡，在目鏡頭端加裝一塊三棱鏡，并將顯微鏡橫臥構成顯微鏡投影儀。為了增加成像后的亮度，須采用光源燈片平行光線作為入射光，經顯微鏡和三棱鏡折射后，將放大的物象投射至試驗臺面上。

4.測試

將待測的試樣放在500倍顯微鏡投影儀的載物臺上，校到纖維成像清晰，然后從載玻片一端用紙卡尺逐一測量每根纖維的直徑，不可跳躍或重復。如一根纖維粗細相差較大時，量其中間部位，重疊或不明顯的不量。把逐根量得的直徑相應地記錄在紙卡片上。

5.測試根數

先測量兩個試樣片。每片測量根數：支數毛毛條為400根，改良級數毛與土種毛毛條為500根，以兩個試樣片的算術平均數為其測量結果。若兩片試驗結果差異超過兩片平均數的3%（支數毛及改良級數毛）和4%（土種毛）時，需再測量第三塊試樣片，并以3片的算術平均數為其測量結果。

（二）BEION F10全自動纖維細度儀

1.制樣要求

在羊毛細度測試實驗中，如使用原毛條樣子要求取4次平行樣，經洗滌、烘干、開松、除雜，然后將試樣進行調試平衡，用微型取樣器鉆芯取樣，形成4個待檢測樣。

使用毛條樣子做實驗，可直接用BEION纖維切刀切取實驗試樣（長度為1.5mm的短片短纖維）。

2.實驗步驟

（1）取樣。取樣刀下方放置托盤，取一束纖維用取樣刀切斷。切取了一小段纖維到鋁托盤中。

（2）將干凈的玻璃片打開放在制片臺上，打開燈。將篩網橫著放置在制片臺的凹槽中。用鑷子將切取的纖維夾取放在篩網上，然后用靜電毛刷刷纖維，使纖維通過篩網均勻的分散在玻璃片上，一個玻璃片上有2000～4000根有效測試纖維為佳。分散不能太稀，有效根數少；也不能太密，不容易選取有效纖維并且對焦不容易準。將制好的樣片用夾子夾好，放置在顯微鏡的載物臺上，用壓片壓住。

（3）測試

直接選擇開始新樣品測試，按按鈕，儀器自動測試。

五、實驗結果

根據以上測得的數值，按下列格式計算平均直徑、直徑標準差、直徑離散系數和粗腔毛率（1000根羊毛中含粗腔毛的根數）。

1.平均直徑（d）

式中：di——第i組直徑的組中值，di=

ni——第i組直徑的纖維根數，頻數；

N——測試的總根數。

2.分組的簡便計算法

式中：0——假定直徑平均數（一般為頻率較大而位置又較居中的一組的組中值）；

Δd——組距（本實驗中為2.5μm）；

a——第i組直徑（組中值）與假定直徑平均數之差與組距之比，即

3.直徑標準差（S）

4.直徑變異系數（CV）