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棉包回潮率微波法检测装置

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棉花是吸湿性能比较强的物品,棉花标准规定:棉花的公定回潮率为8.5%。当大气温度为20℃,相对湿度为100%时,原棉的回潮率可高达23%~27%。棉花回潮率过高,不仅增加了原棉的重量,在棉花贸易中是严禁的,而且回潮率过高使棉花的许多性能指标发生变化,甚至使棉花发生霉变。因此,在棉花的生产、加工、贸易、流通和使用中,人们一直十分重视对棉花回潮率的检验与监督工作。
    在微波范围内,水的介电系数在40~80,损耗角正切为0.15~1.2左右,而纤维材料的介电系数一般在2~5之间,损耗角正切在0.001~0.05左右。由于水和纤维对微波的吸收和衰减程度存在显著差异,可借此利用微波测试纤维的回潮率。
    我公司研制的AT-MBC-Ι型棉包回潮率微波法测试装置,基于雷达技术,通过发射天线,将特定频率的微波信号透过被测棉包,利用棉包所含水分对微波信号幅度和相位的影响,通过接收天线收集到含有不同衰减及相移信息的微波信号,对此进行运算处理得到棉包的回潮率结果。该装置由条码扫描仪、检测控制单元、动力辊筒传输线、微波扫描机构等组成。
    AT-MBC-Ι型棉包回潮率微波法测试装置的工作过程如下:将棉包置于动力辊筒传输线上,操作人员持条码扫描仪对待测棉包条码进行扫描,棉包信息输入系统。检测控制单元、辊筒传输线及微波扫描机构等自动开启,检测开始。待测棉包全部通过微波扫描机构后,检测结束。棉包回潮率信息分别显示于LED显示屏及微电脑显示屏并在系统中自动存储。整个棉包检测时间不超过30秒。
    2012年6月21日,中国纤维检验局在北京组织中国棉花协会、中国棉纺织行业协会、全国棉花交易市场、中国储备棉管理总公司、上海出入境检验检疫局等单位专家,对西安阿尔特科技实业发展有限公司、陕西华斯特仪器有限公司和上海浦江光电仪器有限公司共同完成的“基于微波法的棉包回潮率测试装置”进行技术成果鉴定。鉴定意见关键部分摘录如下:
    1、本项目通过微波法与烘验法的比对试验,建立了Ⅰ型棉花标准包整包回潮率与微波衰减量之间的数学模型、长绒棉测试的数学模型、微波法测试棉包回潮率的温度修正模型。依据上述模型研制的微波法棉包回潮率测试装置,实现了棉包整包回潮率3%~13%的全范围准确测试,能适应高、低温测试环境,同时具有温度修正功能。
    2、本项目依据微波法的技术原理,研制的动态扫描机构在不开包的前提下,实现了对棉包的全覆盖扫描,是对棉花回潮率测试方法的重要创新。
    3、本项目采用棉包温度模拟器检测棉包温度,与传统的以环境温度作为棉包温度相比,克服了环境温度剧变时引起的测量误差,提高了温度补偿的科学性和测试准确性。
    4、本项目研制的测试装置原理科学、设计合理,测量准确,首次采用微波法测量棉包整体回潮率,填补了国内外空白,实现了棉花回潮率测试技术的一次革命,把我国棉花回潮率快速测试提高到了一个新的水平。
    以上鉴定意见概括了棉包回潮率微波法测试装置的技术特点,可以看出:它采用非接触、全自动、无损检测,克服了烘箱法和电测器法需要开包检验的缺点;它全棉包扫描,克服了烘箱法和电测器法中抽样检验存在的全部缺点;它测试速度快,克服了烘箱法耗电量大、速度慢的缺点;它采用棉包温度模拟器检测棉包温度,克服了电测器法以大气温度代替棉包温度,提高了温度补偿的科学性与准确度。

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