專利名稱：一種三位探測棉包回潮率的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種棉包回潮率的測試方法，具體是一種三位探測式棉包回潮率的測試方法，屬于計(jì)量測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
棉花回潮率是棉花在一定溫濕度條件下的吸濕、放濕性能。我國棉花標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用公定回潮率8. 5%對(duì)交易棉花重量進(jìn)行扣補(bǔ)。按目前棉價(jià)1. 4萬元/噸計(jì)算，每的誤差，直接價(jià)格差達(dá)140元/噸。所以棉花回潮率對(duì)棉花收購、加工、儲(chǔ)運(yùn)及紡織交易結(jié)價(jià)意義重大。棉花在成包后要經(jīng)歷運(yùn)輸和倉儲(chǔ)等環(huán)節(jié)，棉花回潮率會(huì)因環(huán)境的改變而變化。這會(huì)影響棉花交易過程的結(jié)算重量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起棉花霉變，造成重大損失。近年來新疆棉產(chǎn)量的增多和內(nèi)運(yùn)，使這一問題更為突出。新疆氣候干燥，棉花水分較低，運(yùn)到內(nèi)地后，必然會(huì)引起棉花回潮的改變。這種棉花的吸放濕特性引起的回潮率變化，受到原始回潮、當(dāng)?shù)丨h(huán)境， 以及存放時(shí)間長短等因素的影響，而且其包內(nèi)各層間、不同空間位置間的回潮率是不同的。目前對(duì)處于倉儲(chǔ)或運(yùn)輸過程中的棉包回潮率的測量方法，按國家標(biāo)準(zhǔn) GBl 103-2007《棉花細(xì)絨棉》的規(guī)定，應(yīng)采用開包抽樣檢測的方法。而開包抽樣檢測方法存在以下明顯缺點(diǎn)一是破包抽樣難度很大，需從采樣部位斷開捆扎的鐵絲，而且在取樣之后還存在復(fù)包問題；二是破包取樣時(shí)，抽取的樣品在捆扎的壓力釋放后體積迅即膨脹，使之易受當(dāng)時(shí)環(huán)境溫濕度的影響導(dǎo)致回潮率改變而產(chǎn)生測量誤差；三是在倉儲(chǔ)現(xiàn)場抽取的樣品一般均需密封后帶回實(shí)驗(yàn)室測量，在此過程中的一些環(huán)節(jié)也易引起測量誤差；四是試驗(yàn)證明GB1103-2007規(guī)定的采樣部位不能代表一個(gè)棉包整體的回潮率。綜上所述，開包抽樣檢測方法雖系現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，但也急待有新的更科學(xué)、更準(zhǔn)確的方法予以取代。國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2009年8月5日公告了 ZL200820186371. 3 “手持式棉包水分探測裝置”實(shí)用新型專利。該實(shí)用新型是一種手持插入式的電阻法棉包回潮率測定裝置，它可在儲(chǔ)存現(xiàn)場從棉包的包頭快速插入包內(nèi)的150mm部位，利用棉花回潮率與電阻之間的負(fù)相關(guān)關(guān)系，間接得出該位置的回潮率。這種測量方法的優(yōu)點(diǎn)在于克服了前述開包取樣方法的弊端，但仍然存在著它所測量的包頭內(nèi)150mm處的回潮率并不能代表整包回潮率的嚴(yán)重缺陷，因而此種方法仍無法取代開包抽樣的傳統(tǒng)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種不需開包，借助專用的釬入裝置，對(duì)棉包回潮率進(jìn)行快速準(zhǔn)確測量的方法。以解決目前需開包抽樣檢測方法存在的問題，以及手持插入式測定裝置所存在的缺陷。本發(fā)明的測試原理是，根據(jù)不同回潮率的棉纖維具有不同的電阻值或電容值或濕度值，且棉包內(nèi)的回潮率的變化呈現(xiàn)大慣量系統(tǒng)的特性，在測試電壓、測水傳感器結(jié)構(gòu)等試驗(yàn)條件一定的情況下，棉花的電阻值或電容值或濕度值與其回潮率呈顯著相關(guān)，通過測量棉包內(nèi)中位層、里層和表層部位的電阻或電容或濕度的大小，間接測得中位層、里層和表層部位的回潮率，然后利用一定的數(shù)學(xué)模型求得棉包的整包回潮率。