1、嚷 瑟 备 改 攘 黔自 动 纤 维 分 析 仪测 量 原 理 与 使 用 性 能覆 何 秋 实 车 大 军纤 维 长 度 是 评 价 造 纸 植 物纤 维 原 料 和 纸 浆 质 量 的 重 要 指标 之 一 , 纤 维 长 度 与 纤 维 结 合 力是 影 响 纸 张 物 理 性 能 的 关 键 因素 。 一 般 采 用 显 微 镜 法 直 接 测 量纤 维 的 长 度 和 宽 度 指 标 , 这 种 方法 不 仅 耗 时 费 力 , 人 为 误 差 也 比较 大 。芬 兰 电 子 有 限 公 司研 制 的 自 动 纤 维 分 析 仪 , 利 用 偏振 光 原 理 进 行 纤 维 长 度
2、的 测 量 ,具 有 自 动 、 快 速 、 再 现 性 好 等 特点 , 为 纤 维 长 度 及 其 相 关 指 标 的测 最 开 辟 了 道 路 , 并 已 在 一 些 国家 的 工 业 化 生 产 监 测 中 得 到 了应 用 。年 , 我 院 购 进 了纤 维 分 析 仪 , 已 广 泛 应 用于 科 研 和 生 产 分 析 中 , 发 挥 了 重要 作 用 。 本 文 仅 就 其 测 量 原 理 与使 用 性 能 作 一 简 述 。一 纤 维 分 朴 仪 粼 不 幻造 及 测 工 原 理该 仪 器 由 分 析 器 测 量 单元 、 真 空 系 统 、 键 盘 操 作 单元 、 微 处
3、 理 器 数 据 处 理 单 元 、打 印 机 和 绘 图 机 数 据 输 出 单元 等 部 分 组 成 如 图 。 其 测 量原 理 如 图 所 示 。分 析 器 有 一 样 品 漏 斗 , 并 装偏 振 光 德 光 片 光 二 极 管 阵 列丁丁门门门 巨巨 二 日日日尸尸 一一 门门 口 乙乙 百 一一一卜卜 一 一一 曰曰 通 习习 目目 一 叫叫一一 口口 吸 日 、 叮 曰曰 】 一一一一 卜卜 甲 二二 口 】二二 叮 一一口口 一阵阵 任 三三 巴巴 任 三三仁仁仁 匕 一一真 空图 纤 维 分 析 仪 浏 责 原 理有 一 个 小 型 搅 拌 器 , 样 品 漏 斗 下端 为
4、 一 精 制 的 毛 细 管 , 直 径 约。 测 量 时 将 浓 度 约的 试 样 倾 入 样 品 漏 斗 中 ,开 动 搅 拌 , 在 真 空 度 一一 下 , 使 纤 维 一 根 一 根地 流 经 毛 细 管 。 当 纤 维 通 过 毛 细管 的 测 量 区 时 , 使 光 源 经 偏 光 镜产 生 的 偏 振 光 的 方 向 发 生 改变 。 在 毛 细 管 另 一 侧 装 有 另 一 偏光 镜 , 方 向 与 前 面 的 偏 光 镜 正交 , 它 只 允 许 纤 维 改 变 了 方 向 的那 部 分 光 线 通 过 , 并 到 达 光 电 探测 器 , 从 而 在 光 敏 探 测 器
5、 处 获 得所 测 纤 维 长 度 的 信 号 , 并 送 到 微处 理 器 , 测 量 结 果 由 打 印 机 和 绘图 机 记 录 下 来 。纤 维 分 析 仪 有 个汉 量 范 围 , 即 。 一 、 一 、 一 。 在 进 行 纤 维长 度 测 量 时 , 可 根 据 纸 浆 种 类 选择 适 当 的 测 量 范 围 。 每 一 个 测 量范 围 内 又 将 被 测 纤 维 按 不 同 长度 分 成 个 测 量 组 分 。 每 个 测量 范 围 内 各 测 量 组 分 的 长 度 递增 值 为 一 。纤 维 分 析 仪 所 提 供 的 测 量 结 果一 纤 维 分 析 仪通 过 一 次
