一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法与流程

本发明属于玄武岩纤维的水分散型检测技术领域，具体地说，涉及一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法。

背景技术：

连续玄武岩纤维是将岩浆喷发形成的火山岩——玄武岩矿石在1400～1650℃高温下熔融后，经铂金漏板成型，再由原丝成型设备高速拉制而成的无机高性能纤维。连续玄武岩纤维具有优异的拉伸强度及模量，与超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维、芳纶纤维被誉为“四大高性能纤维”之一。同时具有优异的耐温稳定性、电绝缘性、耐化学腐蚀稳定性、绝热性、吸声性、不燃性、耐辐射稳定性、透波吸波性等性能。

玄武岩纤维湿法短切原丝是玄武岩纤维众多产品中的一种，是由连续玄武岩纤维经短切而成的3～17mm长度的具有较高含水率的玄武岩纤维成品。现主要应用于制造玄武岩纤维薄毡。

玄武岩纤维薄毡要求成品表面纤维分散均匀，如果纤维不能分散均匀，容易在薄毡表面上形成纤维集聚或成束状的粗纤维，会对薄毡的进一步加工使用造成不良品的出现。因此，对玄武岩湿法短切原丝的水分散性进行检测成为必要。

现目前，国家没有玄武岩纤维湿法短切原丝的检测标准出台，国内做玄武岩纤维湿法短切原丝的企业也仅有一两家。只有玻璃纤维的湿法短切原丝的检测方法有专利公开。

1、专利zl201010586499.0的发明专利公开了一种“玻璃纤维湿法短切原丝水分散性检测方法及检测设备”。通过模拟玻璃纤维纸或薄毡生产过程中湿法短切原丝的分散性研究湿法短切原丝的水分散性能。其通过将湿法玻璃纤维短切原丝在水中经过两次分散后，将水滤干，通过人员观察过滤网上湿法短切玻璃纤维的分布状况来判断水分散性能的好坏；若湿法短切原丝多以束状形式分布，说明该条件下其水分散性能较差；若湿法短切原丝多以单根纤维的形式均匀分散，而很少甚至无束状纤维束，则说明该条件下其水分散性能好。

2、专利zl201410287056.x的发明专利公开了另外一种玻璃纤维湿法短切原丝在水中分散性的测试方法。通过将玻璃纤维短切原丝充分打散并分散在水中，再将分散的纤维及水转移至量筒中，静置10min后，在量筒中读取玻璃纤维短切原丝所占体积；根据多次重复测试得到的体积数值分别与对照体积数值进行比较，从而对玻璃纤维湿法短切原丝的分散性进行评价。若测得体积数值大于对照体积数值，说明分散性能好，否则说明分散性能差。

现有技术zl201010586499.0是通过人员观察，会形成人为误差，不能客观地、准确地反映纤维的分散水平。zl201410287056.x方法是通过量筒体积读数来分辨纤维分散性能，致命缺陷更明显：如有未分散的束状纤维或团状纤维，同样读得体积数值会大于对照体积数值，造成误判。

技术实现要素：

针对现有技术中上述的不足，本发明提供一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法，该方法利用过滤网平稳抄取悬浮液中的纤维，烘干后采集过滤网上纤维的图像，图像处理单元将采集的图像与标准图像进行对比，判断纤维的分散性的好坏，整个过程简化玄武岩纤维湿法短切原丝的分散过程中的各种运动，缩短了检测时间，减少各环节引入的误差，最大程度接近玄武岩湿法短切原丝在湿法毡生产过程中的分散状态，采用图像处理技术来实现玄武岩纤维湿法短切原丝分散性的检测，减少人为因素引起的误差，客观、准确、高效地判断玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性。

为了达到上述目的，本发明采用的解决方案是：一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法，包括如下步骤：

s1：采用过滤网抄取玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液中的纤维；

s2：将过滤网及过滤网上的纤维烘干；

s3：获取过滤网上纤维的高清图像，图像处理单元将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏。

所述的过滤网为抄纸用过滤网。

所述的步骤s3中采用高分辨率相机获取过滤网上纤维的高清图像。

所述的步骤s1中，过滤网水平放置，垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维。

所述的玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液按玄武岩纤维湿法毡制备工艺单独制备，包括如下步骤：取定量玄武岩纤维湿法短切原丝，加入装水和添加剂的容器中，得玄武岩纤维短切原丝与水的混合物；采用搅拌装置按湿法毡生产过程中的搅拌方式对混合物进行搅拌，得到玄武岩纤维短切原丝悬浮液，然后采用容器底部预置的水平过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维。

所述的玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液采用容器从浆液池装取，然后采用容器底部预置的水平过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维。

