AFIS与aQura测试参数稳定性的对比研究.pdf

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1、第3 l 卷第3 期纺织学报V 0 1 3 1 ，N o 3 2 0 1 0 年3 月 J o u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h M a r ，2 0 1 0 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 1 0 ) 0 3 0 1 2 3 0 5 A F I S 与a Q u r a 测试参数稳定性的对比研究 曹继鹏1 ”，孙鹏子1 ( 1 辽东学院，辽宁丹东1 1 8 0 0 3 ；2 天津工业大学，天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要对A F I S 与a Q u r a2 种测试仪的测试稳定性进行了对比研究。将2 次不同实验( 每次实

2、验包括1 2 个方案) 条件下所生产的生条分别用A F I S 与a Q u r a 仪器进行检测，用统计学的方法对检测结果进行分析，得出了2 种仪器 共有测试参数的稳定测试次数的范围和均值。认为A F I S 与a Q u r a2 种仪器在检测带籽屑棉结含量和尺寸及棉结 总数方面的稳定性差异相当明显，a Q u r a 的测试稳定性要远远高于A F I S ；在检测棉结平均尺寸、5 长度、质量短绒 率和根数短绒率指标方面，2 种仪器的测试稳定性差异不大，测试稳定性均较高。 关键词P r e m i e ra Q u r a ；A F I S ；带籽屑棉结；棉结总数；5 0 长度；根数短绒率

3、；质量短绒率；测试稳定性 中图分类号：T S1 0 3 6 2文献标志码：A C o m p a r a t i v ea n a l y s i so nt e s t i n gs t a b i l i t yb e t w e e nA F I Sa n da Q u r a C A OJ i p e n 9 1 - 。S U NP e n g z i l ( 1 E a s t e r nL i a o n i n gU n i v e r s i t y ，D a n d o n g ，L i a o n i n g1 1 8 0 0 3 ，C h i n a ； 2 T i a

4、n j i nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y ，T i a n j i n3 0 0 1 6 0 ，C h i n a ) A b s t r a c tT h i sp a p e rm a k e sac o m p a r a t i v ea n a l y s i so nt e s t i n gs t a b i l i t yb e t w e e nA F I Sa n da Q u r a A f t e r t e s t i n gc a r ds l i v e rp r o d u c e db yt w od i

5、f f e r e n te x p e r i m e n t s ( t w e l v ep l a n si ne a c he x p e r i m e n t ) w i t hA F I S a n da Q u r a ，t h et e s tr e s u l t sa r ea n a l y z e dw i t ht h et h e o r yo fs t a t i s t i c a la n a l y s i sa n dt h er a n g ea n da v e r a g eo f t e s tt i m e st h a tc a ng e

6、tar e l i a b l et e s tr e s u l to fc o m m o nt e s tp a r a m e t e r so fA F I Sa n da Q u r aa r ec a l c u l a t e d T h ef o H o w i n gc o n c l u s i o n sa r ed r a w nt h a tf o rt h ep a r a m e t e r so fS C Nn u m b e r ，S C Ns i z ea n dt o t a ln e p s n u m b e r ，t h et e s t i n

7、gs t a b i l i t yw i t ha Q u r ai sm u c hb e t t e rt h a nt h a tw i t hA F I S F o rt h ep a r a m e t e r so fn e p m e a ns i z e ，5 l e n g t h ，s h o r tf i b e rc o n t e n tb yw e i g h ta n ds h o r tf i b e rc o n t e n tb yn u m b e r ，t h e r ei sn o e v i d e n td i f f e r e n c ei

8、nt e s ts t a b i l i t yb e t w e e na Q u r aa n dA F I S ，a n dt e s ts t a b i l i t yo ft h e ma r ea l lv e r yh i g h 。 K e yw o r d s P r e m i e ra Q u r a ；A F I S ；s e e dc o a tn e p s ；t o t a ln e p sn u m b e r ；5 0 l e n g t h ；s h o r tf i b e rc o n t e n t b yn u m b e r ；s h o r

