棉纤维成熟度偏光比值测试装置和方法
专利汇可以提供棉纤维成熟度偏光比值测试装置和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 棉 纤维 成熟度偏光比值测试装置和方法，其特点在于本 发明 专 门 设计了一个棉纤维试样夹转动装置，其转 角 严格 定位 在0°和45°，利用棉纤维几何轴和起偏振片光轴夹角为0°和45°时两次 透射光 强度比值x及成熟系数K的回归方程K＝3.584x-0.853来确定棉纤维成熟系数的方法，从而解决了不同棉花品种产生的较大测量误差，以及测量时勿须再进行纤维数量修正。该发明为棉纤维成熟度的测量提供了更为精确和通用的装置和方法。，下面是棉纤维成熟度偏光比值测试装置和方法专利的具体信息内容。
1、一种棉纤维成熟度偏光比值的测试装置和方法，它由光源[1]，透镜[2]，起偏振片[3]，棉纤维试样夹装置[4]，检偏振片[5]，光电池[6]，电位器[7]，微安表[8]和中性滤光片[9]组成，其特征在于上述棉纤维试样夹装置[4]是一个可绕固定支架[14]的转动机构，设置在支架[14]上的0°定位销[17]和45°定位销[12]，能将试样夹[11]的转角控制在0°和45°的测量位置上，上述支架[14]固定在起偏振片[3]和检偏振片[5]之间的底板上，支架[14]上的孔与一侧为套筒的托架[15]配合且迴转灵活，托架[15]与光栏[16]则由螺栓[13]固定在一起，其间设置的凹槽可方便地插入并锁紧试样夹[11]。
2、根据权利要求1所述的装置和方法，其特征方法是将放入试样夹〔11〕内的棉纤维〔18〕置于测量光路中，分别测量棉纤维几何轴和起偏振片光轴的夹角为0°和45°的透射光强度I1（d′＝0°）及I2（d′＝45°），并将其比值X＝I1（d′＝0°）/I2（d′＝45°）代入回归方程K＝3.584X-0.853，以此确定棉纤维的成熟系数K。
本发明涉及一种棉纤维成熟度偏光比值测试装置和方法。
已列入国家标准GB 6099-2-85《棉纤维成熟度试验方法偏光仪法》和该标准的Y147型棉纤维偏光成熟度仪，已在工农业、商业和纤维检验等部门广泛应用。已有仪器设计上的理论依据之一是对于一定品种的棉纤维，其外圆直径D和双折射率（ne-no）为一常数。仪器的标尺是以60年代我国的岱字棉品种为实验依据而求得的。岱字品种棉纤维的外圆直径D为17.05微米，双折射率为0.0413，实际棉花新品种不断涌现，棉花品种繁多，其外圆直径在15～18微米之间，双折射率在0.03～0.045之间，因此造成测量误差较大，另外已有仪器在制备试样时难以做到纤维数量为一定值而必须采用“纤维数量修正”，为此造成的测试误差也达4%。上述的累积误差较大，难于适应我国棉花生产、检验和纺织厂原棉管理的需要。人们长时间的探索着设计新仪器和新的测试方法，渴望解决由于棉花品种不同和制样时纤维数量不同而带来的较大测量误差和测试修正。
本发明的目的就在于克服以上缺点，提供一种改进的棉纤维偏光成熟度测量装置，它不但能满足不同品种棉纤维成熟度的精确测量，而且勿须进行纤维数量修正。
为了更好地理解和实施本发明，阐明其实质和原理是必要的。
已有技术基于透射光强度IA与成熟系数K的关系式为
式中，
IP：入射光强度;
IA：透过检偏振片的光强度;
λ：入射光波长;
α：棉纤维光轴与起偏振片光轴的夹角;
K：棉纤维的成熟系数;
D：棉纤维的外圆直径（微米）;
E：棉纤维数量修正因子;
ne-no：棉纤维双折射率;
成熟系数K与成熟度M的关系式：
M＝0.169+0.4935K-0.039K2（2）
对仪器本身而言，入射光IP及其波长λ为一常值，由（1）式可见，棉纤维的成熟系数K与其外圆直径D，双折射率ne-no以及每次测样的纤维数量的差异有关，按已有标准的规定及装置测定棉纤维几何轴与起偏振片光轴的夹角α′为零（即α′＝0，此时，该棉纤维光轴与起偏振片光轴的夹角α α′，sin2α 0）的透射光强度值表征棉纤维的成熟系数或成熟度，必然会存在较大的测量误差。按本发明提供的装置和方法，取其两次光强度IA的比值便可消除上述诸因造成的测量误差。
本发明是这样实现的：在成熟度测量光路中（见图1）专门设计的棉纤维试样夹装置是一个绕固定支架转动机构，该转动机构的转角能被严格地定位在0°和45°，且当0°和45°时棉纤维几何轴与起偏振片光轴的夹角为0°和45°，分别测量其透射光强度I1（d′＝0°）和I2（d′＝45°），然后取其比值I1/I2，该比值与棉纤维成熟系数是显著相关，其相关系数为0.951，如图2 所示，建立了表征棉纤维成熟系数K的回归方程和相应的测量方法。
本发明给出的回归方程为
K＝3.584X-0.583
式中
X：I1（d′＝0°）/I2（d′＝45°）
图1棉纤维成熟度测量光路和电路原理图
图2I1（d′＝0°）/I2（d′＝45°）比值与成熟系数相关图
图3棉纤维试样夹装置侧视图
图4棉纤维试样夹装置剖视图
图中1光源，2透镜，3起偏振片，4棉纤维试样夹装置，5检偏振片，6光电池，7电位器，8微安表，9中性滤光片，11试样夹，1245°定位销，13螺栓，14支架，15托架，16光栏，170°定位销，18棉纤维。
如图3、图4所示，棉纤维试样夹装置〔4〕是一个可绕固定支架〔14〕的转动机构，设置在支架〔14〕上的0°定位销〔17〕和45°定位销〔12〕能将试样夹〔11〕的转角控制在0°和45°的测量位置上，即保证角∠AoB＝45°。支架〔14〕固定在起偏振片〔3〕和检偏振片〔5〕之间的底板上，支架〔14〕上的孔与一侧为套筒的托架〔15〕配合且能灵活迴转，托架〔15〕与光栏〔16〕则由螺栓〔13〕固定在一起，托架〔15〕与光栏〔16〕之间设置的凹槽，可以方便地插入并锁紧试样夹〔11〕，整个试样夹装置〔4〕在结构上保证试样夹〔11〕及其内的棉纤维〔18〕处于已有设计的光路中。
本发明的测量方法：将放入试样夹〔11〕内的棉纤维〔18〕置于测量光路中，首先测量0°位置时的透射光强度I1（d′＝0°），再将试样夹〔11〕转动45°，测出该处的透射光强度I2（d′＝45°），即分别测量棉纤维几何轴和起偏振片光轴的夹角为0°和45°时的透射光强度，将两次测量的透射光强度的比值X＝I1/I2，代入棉纤维成熟系数K的回归方程K＝3.584X-0.853中，即可确定棉纤维的成熟系数，亦可求得棉纤维的成熟度M。其计算过程可由计算机自动完成并显示。
根据本发明提出的方法和装置，在基本不改变已有装置的情况下，提高了测试精度和实用性，适于国内外各种棉花的测量，可望列入新的棉花国家标准和国际标准。
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