所述的步骤s1中，将过滤网插入浆液池中的玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液一定深度，并调整该过滤网使网面平行于浆液表面，然后在该深度上水平移动至少一个过滤网的距离，最后将过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维。

所述的将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏包括：

s301：将图像处理为由各像素点亮度组成的矩阵a；

s302：将矩阵a乘以一个图像处理变换矩阵b，得到具有有限个图像特征参数的谱矩阵c；

s303：从谱矩阵c中提取表达图像的图像特征参数；

s304：将获取图像的图像特征参数与标准图像的图像特征参数进行比较，判断纤维分散均匀性。

所述的判断纤维分散均匀性包括：若图像特征参数绝对值≤标准图像的图像特征参数绝对值，则纤维的分散性好，所述的标准图像包括理想图像，当选取理想图像作为标准图像时，如全白或全黑的图像，此时每一个“标准图像的图像特征参数的绝对值”都为零。

本发明的有益效果是：

(1)该方法利用过滤网平稳抄取悬浮液中的纤维，烘干后采集过滤网上纤维的图像，图像处理单元将采集的图像与标准图像进行对比，判断纤维的分散性的好坏，整个过程简化玄武岩纤维湿法短切原丝的分散过程中的各种运动，缩短了检测时间，减少各环节引入的误差，最大程度接近玄武岩湿法短切原丝在湿法毡生产过程中的分散状态，采用图像处理技术来实现玄武岩纤维湿法短切原丝分散性的检测，减少人为因素引起的误差，客观、准确、高效地判断玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性。

附图说明

图1为本发明实施例一检测方法流程图；

图2为本发明实施例二检测方法流程图；

图3为本发明实施例三检测方法流程图；

图4为容器结构示意图；

图中，1-容器，2-过滤网。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

实施例一

如图1所示，一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法，包括如下步骤：

取定量玄武岩纤维湿法短切原丝，加入装水和添加剂的容器中，玄武岩纤维湿法短切原丝、水及添加剂的比例按玄武岩纤维湿法毡制备工艺同比例缩小，得玄武岩纤维短切原丝与水的混合物；采用搅拌装置按湿法毡生产过程中的搅拌方式对混合物进行搅拌，搅拌过程中，不要人为干扰搅拌过程，搅拌过程需完全还原湿法毡的生产过程，得到玄武岩纤维短切原丝悬浮液，搅拌完成后，挪开搅拌装置，采用容器底部预置的水平过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维，过滤网预置在容器底部，提起过滤网抄取悬浮液中的纤维，减少过滤网放入悬浮液中时造成的震动影响悬浮液，同时避免放入过滤网过程中，纤维粘接在过滤网的底部，造成判断误差，同时平稳地抄取悬浮液中的纤维，尽量保障单丝化后的纤维的状态，减少引入的误差；过滤网为抄纸用过滤网。如图4为容器结构示意图，过滤网2预先水平布置在容器1内。

将过滤网及过滤网上的纤维在烘箱中烘干；

获取过滤网上纤维的高清图像，图像处理单元将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏。

采用高分辨率相机获取过滤网上纤维的高清图像。相机可以直接与计算机通信连接，直接将获取的图像传输到计算机进行比较判断，也可以不与计算机连接，采集完图像后，再连接到计算机导出图像进行比较判断。

所述的将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏包括：

将图像处理为由各像素点亮度组成的矩阵a；

将矩阵a乘以一个图像处理变换矩阵b，得到具有有限个图像特征参数的谱矩阵c；

从谱矩阵c中提取表达图像的图像特征参数；

将获取图像的图像特征参数与标准图像的图像特征参数进行比较，判断纤维分散均匀性。

所述的判断纤维分散均匀性包括：若图像特征参数绝对值≤标准图像的图像特征参数绝对值，则纤维的分散性好，所述的标准图像包括理想图像，当选取理想图像作为标准图像时，如全白或全黑的图像，此时每一个“标准图像的图像特征参数的绝对值”都为零。分散均匀性通过图像处理单元根据标准图像及设定的判定依据进行判断，标准统一，不会代入主观误差。

该方法模拟玄武岩湿法毡生产工艺，取定量玄武岩纤维湿法短切原丝加入装水容器中，并进行搅拌，使玄武岩纤维湿法短切原丝在水中充分的单丝化，形成稳定的悬浮液，利用预先放置在容器底部的过滤网平稳抄取悬浮液中的纤维，烘干后采集过滤网上纤维的图像，图像处理单元将采集的图像与标准图像进行对比，判断纤维的分散性的好坏，整个过程简化玄武岩纤维湿法短切原丝的分散过程中的各种运动，缩短了检测时间，减少各环节引入的误差，最大程度接近玄武岩湿法短切原丝在湿法毡生产过程中的分散状态，采用图像处理技术来实现玄武岩纤维湿法短切原丝分散性的检测，减少人为因素引起的误差，客观、准确、高效地判断玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性。

实施例二

如图2所示，一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法，包括如下步骤：

采用容器从浆液池装取适量的玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液，采用容器底部预置的水平过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维，过滤网预置在容器底部，提起过滤网抄取悬浮液中的纤维，减少过滤网放入悬浮液中时造成的震动影响悬浮液，同时避免放入过滤网过程中，纤维粘接在过滤网的底部，造成判断误差，同时平稳地抄取悬浮液中的纤维，尽量保障单丝化后的纤维的状态，减少引入的误差；过滤网为抄纸用过滤网；采用浆液池的原液进行检测，更能直观反映浆液池中玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液的情况，有利于对悬浮液的制备参数进行改进调整。如图4为容器结构示意图，过滤网2预先水平布置在容器1内。

将过滤网及过滤网上的纤维在烘箱中烘干。

获取过滤网上纤维的高清图像，图像处理单元将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏。

采用高分辨率相机获取过滤网上纤维的高清图像。相机可以直接与计算机通信连接，直接将获取的图像传输到计算机进行比较判断，也可以不与计算机连接，采集完图像后，再连接到计算机导出图像进行比较判断。

所述的将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏包括：

将图像处理为由各像素点亮度组成的矩阵a；

将矩阵a乘以一个图像处理变换矩阵b，得到具有有限个图像特征参数的谱矩阵c；

从谱矩阵c中提取表达图像的图像特征参数；

将获取图像的图像特征参数与标准图像的图像特征参数进行比较，判断纤维分散均匀性。

所述的判断纤维分散均匀性包括：若图像特征参数绝对值≤标准图像的图像特征参数绝对值，则纤维的分散性好，所述的标准图像包括理想图像，当选取理想图像作为标准图像时，如全白或全黑的图像，此时每一个“标准图像的图像特征参数的绝对值”都为零。分散均匀性通过图像处理单元根据标准图像及设定的判定依据进行判断，标准统一，不会代入主观误差。

实施例三

如图3所示，一种玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性检测方法，包括如下步骤：

将过滤网插入浆液池中的玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液一定深度，并调整该过滤网使网面平行于浆液表面，减少由于网面与浆液表面存在夹角造成的纤维分布不均匀，然后在该深度上水平移动至少一个过滤网的距离，减少由于过滤网伸入悬浮液造成的纤维重新分布对抄取的纤维的影响，最后将过滤网垂直向上移动抄取悬浮液中的纤维；同时平稳地抄取悬浮液中的纤维，尽量保障单丝化后的纤维的状态，减少引入的误差；过滤网为抄纸用过滤网；采用浆液池的原液进行检测，更能直观反映浆液池中玄武岩纤维湿法短切原丝悬浮液的情况，有利于对悬浮液的制备参数进行改进调整。

将过滤网及过滤网上的纤维在烘箱中烘干。

获取过滤网上纤维的高清图像，图像处理单元将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏。

采用高分辨率相机获取过滤网上纤维的高清图像。相机可以直接与计算机通信连接，直接将获取的图像传输到计算机进行比较判断，也可以不与计算机连接，采集完图像后，再连接到计算机导出图像进行比较判断。

所述的将图像与标准图像进行比较判断纤维的分散性好坏包括：

将图像处理为由各像素点亮度组成的矩阵a；

将矩阵a乘以一个图像处理变换矩阵b，得到具有有限个图像特征参数的谱矩阵c；

从谱矩阵c中提取表达图像的图像特征参数；

将获取图像的图像特征参数与标准图像的图像特征参数进行比较，判断纤维分散均匀性。

所述的判断纤维分散均匀性包括：若图像特征参数绝对值≤标准图像的图像特征参数绝对值，则纤维的分散性好，所述的标准图像包括理想图像，当选取理想图像作为标准图像时，如全白或全黑的图像，此时每一个“标准图像的图像特征参数的绝对值”都为零。分散均匀性通过图像处理单元根据标准图像及设定的判定依据进行判断，标准统一，不会代入主观误差。

同时实施例二的方法与实施例三的方法得到的结果可以用作相互对照证明，原则上两种方式得到的数据应该相同或者具有较小的误差，若存在较大误差时，则需要对悬浮液本身、悬浮液的生产过程和检测过程的各设备进行检修认证。

本发明的实施例中的检测方法整个过程简化玄武岩纤维湿法短切原丝的分散过程中的各种运动，缩短了检测时间，减少各环节引入的误差，最大程度接近玄武岩湿法短切原丝在湿法毡生产过程中的分散状态，采用图像处理技术来实现玄武岩纤维湿法短切原丝分散性的检测，减少人为因素引起的误差，客观、准确、高效地判断玄武岩纤维湿法短切原丝的水分散性。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。