9、tf i b e rc o n t e n tb y w e i g h t ；t e s ts t a b i l i t y A F I S 单纤维测试仪主要用于原棉和半制品长 度、棉结和杂质等的检测，由于其测试项目较全面， 测试时间短，因而广泛用于纺纱厂质量控制和工艺 监控以及有关研究工作中- 2 。a Q u r a 棉结和短纤 维测试仪是印度P r e m i e r 公司生产的一种棉纤维检 测设备，也可以对原料和纺纱加工中的半成品长度 及棉结等指标进行检测p 1 。文献 4 在阐述短纤维 测试问题方面讨论了a Q u r a 检测的基本原理。文献 5 用A F I S 研究了棉结测

10、量的再现性问题，结果发 现棉结数量的再现性不如棉结尺寸的再现性好，研 究中采用了具有交互作用的四因素方差分析法来确 定操作者、样品的长度和质量对棉结含量的影响。 文献 6 对原棉中短纤维含量的各种测量方法进行 了分析比较，指出用A F I S 检测原棉中的短纤维含 量，由于在试样准备过程中会丢失大量短纤维，棉结 和杂质也会被测为短纤维，得到的结果不能真实反 映原棉中短纤维的信息。文献 7 用A F I S 、H V I 、 a Q u r a 和A l m e t e r 等对纤维长度检测结果进行了对 收稿日期：2 0 0 9 一0 5 2 6修回日期：2 0 0 9 一0 9 一1 8 基金

11、项目：辽宁省科技厅科技攻关项目( 2 0 0 3 2 2 0 0 2 6 ) ；丹东市科技局科技攻关项目( 0 6 1 3 3 ) 作者简介：曹继鹏( 1 9 7 5 一) ，男，讲师，博士生。主要研究方向为梳理理论及工艺。孙鹏子，通讯作者，E - m a i l ：k y c 3 1 6 3 e o m 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 2 4 纺织学报第3 1 卷 比研究发现，这几种仪器对纤维短绒率等检测结果 相关性不大，并对上述结果进行

12、了分析。文献 8 阐述了a Q u r a 采用高样品量( a Q u r a 通常采用5 l Og 的棉样进行检测) 的好处，通过相关分析和实际 检测并与A F I S 进行比较，证实了采用高样品试样量 的确有利于提高测试结果的准确性。文献 9 通过 大量的实验说明P r e m i e ra Q u r a 测试的结果具有稳 定性和可重复性，并研究了A F I S 与a Q u r a 几个共有 参数间的相关性问题。文献 1 0 用a Q u r a 测试仪研 究了短纤维含量与成纱质量的关系，提出了相对短 纤维含量的指标，认为相对短纤维含量与成纱质量 间存在着相关性。文献 1 1 研究了P

13、 r e m i e ra Q u r a 测试参数的稳定性问题。 由于A F I S 测试仪相对a Q u r a 测试仪出现相对 较早，因而A F I S 在应用上更为广泛一些，介绍的文 献也相对要多一些，但是关于二者共有测试参数稳 定的检测次数方面的比较研究并不多见。本文就此 问题进行了实验研究，对2 次不同实验条件下生产 的生条用2 种仪器分别进行测试，用统计学的方 法纠对2 种仪器的测试稳定性进行了对比研究，得 出了2 种仪器共有测试参数的稳定测试次数的范围 和均值，发现在检测带籽屑棉结含量和尺寸及棉结 总数方面，a Q u r a 的测试稳定性要远远高于A F I S ，而 在检测

14、棉结平均尺寸及长度指标方面，2 种仪器的 测试稳定性均较高。现就实验及数据分析论述 如下。 1 实验方法 1 1 实验材料 中国新疆棉，其中1 2 9 级占9 0 ，2 2 9 级 占1 0 。 1 2 实验条件 实验用棉卷为同一系列开清棉机所加工，实验 用梳棉机为A 1 8 6 F 。第1 次实验中盖板与锡林的隔 距均为0 2 5m m ，每个实验方案在梳棉机上加工3 个 棉卷，每个方案每卷分别随机取l O 个生条子样( 共 取3 0 个) 进行A F I S 与a Q u r a 检测；第2 次实验中盖 板与锡林的隔距均为0 2 2 5m m ，每个实验方案在梳 棉机上加工2 个棉卷，每个

