一种三位探测棉包回潮率的测试方法技术

本发明专利技术公开了一种三位探测棉包回潮率的测试方法，其原理是根据不同回潮率的棉纤维具有不同的电阻值或电容值或湿度值及棉包回潮率的变化呈现大惯量系统的特性，在测试电压、测水传感器等试验条件一定的情况下，棉花的电阻或电容或湿度与其回潮率呈显著相关，通过测量棉包内中位层、里层和表层部位的电阻或电容或湿度的大小，间接测得各层部位的回潮率，然后利用一定的数学模型求得棉包的整包回潮率。不需开包，借助专用的钎入装置，选定棉花水分测试仪，试验环境，棉包测量位置对棉包回潮率进行快速准确的测量，解决了目前需开包抽样检测方法存在的问题，是对现行棉包回潮率测试国家标准及其它测试方法的重大突破。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种棉包回潮率的测试方法，具体是一种三位探测式棉包回潮率的测试方法，属于计量测试

技术介绍
棉花回潮率是棉花在一定温湿度条件下的吸湿、放湿性能。我国棉花标准规定采用公定回潮率8. 5%对交易棉花重量进行扣补。按目前棉价1. 4万元/吨计算，每的误差，直接价格差达140元/吨。所以棉花回潮率对棉花收购、加工、储运及纺织交易结价意义重大。棉花在成包后要经历运输和仓储等环节，棉花回潮率会因环境的改变而变化。这会影响棉花交易过程的结算重量，严重时会引起棉花霉变，造成重大损失。近年来新疆棉产量的增多和内运，使这一问题更为突出。新疆气候干燥，棉花水分较低，运到内地后，必然会引起棉花回潮的改变。这种棉花的吸放湿特性引起的回潮率变化，受到原始回潮、当地环境， 以及存放时间长短等因素的影响，而且其包内各层间、不同空间位置间的回潮率是不同的。目前对处于仓储或运输过程中的棉包回潮率的测量方法，按国家标准 GBl 103-2007《棉花细绒棉》的规定，应采用开包抽样检测的方法。而开包抽样检测方法存在以下明显缺点一是破包抽样难度很大，需从采样部位断开捆扎的铁丝，而且在取样之后还存在复包问题；二是破包取样时，抽取的样品在捆扎的压力释放后体积迅即膨胀，使之易受当时环境温湿度的影响导致回潮率改变而产生测量误差；三是在仓储现场抽取的样品一般均需密封后带回实验室测量，在此过程中的一些环节也易引起测量误差；四是试验证明GB1103-2007规定的采样部位不能代表一个棉包整体的回潮率。综上所述，开包抽样检测方法虽系现行国家标准规定的方法，但也急待有新的更科学、更准确的方法予以取代。国家知识产权局于2009年8月5日公告了 ZL200820186371. 3 “手持式棉包水分探测装置”技术专利。该技术是一种手持插入式的电阻法棉包回潮率测定装置，它可在储存现场从棉包的包头快速插入包内的150mm部位，利用棉花回潮率与电阻之间的负相关关系，间接得出该位置的回潮率。这种测量方法的优点在于克服了前述开包取样方法的弊端，但仍然存在着它所测量的包头内150mm处的回潮率并不能代表整包回潮率的严重缺陷，因而此种方法仍无法取代开包抽样的传统方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种不需开包，借助专用的钎入装置，对棉包回潮率进行快速准确测量的方法。以解决目前需开包抽样检测方法存在的问题，以及手持插入式测定装置所存在的缺陷。本专利技术的测试原理是，根据不同回潮率的棉纤维具有不同的电阻值或电容值或湿度值，且棉包内的回潮率的变化呈现大惯量系统的特性，在测试电压、测水传感器结构等试验条件一定的情况下，棉花的电阻值或电容值或湿度值与其回潮率呈显著相关，通过测量棉包内中位层、里层和表层部位的电阻或电容或湿度的大小，间接测得中位层、里层和表层部位的回潮率，然后利用一定的数学模型求得棉包的整包回潮率。本专利技术通过以下方案实施完成a.制作专用的棉包钎入装置，它是由探测杆、导向器、钎入器和水分传感器所组成，在探测杆的一端固定连接钎入器，在探测杆的另一端固定连接导向器，在探测杆上嵌装若干个水分传感器，探测杆中间是空腔的，导向器是一个表面光滑且没有任何刃口的圆锥体，水分传感器可以是电阻式传感器或电容式传感器或湿度传感器；a. 1里层钎入装置可钎入长度180mm，水分传感器嵌装在探测杆顶部区域；a. 2表层与中位层组合钎入装置可钎入长度115mm，表层水分传感器嵌装在探测杆根部区域，中位层水分传感器嵌装在探测杆顶部区域；a.3定位标尺长度< 3M，在255mm和443mm处有明显刻度标记，刻度允差Imm ；b.选定棉花水分测试仪b.1测量电压彡DC40士0. 5V,b.2测量回潮率范围3.0% 13.0%，b.3用标准电阻箱校验时，测试允差士0. 士0.2%，b.4测试仪分辨率士0.01% 士0.02%，b.5回潮率温度范围-20°C +40°C ；C.确定试验环境C.1试验环境温度-10°c +40°C，C.2相对湿度20% RH 90% RH ；d.确定棉包测量位置d.1表层位置棉包表面到包内5mm之间区域，d.2中位层位置棉包上面或下面对角线255mm士5mm处垂直向内85mm士5mm位置，上下面指1400mmX700mm的两个面，d. 3里层位置棉包上面或下面对角线443士5mmmm处垂直向内150 mm士5mm位置；e.三位测试e. 