采用数字化纤维样片进行含量比对试验方法解析
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摘要：本文介绍了数字化纤维样片的特点，分析了采用数字化纤维样片进行含量比对试验的测试结果，试验根据GB/T 16988的标准进行含量的比对以及测量，比较以往常规的比对方法进行探讨。
关键词：数字化样片；采集系统；多层聚焦；含量分析；比对试验
1 引言
实验室间比对试验是判定实验室检测能力的重要技术手段，也是实验室内部质量控制的补充措施，实验室通过参加实验室间比对试验，可提高实验室检测水平，保持实验室间测试结果的一致性。传统的比对试验一般都是从同一个被测母体样本取子样分发给个实验室进行试验。很显然在评价各实验室测试结果之间差异时很难排除子样间差异、取样制片造成的差异以及设备差异等。
本文以含量试验为例，采用数字化纤维样片进行含量比对试验，介绍了数字化纤维样片的特点，分析了采用数字化纤维样片进行含量对比试验的结果。
2 数字化纤维样片的特点
现行的含量试验是从被测母体取样，并在玻璃载玻片上制作出代表该被测母体的样片，再由试验人员根据相关标准对载玻片上的样片进行测试而完成的（如图1所示）。而数字化纤维样片是通过一套专用的采集系统先对玻璃载玻片上的样片进行逐视场逐层面的图像采集并保存，从而形成数据文件，试验人员则根据同样的方法标准对数字化纤维样片进行试验。可见两者的区别在于前者是针对载玻片上的样片进行测试，而后者是对数字化纤维样片进行测试的。
数字化纤维样片真实地记录了玻璃载玻片上的纤维样品在显微镜下的图像信息，包括各个视场内的纤维及每个视场中每根纤维在不同聚焦层面的形态，同时数字化纤维样片也能记录每一根纤维的测试数据，包括纤维种类、直径及直径测量部位。由此可见，数字化纤维样片有如下特点：
数字化纤维样片是根据玻璃样片制作的数字文件，它同样反映了被测母体样本的统计特征。
数字化纤维样片保证了样品的完全一致性。它可以复制成多个副本文件，供多个试验者进行试验，也就是说，对试验者而言，他们的试验对象是完全一致的样品，最大程度地去除了采样和制样过程所引入的差异。而对于传统的实物纤维切片，尽管可以按照严格的程序制作出多个玻璃载玻片的样片，也不可避免引入采样和制样过程中的差异。
数字化纤维样片使得试验过程是可追溯的，因为可以针对其中的任何视场或纤维进行重复的观察、标记和测量，以及对过往错误识别标记和测量数据的修正。
数字化纤维样片的测试工具是统一的专用测试软件，不涉及硬件设备及其使用环境。因而自然不存在设备与环境因素的干扰。
数字化纤维样片不存在保存期限的限制。
3 试验
3.1 目的
含量分析是纺织品实验室常规检测项目，在我国现行的GB/T 16988―2013《特种动物纤维与羊毛混合物含量的测定》、GB/T 10685―2007《羊毛纤维直径试验方法―投影显微镜法》等相关标准中明确规定了特种动物毛混纺含量检测的试验方法，这在客观上要求相关实验室及实验员应具有相应的检测能力及识别眼光。本次试验比对计划旨在共同提高参加实验室检测人员在该领域的检测能力，提高含量分析结果的可比性，并首次展现对试验过程进行比对的可行性。
3.2 试样及标准
本次比对试验向各实验室提供了一个完全一样的样本，即一个数字化纤维样片文件。它来自一个设计值为70%羊毛、10%羊绒、20%兔毛的混纺面料样品，由专业数字化自动设备进行图片采集并整合制作成数字化纤维样片。由此确保了检测样品的一致性。
3.3 参加实验室范围
本次试验比对共有35个实验室参加，其中30个实验室在规定时间内反馈了检测结果，参加实验室有质检机构，第三方检测及国内有影响力的纺织工厂，为保护参加实验室的权益，本次比对试验均赋予一个代码，代码为01～35，本次比对试验结果在说明与实验室有关的检测结果、结果评价等时，均以上述代码表示参加实验室。
3.4 使用软件及仪器
软件使用《CU数字化纤维样片测量及比对系统》，确保排除了各实验室使用设备上的差异。CU测量比对系统可用在CU系列供仪器用的任何一台电脑上，也可以独立在任意一台标准配置的笔记本或者台式电脑上，由于操作完全脱离显微镜，可以在任一地点完成比对试验。测量系统使用方法与CU5/6基本一致。
3.5 方法
本次比对试验向每个实验室提供一套《数字化纤维样片测量比对系统》软件，一份数字化纤维样片。将软件安装后即可进行测量及数据保存。在规定时间内反馈。本次比对试验共分两部分：含量试验和精细试验。
含量试验的样本，其羊毛、羊绒和兔毛含量的设计比例为70：10：20。
精细试验所用的样片是在含量试验的数字化纤维样片中挑选出50个视场而组成的。
4 结果分析与讨论
4.1 试验结果
含量试验比对结果见表1。参加本次比对试验的实验室代码为01～35，其中有个别实验室未及时提交试验结果，将不予以统计。
精细样片比对结果选图见图2～图4（对应表2～表4）。
4.2 分析与讨论
（1）含量比对试验结果：由表1统计，在本次试验中羊毛含量结果在70%±3%的实验室占30%；羊绒含量结果在10%±3%的实验室占27%；兔毛含量结果在20%±3%的实验室占27%。
（2）精细试验比对结果：由表2～表4可看出，不同实验室的检测人员在测量同一根纤维对种类的判断并不相同。据统计，图2编号为4的纤维，根据表2的统计：76%的试验员判断这根纤维种类为羊毛，24%的试验员判断纤维种类为羊绒；图3中编号为2的纤维，从表3中可看出，68%的试验员判断为羊毛，32%的试验员判断为羊绒；再如图4中编号为3的纤维，39%的人判断为羊毛，而其余61%的人则认为是羊绒。通过这样的细节说明对待同一形态特征的动物纤维，不同试验员在识别上目光差异还是很大。如果说含量试验侧重于从宏观层面上观察试验人员进行含量试验的能力，那么精细试验就是侧重于从微观层面上进一步分析试验人员对纤维的识别能力。数字化纤维样片可以保留每一个试验员的测量标记，针对同一个样片，可以保留不同试验员的测量标记，并且可以将两个不同试验员的标记在同一张图片上显示（见图5），借此达到比对的目的。比如，同一个视场同一根纤维，实验室1选择羊毛，而实验室2选择羊绒，在图片中就会有不同颜色的标记加以区分（例：羊毛是红色标记，羊绒是绿色标记，同一根上两个不同颜色的标记，说明两人选择的纤维种类不同）。若实验室需要其他实验室的标记结果，可以互相交换，达到进一步比对的结果，共同提高检测水平。
5 结论
采用数字化纤维样片进行含量比对试验可以在最大程度上消除各实验室子样间的差异，集中地反映各实验室测试人员自身水平的差异。另一方面，由于切片中每个视场中的每根纤维的图像与标记、数据都能保留，有利于测试人员发现自身问题，从而有针对性地提高识别纤维的能力。
本次比对试验清楚地表明了部分试验人员在羊毛、羊绒的识别能力上还存在着巨大的差距，而这完全可以通过对大量数字化纤维样片的反复测试和对比来快速提升纤维鉴别能力。
[作者单位：高、吕欣，北京和众视野科技有限公司；张艳，中纺标（北京）检验认证中心有限公司]