15、方案每卷分别随机取1 5 个生条子样( 共取3 0 个) 进行A F I S 与a Q u r a 检测。 实验过程中梳棉机的其他工艺参数均不改变，梳棉 机的活动盖板踵趾差分别取0 1 4 、0 2 8 、0 4 2 和 0 5 6m m 。每个踵趾差下，产量分别设定为2 5 、3 0 和3 5k g h 进行对比实验，总计为1 2 个实验方案，具 体实验方案代号和实验条件对应情况见表l 。 表1实验方案与实验条件对照表 T a b 1 C o m p a r i s o no fe x p e r i m e n tp l a n sa n d e x p e r i m e n tc o

16、n d i t i o n s 方案踵趾差产量方案踵趾差产量 编号 m m ( k g h “) 编号 m m ( k g h “) 10 1 42 570 4 22 5 20 1 43 080 4 23 0 30 1 43 590 4 23 5 40 2 82 5l OO 5 62 5 5O 2 83 01 1O 5 63 0 6O 2 83 51 20 5 63 5 2 实验结果分析 2 1 分析方法 首先，对2 次实验的2 4 组测试数据进行了3 盯 原则验证，结果表明，2 4 组测试数据均符合正态 分布。 在此基础上引入统计量i = 石；，根据露一 ( p ，鲁) ，由给定允许测量值波

17、动范围来估计n 的 大小。分2 步： 1 ) 估计盯2 值。t ：纰t l s 2 2 了l _ ；i 菇t 一 面) 2 是随机变量菇方差的无偏估计，所以可用s 2 来 估计盯2 。 2 ) 利用牙一f p ，生) ，对于给定的允许波动程 、 n ， 度占，给定水平a ，则可以根据P ( 1 面一弘l g ) = P ( 蒜l 詈q 2 2 ( 1 一咖( 詈q ) 计算 最小值n 。如果取a = 0 0 5 ，则有旦石= 1 9 6 ，即 n = f 乏1 9 6 2 1 + l 。 该式的意义是在测量1 个对象时，如果用测量 n 次求其均值作为其测量值，对于不同的实验，测量 值肯定会有波

18、动，那么对于给定的所允许波动程度 8 ，r , 为多少合适? 上式给出了n 的计算公式，表明 在上式中给出实验次数n 情况下，面与真实的p 值 之间的差异大于占的概率小于给定的水平a 。 由此可见，占取值越小，凡值将越大，说明测试的结 果越接近真实值。反之则说明测试结果的精度较低。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第3 期曹继鹏等：A F I S 与a Q u r a 测试参数稳定性的对比研究 1 2 5 2 2 稳定次数的计算结果 1 本文根据实

19、际经验取g = 知，p 与盯2 的计算 l J 分别以每个方案3 0 次测试数据的均值和方差。采 用上述方法，将2 种仪器共有的7 个检测指标测试 的稳定次数进行了计算，结果见表2 所示。 2 3 异常数据的剔除 由于测试结果受操作者等多方面因素的影 响旧o ，而且由于测试量较大，有可能出现异常数据。 为了更客观地对2 种仪器测试的稳定性进行对比， 对计算出的测试稳定次数采用格罗布斯准则副进 行了分析( 显著性水平O t 取0 0 5 ) ，结果发现有6 个 数据为异常数据，在讨论中予以剔除。这些数据分 别为第1 次实验中A F I S 检测质量短绒率计算得到 的稳定次数3 0 次和根数短绒率