1选择回潮率测试档位，e. 2在棉包上平面对角线上用定位标尺标出探测位置，e. 3将里层、表层和中位层钎入装置分别钎入标定位置，e. 4启动测试仪，分别测出里层、表层和中位层三个部位的回潮率，e. 5记录各层回潮率数值，保留两位小数，e. 6将各层回潮率数值进行换算，确定整包棉花的回潮率；f.取出钎入装置，测试完成。棉花回潮率数值的换算方式如下被测棉包的整包回潮率由里层、表层和中位层三个部位的回潮率综合而成，它等于三项回潮率乘以各自权重系数后的叠加，其中，第一项为中位层回潮率W。，它的系数为1 ； 第二项为里层回潮率1,与中位层回潮率W。的差，它的系数为K1 ；第三项为表层回潮率Wb与中位层回潮率W。的差，它的系数为K2，系数K1是里层修正系数，其值由里层所处位置决定， 与层深X呈指数函数关系，当层深X由150mm ^5MM时，&在0. 1 0. 03范围取值；系数K2是表层修正系数，与表层回潮率呈指数函数关系，当棉包处于吸湿状态，即Wb-Wc > 0时， 其值在0. 2 0. 3之间；当棉包处于放湿状态，即Wb-Wc < 0时，其值在0. 02 0. 4之间，以上描述的数学表达式为W = WJK1 (Wcn-Wc) +K2 (Wb-Wc)........................ (1)式中，W-棉包整包回潮率％ ；Wcn-为棉包里层回潮率％ ；Wc-棉包中位回潮率％;Wb-棉包表层回潮率％ ；K「里层修正系数其值由WCN所处层位决定，当层深X由150mm 250MM时，其值在0. 1 0.03范围取值；K2-表层修正系数当棉包处于吸湿状态Wb-Wc > 0时，其值在0. 2 0. 3之间；当棉包处于放湿状态时，其值在0. 02 0. 4之间。本专利技术利用棉花电阻与其回潮率负相关的关系，通过三位测量棉包内中位层、里层和表层部位的电阻值，间接测得三层部位的回潮率，既取代了开包抽样的传统方法，又可求得棉包整包回潮率的完整准确数值，是对现行国家标准及其它棉包回潮测量方法的重大突破。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术做进一步详细描述a.制作里层及表层与中位层组合专用钎入装置各一个，在探测杆的一端固定连接钎入器，在探测杆的另一端固定连接导向器，在空腔的探测杆上嵌装电阻式传感器，导向器是一个表面光滑且没有任何刃口的圆锥体，a. 1里层钎入装置可钎入长度180mm，水分传感器嵌装在探测杆顶部150mm处，电极面积6 X 27. 7mm2,极板间距5謹，a. 2表层与中位层组合钎入装置可钎入长度115mm，表层水分传感器嵌装在探测杆根部2. 5mm处，极板面积5X27. 7mm2,极板间距5mm，中位层水分传感器嵌装在探测杆顶部85mm处，极板面积6 X 27. 7mm2,极板间距5m本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三位探测棉包回潮率的测试方法，其特征是通过以下方案实施完成：１．ａ制作专用的棉包钎入装置，它是由探测杆、导向器、钎入器和水分传感器所组成，在探测杆的一端固定连接钎入器，在探测杆的另一端固定连接导向器，在探测杆上嵌装若干个水分传感器，探测杆中间是空腔的，导向器是一个表面光滑且没有任何刃口的圆锥体，水分传感器可以是电阻式传感器或电容式传感器或湿度传感器１．ａ．１里层钎入装置可钎入长度１８０ｍｍ，水分传感器嵌装在探测杆顶部区域；１．ａ．２表层与中位层组合钎入装置可钎入长度１１５ｍｍ，表层水分传感器嵌装在探测杆根部区域，中位层水分传感器嵌装在探测杆顶部区域；１．ａ．３定位标尺长度＜３Ｍ，在２５５ｍｍ和４４３ｍｍ处有明显刻度标记，刻度允差１ｍｍ；１．ｂ选定棉花水分测试仪１．ｂ．１测量电压≤ＤＣ４０±０．５Ｖ，１．ｂ．２测量回潮率范围３．０％～１３．０％，１．ｂ．３用标准电阻箱校验时，测试允差±０．１％～±０．２％，１．ｂ．４测试仪分辨率±０．０１％～±０．０２％，１．ｂ．５回潮率温度范围－２０℃～＋４０℃；１．ｃ确定试验环境１．ｃ．１试验环境温度－１０℃～＋４０℃，１．ｃ．２相对湿度２０％ＲＨ～９０％ＲＨ；１．ｄ确定棉包测量位置１．ｄ．１表层位置：棉包表面到包内５ｍｍ之间区域，１．ｄ．２中位层位置：棉包上面或下面对角线２５５ｍｍ±５ｍｍ处垂直向内８５ｍｍ±５ｍｍ位置，上下面指１４００ｍｍ×７００ｍｍ的两个面，１．ｄ．３里层位置：棉包上面或下面对角线４４３±５ｍｍｍｍ处垂直向内１５０ｍｍ±５ｍｍ位置；１．ｅ三位测试１．ｅ．１选择回潮率测试档位，１．ｅ．２在棉包上平面对角线上用定位标尺标出探测位置，１．ｅ．３将里层、表层和中位层钎入装置分别钎入标定位置，１．ｅ．４启动测试仪，分别测出里层、表层和中位层三个部位的回潮率，１．ｅ．５记录各层回潮率数值，保留两位小数，１．ｅ．６将各层回潮率数值进行换算，确定整包棉花的回潮率；１．ｆ．取出钎入装置，测试完成。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐水波，韩刚，熊宗伟，何嘉麟，丁明建，
申请(专利权)人：中国纤维检验局，陕西华斯特仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11