[实用新型]一种微波法棉包回潮率测试装置中的扫描机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微波法棉包回潮率测试装置中的扫描机构。

背景技术

棉花在自然空气状态下都是含有水分的，其含水量的多少不但影响着棉花纤维的理化性能及机械力学等性能，特别是直接影响着棉花的重量，而棉花的重量又是交易的主要指标。国家标准规定棉花的公定含水量为8.5％，而棉花的吸湿散湿性很强，为保证棉花交易指标的准确，精确测量出成包棉花的含水量是至关重要的。我国目前正在应用或已取得重要研究突破的棉包回潮率测试方法有两大类，一类是取样检测的方法，另一类是整包检测的方法。取样检测法有开包抽样检测法、手持式不开包包头探测法、钎入式三位探测法、电阻式在线法等四种；整包检测法则只有微波法一种。各种方法的特点如下：

一、取样检测方法

1、开包抽样检测法

该方法是国标GB1103规定的传统检测方法，它是在棉包的上面断丝开包后从100mm～150mm层间抽取回潮率样品，而后在实验室中用电测器或烘箱进行水分检测的一种方法。

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。因此，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。

实际上业界对这种方法一直是不满意，并有质疑的。除了开包取样的困难和不方便之外，其取样位置的科学性和代表性也缺乏试验依据和理论支撑，在业务应用中常常会因回潮率变化而引发出重量争议。为了弄清棉包在储存过程中包内各层间回潮率的分布规律，以便对GB1103规定的回潮率取样位置的合理性做出评价，并进一步探索棉包回潮率的科学检测方法，国家质检总局在2008年向中国纤维检验局等单位下达了国家质检公益性科技基金项目《不同存储条件下棉包分层回潮率分布规律研究》。该项目的研究结果表明，在自然环境中存放的棉包，其各个部位的回潮率都是不同的，GB1103中规定的采样部位的回潮率代表不了整包的回潮率。

2、手持式不开包包头探测法

该方法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缺陷。

3、钎入式三位探测法

该方法是国家质检公益性科技基金项目《不同存储条件下棉包分层回潮率变化规律》的重要研究成果之一。

该方法是一种不需开包，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。

该方法的测试原理是，根据不同回潮率的棉纤维具有不同的电阻值，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。

4、电阻式在线法

我国自2004年推行棉花质量检验体制改革以来，采用电阻法原理的棉包回潮率在线测试装置逐步获得了推广应用。到2010年底，经过7年的不懈努力，各型号电阻法在线测试装置已安装使用2000余台，实现了新体制大包棉逐包在线检测回潮率的目标，为推进棉花质量检验体制改革做出了有益的探索和贡献。但电阻法在线测试装置在使用中也暴露出了加工企业造假问题频繁出现；采样位置的代表性受到质疑；水分分布的不均匀性影响显著；难以准确测量温度；易受切刀锋利程度的影响；难于实现重复性测试等6个方面的问题。

以上所述的四种方法，从本质上看都属于采样检测的方法，其测试对象均为样品，并且是以样品的测量值作为整包的回潮率，因而就存在着样品是否能准确代表整体的问题。根据中国纤维检验局完成的《不同存储条件下棉包分层回潮率分布规律研究》项目的结论，样品是难以代表整体的。

二、基于微波法的棉包回潮率检测方法