20、1 8 次，以及第2 次 实验中a Q u r a 检测带籽屑棉结含量计算得到的稳定 次数1 4 0 次、带籽屑棉结尺寸4 2 次、棉结总数1 0 7 次和棉结平均尺寸1 6 次。 表2A F I S 和a Q u r a 仪器对应指标测试的稳定次数对比 T a b 2 C o m p a r i s o no fr e l i a b l et e s tt i m e so fc o r r e s p o n d i n gp a r a m e t e r sb e t w e e nA F I Sa n dn Q u r n 妻萎 方案 带籽屑棉结含量带籽屑棉结尺寸棉结总数棉结平均尺

21、寸5 长度质量短绒率根数短绒率 AAA 第 1 次 实 验 第 2 次 实 验 注：a 为采用a Q u r n 仪器测试结果；A 为采用A F I S 仪器测试结果。 2 4 棉结各项指标测试稳定性的比较分析 2 4 1 带籽屑棉结含量指标 由表2 可知，在第1 次实验中，a Q u r a 测试稳定 次数范围为1 3 2 9 ，A F I S 测试稳定次数范围为8 2 2 2 4 ；第2 次实验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为1 1 3 7 ( 剔除异常数据1 4 0 ) ，A F I S 测试稳定次数范围为 5 8 1 7 9 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次

22、数在 1 1 3 7 之间，平均值为1 9 0 ；A F I S 测试稳定次数在 5 8 2 2 4 之间，平均值为1 2 8 8 。可见在带籽屑棉结 含量指标上，2 种仪器测试稳定性的差异相当大。 2 4 2 带籽屑棉结尺寸指标 由表2 可知，在第1 次实验中，a Q u r a 测试稳定 次数范围为2 4 ，A F I S 测试稳定次数范围为6 1 7 ；第2 次实验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为5 1 0 ( 剔除异常数据4 2 ) ，A F I S 测试稳定次数范围为 5 1 5 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次数在， 2 一1 0 之间，平均值为5 0

23、；A F I S 测试稳定次数在 5 1 7 之间，平均值为1 1 1 。可见在带籽屑棉结尺 寸指标上，2 种仪器测试稳定性的差异相对要小，而 且2 种仪器的平均稳定次数均不高，说明2 种仪器 4 O 3 5 3 5 8 4 4 3 4 2 7 撕4 9 6 8 如7 6 6 7 坫 7 7 5 6 8 6 4 7 O 3 7 4 a 一5 6 3 4 5 3 7 6 3 4 3 4 9 l 8 6 9 7 4 O 8 4 0 0a一，一2坫3 ”“协H弱凹n”M坞 挎凹埒M s：加：2毖M加 a n 7 5 6 6 8 6 4 7 3 78“4 8 协- n 9“m“7 一一一一一一一一一一

24、一一一一一一一一一一一一一一一 l 2 B瑚64 I 9n2一1 2 3 - 5 d 7 8 9 m n ：! 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 1 2 6 纺织学报第3 1 卷 在测试带籽屑棉结尺寸方面稳定性较高。出现数值 相差较大的原因可能与带籽屑棉结含量的测试稳定 性差异大有关。 2 4 3 棉结总数指标 由表2 可知，在第1 次实验中，a Q u r a 测试稳定 次数范围为3 1 1 ，A F I S 测试稳定次数范围为1 3 5 6 ；第

25、2 次实验中，a O u r a 测试稳定次数范围为4 2 1 ( 剔除异常数据1 0 7 ) ，A F I S 测试稳定次数范围为 1 0 4 0 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次数在 3 2 1 之间，平均值为8 3 ；A F I S 测定次数在1 0 5 6 之间，平均值为2 3 2 。可见在棉结总数指标上，2 种 仪器测试稳定性有明显差异。 2 4 4 棉结平均尺寸指标 由表2 可知，在第1 次实验中，a O u r a 测试稳定 次数均为1 ，A F I S 测试稳定次数范围为1 2 ；第2 次实验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为1 3 ( 剔除 异常数据