6、 测 量 可 提 供 以 下 数 据测 量 的 纤 维 总 根 数 、 每 组 纤 维 根数 、 纤 维 算 术 平 均 长 度 、 纤 维 重量 平 均 长 度 、 纤 维 二 重 重 量 平 均长 度 、 纤 维 算 术 平 均 长 度 分 布 频率 、 纤 维 重 量 平 均 长 度 分 布 频率 、 纤 维 分 段 渐 增 长 度 等 。 该 仪器 允 许 任 意 规 定 一 舍 去 值 后 , 计算 出 上 述 各 结 果 , 还 可 以 报 出 某一 规 定 值 下 的 细 小 纤 维 和 非 纤维 细 胞 的 百 分 含 量 。 纤 维 分 析 仪还 可 测 量 与 纤 维 长
7、度 有 关 的 其他 指 标 , 例 如 纤 维 的 粗 度 和 单 位重 量 纤 维 的 根 数 等 。三 种 纤 维 长 度 的 计 算 式 为纤 维 算 术 平 均 长 度纤 维 重 量 平 均 长 度艺艺乙乏纤 维 二 重 重 量平 均 长 度 艺工其 中 , 一 各 组 分 的 纤 维 总 根 数 , 根一 各 组 分 的 纤 维 平 均 长度 , 。空 泵 髻髻髻髻髻髻髻髻髻匕 口 口口口口于于 艺 三 刁刁咱咱 围 创创巴 真 空 室图 纤 维 分 析 仪 的 组 成纤 维 粗 度 系 指 每 长 度纤 维 的 总 重 , 由 下 式 计 算, 子 。 , 八 ,全 干 乡 佳
8、幸 目 息 二 二 一 毛 、 一 岁 一 ,升 压 一 划 一 、 “式 中 一 试 样 绝 干 重 ,一 测 量 纤 维 总 根 数 , 根形 彩 崔 黝 术 平 均 长 度 ,纤 维 分 析 仪 的 使 用 性 能分 析 结 果 的 再 现 性测 试 结 果 的 再 现 性 是 衡 量测 试 仪 器 质 量 的 重 要 技 术 指 标之 一 。 我 们 对 纤 维 分 析 仪 测 量 结果 的 再 现 性 进 行 了 大 量 试 验 , 结果 证 明 , 该 仪 器 的 测 量 结 果 再 现性 极 佳 。 现 取 两 种 浆 样 的 测 试 数司 黔 备 改 城 瓢据 列 于 表 。最
9、 小 测 量 值 的 设 定前 已 述 及 , 纤 维 分 析 仪 可 根据 要 求 自 行 规 定 最 小 测 量 值 , 报出 舍 去 此 最 小 值 以 下 纤 维 的 各项 分 析 结 果 。 故 最 小 测 量 值 的 规定 将 影 响 最 终 的 纤 维 分 析 结果 。 通 常 我 们 也 要 规 定 一 最 小 测量 值 , 以 消 除 微 小 非 纤 维 细 胞 和其 他 杂 质 对 分 析 结 果 的 影 响 。 我们 就 红 松 浆 等 十 几 种 纤 维 原 料分 别 规 定 与为 最 小 测 量 值 , 分 析 结 果 列 于 表。 结 果 表 明 , 在 规 定 最
10、 小 值 为与 时 , 测 得 纤维 长 度 结 果 并 无 明 显 差 别 , 一 般测 定 选 用 为 最 小 测 量值 。 以 小 于 的 百 分 含 量 ,相 对 表 示 原 料 中 杂 细 胞 的 含 量多 少 。衰 测 定 数 值 再 现 性 试 验 结 果表 不 同 取 舍 值 对 纤 维 分 析 结 果 的 影 晌原 料 舍 去 值 洲心 洲侧】 洲 】,侧峨 洲砚 洲术 均 长 度,二 重 重 均 长量。一涌巧。 印,。 。桨浆浆浆浆绒赫豁麟阵荻 浆红 麻 皮 浆 ,红 麻 秆 浆一 一口 州一 一州 一一 叫 , 一, 尸 一一八卜扫门舟罗 姆余浆 样 缴 臀 纤 维 重
11、均 纤 维 二 重长 度 重 均 长 度 【 、 声 一 落 叶 松卯分 散 方 式 稍 高 。 故 一 般 测 定我 们 选 用 圆 叶 搅 拌 器 进 行纤 维 分 散 。纤 于 佳 分 析 仪 测 定 纤 维长 度 分 布 频 率利 用 自 动 纤 维分 析 仪 可 通 过 打 印 和 绘 图机 绘 制 出 纤 维 长 度 分 布 频率 曲 线 , 可 直 观 地 观 察 出 纤图刀 刀纤 维 重 量 平 均 长 度木 材 和 草 类 原 料 纤 维长 度 分 布 比 较岁姆求不 同 分 散 方 式 对 纤 维 分析 结 果 的 影 响纤 维 分 析 仪 的 样品 漏 斗 下 部 毛 细
12、 管 的 直 径 仅有 , 因 此 测 量 时 要 求 样品 纤 维 必 须 很 好 分 散 , 否 则 容易 堵 塞 毛 细 管 。 但 又 不 能 使 用对 纤 维 有 损 伤 的 分 散 方 法 。 我们 选 取 同 一 种 样 品 对 随 机 带来 的 纤 维 分 散 器 三 种 不 同 形状 的 搅 拌 叶 分 别 进 行 处 理 , 同时 采 用 瓶 内 装 玻 璃 球 的 手 工分 散 方 式 加 以 比 较 , 其 分 析 结果 列 于 表 。由 表 可 见 , 四 种 纤 维 分 散方 式 的 测 定 结 果 相 差 不 大 , 其 中采 用 玻 璃 球 分 散 和 圆 叶
13、搅 拌 器打 散 方 式 的 测 定 结 果 较 另 两 种维 长 度 分 布 的 情 况 , 判 断 纤 维 原料 造 纸 性 能 的 优 劣 。 图 、 图 分别 绘 出 木 材 、 草 类 以 及 麻 类 的 韧皮 部 与 木 质 部 纤 维 长 度 分 布 的差 别 。多 年 来 我 们 对纤 维 分 析 仪 的 使 用 性 能 和 检 验体 会 到 , 使 用 自 动 纤 维分 析 仪 进 行 纤 维 长 度 及 其 分 布的 研 究 , 具 有 分 析 时 间 短 、 纤 维计 数 多 、 测 定 项 目 多 的 特 点 , 该红 麻 秆, 广了 丫 红 麻 皮, 、 、沙 、一
14、一 立 生 , 、 , 一刀 刀纤 维 重 量 平 均 长 度图 红 麻 韧 皮 部 与 木 质 部的 纤 维 长 度 分 布 比 较仪 器 测 试 结 果 的 再 现 性 极 佳 , 在表 不 同 纤 维 分 散 方 式 的 分 析 结 果 比 较份飞曰产弓 ,气咤曰八已分 数 方 式六 叶 打 散 器三 叶 打 散 器圆 叶 打 散 器玻 璃 球 分 散测 量 纤 维 术 均 长 度根 数 忽 半二 重 重 均 长 度科 研 和 生 产 中 已 发挥 了 重 要 作 用 。【 主 题 词 纤 维分 析 仪 测 量 原 理使 用 性 能作 者 单 位 天 津 轻 工 业 学院 ,发 , 年 月 第 期 纸 和 造 纸