本發(fā)明通過以下方案實(shí)施完成a.制作專用的棉包釬入裝置，它是由探測桿、導(dǎo)向器、釬入器和水分傳感器所組成，在探測桿的一端固定連接釬入器，在探測桿的另一端固定連接導(dǎo)向器，在探測桿上嵌裝若干個(gè)水分傳感器，探測桿中間是空腔的，導(dǎo)向器是一個(gè)表面光滑且沒有任何刃口的圓錐體，水分傳感器可以是電阻式傳感器或電容式傳感器或濕度傳感器；a. 1里層釬入裝置可釬入長度180mm，水分傳感器嵌裝在探測桿頂部區(qū)域；a. 2表層與中位層組合釬入裝置可釬入長度115mm，表層水分傳感器嵌裝在探測桿根部區(qū)域，中位層水分傳感器嵌裝在探測桿頂部區(qū)域；a.3定位標(biāo)尺長度< 3M，在255mm和443mm處有明顯刻度標(biāo)記，刻度允差I(lǐng)mm ；
b.選定棉花水分測試儀
b.1測量電壓彡DC40士0. 5V,
b.2測量回潮率范圍3.0% 13.0%，
b.3用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱校驗(yàn)時(shí)，測試允差士0. 士0.2%，
b.4測試儀分辨率士0.01% 士0.02%，
b.5回潮率溫度范圍-20°C +40°C ；
C.確定試驗(yàn)環(huán)境
C.1試驗(yàn)環(huán)境溫度-10°c +40°C，
C.2相對(duì)濕度20% RH 90% RH ；
d.確定棉包測量位置
d.1表層位置棉包表面到包內(nèi)5mm之間區(qū)域，
d.2中位層位置棉包上面或下面對(duì)角線255mm士5mm處垂直向內(nèi)85mm士5mm位
置，上下面指1400mmX700mm的兩個(gè)面，d. 3里層位置棉包上面或下面對(duì)角線443士5mmmm處垂直向內(nèi)150 mm士5mm位置；e.三位測試e. 1選擇回潮率測試檔位，e. 2在棉包上平面對(duì)角線上用定位標(biāo)尺標(biāo)出探測位置，e. 3將里層、表層和中位層釬入裝置分別釬入標(biāo)定位置，e. 4啟動(dòng)測試儀，分別測出里層、表層和中位層三個(gè)部位的回潮率，e. 5記錄各層回潮率數(shù)值，保留兩位小數(shù)，e. 6將各層回潮率數(shù)值進(jìn)行換算，確定整包棉花的回潮率；f.取出釬入裝置，測試完成。棉花回潮率數(shù)值的換算方式如下被測棉包的整包回潮率由里層、表層和中位層三個(gè)部位的回潮率綜合而成，它等于三項(xiàng)回潮率乘以各自權(quán)重系數(shù)后的疊加，其中，第一項(xiàng)為中位層回潮率W。，它的系數(shù)為1 ； 第二項(xiàng)為里層回潮率1,與中位層回潮率W。的差，它的系數(shù)為K1 ；第三項(xiàng)為表層回潮率Wb與中位層回潮率W。的差，它的系數(shù)為K2，系數(shù)K1是里層修正系數(shù)，其值由里層所處位置決定， 與層深X呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，當(dāng)層深X由150mm ^5MM時(shí)，&在0. 1 0. 03范圍取值；系數(shù)K2是表層修正系數(shù)，與表層回潮率呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系，當(dāng)棉包處于吸濕狀態(tài)，即Wb-Wc > 0時(shí)， 其值在0. 2 0. 3之間；當(dāng)棉包處于放濕狀態(tài)，即Wb-Wc < 0時(shí)，其值在0. 02 0. 4之間，以上描述的數(shù)學(xué)表達(dá)式為W = WJK1 (Wcn-Wc) +K2 (Wb-Wc)........................ (1)式中，W-棉包整包回潮率％ ；Wcn-為棉包里層回潮率％ ；Wc-棉包中位回潮率％;Wb-棉包表層回潮率％ ；K「里層修正系數(shù)其值由WCN所處層位決定，當(dāng)層深X由150mm 250MM時(shí)，其值在0. 1 0.03范圍取值；K2-表層修正系數(shù)當(dāng)棉包處于吸濕狀態(tài)Wb-Wc > 0時(shí)，其值在0. 2 0. 3之間；當(dāng)棉包處于放濕狀態(tài)時(shí)，其值在0. 02 0. 4之間。