26、1 6 ) ，A F I S 测试稳定次数范围为1 2 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次数在1 3 之间， 平均值为1 1 ；A F I S 测试稳定次数在1 2 之间，平 均值为1 2 。可见在棉结平均尺寸指标上，2 种仪器 测试稳定性都是相当高，几乎没什么差异。 2 5纤维长度指标测试稳定性的比较分析 2 5 15 长度检测指标 由表2 可知，对于5 长度检测指标，2 种仪器 检测1 次就可达到本文所讨论的要求，可见在该指 标的检测上2 种仪器测试稳定性均相当高。 2 5 2 质量短绒率指标 由表2 可知，对于质量短绒率指标，在第1 次实 验中，a Q u r a 测试稳

27、定次数范围为3 7 ，A F I S 测试 稳定次数范围为4 1 6 ( 剔除异常数据3 0 ) ；第2 次 实验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为4 1 1 ，A F I S 测 试稳定次数范围为3 1 0 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次数在3 1 1 之间，平均值为6 2 ；A F I S 测 试稳定次数在4 1 6 之间，平均值为6 9 。可见在 质量短绒率指标上，2 种仪器测试稳定性的差异并 不大。 2 5 3 根数短绒率指标 由表2 可知，对于根数短绒率指标，在第1 次实 验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为2 5 ，A F I S 测试 稳定次数

28、范围为3 1 2 ( 剔除异常数据1 8 ) ；第2 次 实验中，a Q u r a 测试稳定次数范围为2 6 ，A F I S 测 试稳定次数范围为2 5 。2 次实验总体范围a Q u r a 测试稳定次数在2 6 之间，平均值为3 5 ；A F I S 测 试稳定次数在2 1 2 之间，平均值为4 6 。可见在 根数短绒率指标上，2 种仪器测试稳定性的差异也 不大。 3 结论 1 ) A F I S 与a Q u r a2 种仪器在检测带籽屑棉结含 量和尺寸及棉结总数方面的稳定性差异相当明显， a Q u r a 的测试稳定性要远远高于A F I S 。 2 ) 对于棉结平均尺寸和5 长

29、度2 个指标，2 种 仪器的测试稳定次数几乎没有差异，测试稳定性均 相当高。 。3 ) 在检测质量短绒率和根数短绒率指标方面， 2 种仪器的测试稳定性差异并不大，测试稳定性均 较高，具有较高的测试精度。 4 ) 2 种仪器对于棉结尺寸检测的稳定性要远高 于对数量检测的稳定性。 5 ) A F I S 与a Q u r a2 种仪器在检测长度指标方面 的差异性并不大，而且测试的稳定性较高。 以上详细讨论了8 = 知时2 种仪器测试稳定 性的对比情况。当然，随着测试精度要求的不同，计 算出的稳定次数也不同，随着允许波动范围值的增 大，计算出的稳定检测次数将相应降低。通过对 占2 争和82 静时2

30、种仪器测试的稳定次数进行 计算，仍可得出与g = 丧p 时相同的结论，限于篇 幅，不再一一赘述。 参考文献： 1 S C H E N E KA n t o n S i t u a t i o no fc o t t o nt e s t i n g J I n t e r n a t i o n a lT e x t i l eB u l l e t i n ：Y a r na n dF a b r i c ，1 9 9 4 ， 3 6 ( 3 ) ：1 9 2 4 2 F R Y D R Y C HI ，M A T U S I A KM T r e n d so f A F I S a p

31、p l i c a t i o ni n r e s e a r c ha n di n d u s t r y J F i b e r s T e x t i l e si nE a s t e r nE u r o p e ，2 0 0 2 ( 7 9 ) ：3 5 3 9 3 Q A U DM R e v i e wo f t e s t i n g m e t h o d sf o rc o t t o n f i b r e s J M e l l i a n dE n g l i s h ，2 0 0 4 ，8 6 ( 5 ) ： E 3 9 一E 4 2 4 D E A NM ，

32、E T H R I D G EK r i f aM o r a d R e n e w e df o c u sO n s h o r tf i b e rc o n t e n t s J T e x t i l eT o p i c s ，2 0 0 4 ( 3 ) ： 2 8 5 V A NL A N G E N H O V EL R e p r o d u c i b i l i t yo fn e pa n d t r a s hm e a s u r e m e n t sm a d eo nA F I S C I n t e r n a t i o n a l C o m m i