本發(fā)明利用棉花電阻與其回潮率負(fù)相關(guān)的關(guān)系，通過三位測量棉包內(nèi)中位層、里層和表層部位的電阻值，間接測得三層部位的回潮率，既取代了開包抽樣的傳統(tǒng)方法，又可求得棉包整包回潮率的完整準(zhǔn)確數(shù)值，是對(duì)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)及其它棉包回潮測量方法的重大突破。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述a.制作里層及表層與中位層組合專用釬入裝置各一個(gè)，在探測桿的一端固定連接釬入器，在探測桿的另一端固定連接導(dǎo)向器，在空腔的探測桿上嵌裝電阻式傳感器，導(dǎo)向器是一個(gè)表面光滑且沒有任何刃口的圓錐體，a. 1里層釬入裝置可釬入長度180mm，水分傳感器嵌裝在探測桿頂部150mm處，電極面積6 X 27. 7mm2,極板間距5謹(jǐn)，a. 2表層與中位層組合釬入裝置可釬入長度115mm，表層水分傳感器嵌裝在探測桿根部2. 5mm處，極板面積5X27. 7mm2,極板間距5mm，中位層水分傳感器嵌裝在探測桿頂部85mm處，極板面積6 X 27. 7mm2,極板間距5mm，a.3定位標(biāo)尺長度2. 5M，在255mm和443mm處有明顯刻度標(biāo)記，刻度允差I(lǐng)mm
b.選定棉花水分測試儀
b.1測量電壓彡DC40士0. 5V,
b.2測量回潮率范圍3.0% 13.0%，
b.3用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱校驗(yàn)時(shí)，測試允差士0. 士0.2%，
b.4測試儀分辨率士0.01% 士0.02%，
b.5回潮率溫度范圍-20°C +40°C ；
C.確定測試環(huán)境
C.1 溫度-10°c +40°C，
C.2相對(duì)濕度20% RH 90% RH ；
d.確定棉包測量位置
d.1表層位置棉包表面到包內(nèi)5mm之間區(qū)域，
d. 2中位層位置棉包上面或下面對(duì)角線255mm處垂直向內(nèi)85mm位置，d. 3里層位置棉包上面或下面對(duì)角線443處垂直向內(nèi)150mm位置；e.三位測試e. 1選擇回潮率測試檔位，e. 2在棉包上平面對(duì)角線上用定位標(biāo)尺標(biāo)出探測位置，e. 3將里層、表層和中位層釬入裝置分別釬入標(biāo)定位置，e. 4啟動(dòng)測試儀，分別測出里層、表層和中位層三個(gè)部位的回潮率，e. 5記錄各層回潮率數(shù)值，保留兩位小數(shù)，e. 6將各層回潮率數(shù)值按上述方式進(jìn)行換算，確定整包棉花的回潮率；f.取出釬入裝置，測試完成。
權(quán)利要求
1. 一種三位探測棉包回潮率的測試方法，其特征是通過以下方案實(shí)施完成 1. a制作專用的棉包釬入裝置，它是由探測桿、導(dǎo)向器、釬入器和水分傳感器所組成，在探測桿的一端固定連接釬入器，在探測桿的另一端固定連接導(dǎo)向器，在探測桿上嵌裝若干個(gè)水分傳感器，探測桿中間是空腔的，導(dǎo)向器是一個(gè)表面光滑且沒有任何刃口的圓錐體，水分傳感器可以是電阻式傳感器或電容式傳感器或濕度傳感器1. a. 1里層釬入裝置可釬入長度180mm，水分傳感器嵌裝在探測桿頂部區(qū)域； 1. a. 2表層與中位層組合釬入裝置可釬入長度115mm，表層水分傳感器嵌裝在探測桿根部區(qū)域，中位層水分傳感器嵌裝在探測桿頂部區(qū)域；La. 3定位標(biāo)尺長度< 3M，在255mm和443mm處有明顯刻度標(biāo)記，刻度允差I(lǐng)mm ；1. b選定棉花水分測試儀1. b. 1測量電壓彡DC40士0. 5V,l.b.2測量回潮率范圍3.0% 13.0%,l.b. 3用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱校驗(yàn)時(shí)，測試允差士0. 士0.2%，l.b. 4測試儀分辨率士0.01% 士0.02%，1. b. 5回潮率溫度范圍-20°C +40°C ；1. c確定試驗(yàn)環(huán)境1. c. 1試驗(yàn)環(huán)境溫度-10°C +40°C， 1. c. 2 相對(duì)濕度 20% RH 90% RH ； 1. d確定棉包測量位置1. d. 1表層位置棉包表面到包內(nèi)5mm之間區(qū)域，1. d. 2中位層位置棉包上面或下面對(duì)角線255mm士5mm處垂直向內(nèi)85mm士5mm位置， 上下面指1400mmX 700mm的兩個(gè)面，1. d. 3里層位置棉包上面或下面對(duì)角線443士5mmmm處垂直向內(nèi)150mm士5mm位置； 1. e三位測試1. e. 1選擇回潮率測試檔位，1. e. 2在棉包上平面對(duì)角線上用定位標(biāo)尺標(biāo)出探測位置，1. e. 3將里層、表層和中位層釬入裝置分別釬入標(biāo)定位置，1. e. 4啟動(dòng)測試儀，分別測出里層、表層和中位層三個(gè)部位的回潮率，1. e. 5記錄各層回潮率數(shù)值，保留兩位小數(shù)，1. e. 6將各層回潮率數(shù)值進(jìn)行換算，確定整包棉花的回潮率；1.f.取出釬入裝置，測試完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三位探測棉包回潮率的測試方法，其特征是通過以下方案實(shí)施完成2. a制作里層及表層與中位層組合專用釬入裝置各一個(gè)2. a. 1里層釬入裝置可釬入長度180mm，水分傳感器嵌裝在探測桿頂部150mm處，電極面積6 X 27. 7mm2,極板間距5mm，2. a. 2表層與中位層組合釬入裝置可釬入長度115mm，表層水分傳感器嵌裝在探測桿根部2. 5mm處，極板面積5X27. 7mm2，極板間距5mm，中位層水分傳感器嵌裝在探測桿頂部 85mm處，極板面積6 X 27. 7mm2,極板間距5mm ；2. b選定棉花水分測試儀2. b. 1測量電壓彡DC40士0. 5V,2. b. 2測量回潮率范圍3.0% 13.0%,2. b. 3用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱校驗(yàn)時(shí)，測試允差士0. 士0.2%，2. b. 4測試儀分辨率士0.01% 士0.02%，2. b. 5回潮率溫度范圍-20°C +40°C ；2. c確定測試環(huán)境2. c. 1 溫度-10°C +40°C,2. c. 2 相對(duì)濕度 20% RH 90% RH ；2. d確定棉包測量位置2. d. 1表層位置棉包表面到包內(nèi)5mm之間區(qū)域，2. d. 2中位層位置棉包上面或下面對(duì)角線255mm處垂直向內(nèi)85mm位置， 2. d. 3里層位置棉包上面或下面對(duì)角線443處垂直向內(nèi)150mm位置； 2. e三位測試2. e. 1選擇回潮率測試檔位，2. e. 2在棉包上平面對(duì)角線上用定位標(biāo)尺標(biāo)出探測位置， 2. e. 3將里層、表層和中位層釬入裝置分別釬入標(biāo)定位置， 2. e. 4啟動(dòng)測試儀，分別測出里層、表層和中位層三個(gè)部位的回潮率， 2. e. 5記錄各層回潮率數(shù)值，保留兩位小數(shù)，2. e. 6將各層回潮率數(shù)值按上述方式進(jìn)行換算，確定整包棉花的回潮率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三位探測棉包回潮率的測試方法，其原理是根據(jù)不同回潮率的棉纖維具有不同的電阻值或電容值或濕度值及棉包回潮率的變化呈現(xiàn)大慣量系統(tǒng)的特性，在測試電壓、測水傳感器等試驗(yàn)條件一定的情況下，棉花的電阻或電容或濕度與其回潮率呈顯著相關(guān)，通過測量棉包內(nèi)中位層、里層和表層部位的電阻或電容或濕度的大小，間接測得各層部位的回潮率，然后利用一定的數(shù)學(xué)模型求得棉包的整包回潮率。不需開包，借助專用的釬入裝置，選定棉花水分測試儀，試驗(yàn)環(huán)境，棉包測量位置對(duì)棉包回潮率進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測量，解決了目前需開包抽樣檢測方法存在的問題，是對(duì)現(xiàn)行棉包回潮率測試國家標(biāo)準(zhǔn)及其它測試方法的重大突破。
文檔編號(hào)G01N27/12GK102200524SQ201010133800
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者丁明建, 何嘉麟, 徐水波, 熊宗偉, 韓剛 申請人:中國纖維檢驗(yàn)局, 陜西華斯特儀器有限責(zé)任公司