33、 t t e eo nC o t t o nT e s t i n gM e t h o d sP r o c e e d i n g s 1 9 9 4 ：1 3 6 孔繁荣，刘若华，于伟东原棉短纤维含量各种测量 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第3 期 曹继鹏等：A F I S 与a Q u r a 测试参数稳定性的对比研究 1 2 7 7 8 9 1 0 方法的比较 J 】中国纤检，2 0 0 6 ( 1 ) ：2 2 2 5 K O N G

34、F a n r o n g 。L I UR u o h u a ，Y UW e i d o n g 鸭e c o m p a r i s o n o fm e a s u r e m e n tm e t h o d so fS F Co f c o t t o n J C h i n aF i b e rI n s p e c t i o n ，2 0 0 6 ( 1 ) ：2 2 2 5 D R I E L I N GA ，H E I T M A N NU 。B U R K H A R D TD 。e ta 1 I m a g ea n a l y t i c a lf i b e rl

35、e n g t hm e a s u r e m e n t ，p a r tl c D R I E L I N GA P r o c e e d i n g so f2 8 “I n t e r n a t i o n a lC o t t o n C o n f e f e n c e B r e m e n ：F a s e r i n s t i t u tB r e m e nP u b l i s h e r 2 0 0 6 ：1 0 1 1 1 6 S R I M N I V A S O NV ，A N B A R A S A NM B e n e f i t so fh i g

36、 h e r s a m p l es i z e i nn e pm e a s u r e m e n t J I n t e r n a t i o n a l T e x t i l eB u l l e t i n 。2 0 0 3 ，4 5 ( 3 ) ：3 4 3 9 D R I E L I N GA R e s u l t so fas t u d yo fl e n g t ha n dn e p s m e a s u r e m e n tw i t hp r e m i e ra Q u r a C P r o c e e d i n g so f 2 9 4I n t

37、 e r n a t i o n a lC o t t o nC o n f e r e n c e B r e m e n ： F a s e r i n s t i t u tB r e m e nP u b l i s h e r ，2 0 0 8 ：1 2 6 1 4 4 S R I N A S A NV D H A N D A Y U T H A P A N IC R e l a t i v e 1 - 1 1 2 1 3 S F Cm e a s u r e m e n ta n di t se f f e c to ny a r nq u a l i t y J T h e I

38、n d i a nT e x t i l eJ o u r n a l 。2 0 0 7 ，1 1 7 ( 5 ) ：3 2 3 3 陈玉国，张明光，孙鹏子，等P r e m i e ra Q u r a 测试参数 稳定性 J 纺织学报，2 0 1 0 ，3 1 ( 1 ) ：1 1 2 1 1 6 C H E NY u g u o ，Z H A N GM i n g g u a n g 。S U NP e n g z i ，e ta 1 T e s ts t a b i l i t yo fP r e m i e ra Q u r a J J o u r n a lo fT e x t i

39、l e R e s e a r c h ，2 0 1 0 ，3 1 ( 1 ) ：1 1 2 1 1 6 郭跃华概率论与数理统计 M 北京：科学出版社， 2 0 0 7 ：1 4 5 1 5 4 G U OY u e h u a T h eT h e o r yo f P r o b a b i l i t y a n dt h e M a t h e m a t i c a lS t a t i s t i c M 】B e i j i n g ：S c i e n c eP r e s s ， 2 0 0 7 ：1 4 5 1 5 4 刘国涛异常数据的处理方法 J 棉纺织技术， 1 9 8 5 ，1 3 ( 7 ) ：3 1 3 4 L I UG u o t a o S o l u t i o no fa b n o r m a ld a t a J C o t t o n T e x t i l eT e c h n o l o g y ，1 9 8 5 ，1 3 ( 7 ) ：3 1 3 4 2 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark