注册

国家标准计划《中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定 图像分析法》由 TC382(全国分离膜标准化技术委员会)归口上报及执行 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所(国家海水及苦咸水利用产品质量监督检验中心)

目录

基础信息

计划号
20162551-T-469
制修订
制订
项目周期
24个月
下达日期
2016-12-28
申报日期
2016-04-12
公示开始日期
2016-10-14
公示截止日期
2016-10-30
标准类别
方法
国际标准分类号
71.040.50
71 化工技术
71.040 分析化学
71.040.50 物理化学分析方法
归口单位
全国分离膜标准化技术委员会
执行单位
全国分离膜标准化技术委员会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

1.目的 通过本项目的开展,研究建立科学可靠的中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定方法,形成相应的国家标准,为水处理膜行业中空纤维膜丝的尺寸测定提供统一的方法,为相关科研、生产和检测提供技术支撑。

2.意义 中空纤维膜丝截面结构的尺寸包括外径、内径、壁厚和截面积,是中空纤维膜最基本的参数。

在中空纤维膜的研究和应用实践中,这些指标作为计算或评价的基础,不可缺少。

在中空纤维膜丝的生产过程中,中空纤维膜丝的尺寸能够直观的反映生产的稳定性,例如膜丝细度是否均一、膜丝厚度是否均匀和中空管是否稳定等。

在研究和比对中空纤维膜丝的过滤性能时,有效膜面积的计算依赖于膜丝内径和外径的准确测量。

在研究中空纤维膜丝的断裂强度时,准确获取膜丝的截面积十分重要。

当前,膜丝截面结构尺寸的测定主要有使用千分尺直接测量和采用显微镜目视测距等方法。

使用千分尺主要是测量膜丝的外径,测量时使用千分尺卡住膜丝,读得数据;使用显微镜测量时,截断膜丝,将横截面置于带有刻度或具有测距功能的显微镜下,读得膜丝的外径和内径数据。

中空纤维膜丝的生产工艺和材料特性决定了膜丝的外围、中空管并不是严格的圆形,且易发生形变。

因此,上述的测试没有避免因膜丝的形变导致的误差以及解决膜丝形状的不规则带来的测量困难。

本标准采用图像分析技术对膜丝截面的显微图像进行处理,从整体上对膜丝截面的尺寸进行测定,避免单个点测量带来的误差;依据中空纤维膜的过滤原理对测得的周长、面积等数据进行相应的处理,最终得到科学的、可靠的膜丝尺寸数据。

本标准的制定将填补中空纤维膜丝尺寸测定没有统一标准的空白。

通过图像分析法进行测定能够解决现存的问题,并提供了一种便捷、科学、可靠的测量方式,规范膜丝尺寸测试,为中空纤维膜的研发和和制造中的检测需求提供技术支持。

范围和主要技术内容

范围和主要技术内容 本标准适用于中空纤维状的微滤、超滤、纳滤及反渗透膜。采用图像分析法对中控纤维膜丝的外径、内径、壁厚和截面积进行测定。本标准拟通过实验对仪器和器具、试样制备、图像采集、图像处理、图像测量以及数据处理的过程和方法进行规范,确定该方法实施的具体要求,提高该测试方法的准确性和可靠性。在此基础上,通过在膜生产企业和科研院所进行实验验证和征求意见,对该测试方法进行进一步优化,形成准确、科学、可操作性强的国家标准。

国内外简要情况说明

中空纤维膜丝截面结构的尺寸包括外径、内径、壁厚和截面积,是中空纤维膜最基本的参数,其测定是一个常规的检测过程。但是目前国内外还没有专门针对中空纤维膜丝截面结构的尺寸测定制定相应的标准。国内目前涉及到中空纤维膜丝的外径、内径和壁厚检测的标准有《聚丙烯中空纤维微孔膜》(HY/T 110-2008)。该标准的“6.2 膜纤维平均直径及壁厚的测量”小节简单描述了进行检测的显微镜要求、量取数值的方法和平均值计算的方法。在使用该方法对中空纤维膜丝进行测量实践时,存在方法未能详尽说明的问题,从而影响到膜丝直径和壁厚测量结果的准确性和可靠性。现今中空纤维膜丝的尺寸和材质的多样化以及中空纤维膜丝的形变特性会带来实际测量的较大误差。 当前,膜丝截面结构尺寸的测定主要使用千分尺测量和采用显微镜目视测距等方法,这些测量方法容易因纤维形变、目视测量等产生误差。这些方法也较为繁琐,测量结果受人为因素影响较大。 图像分析技术用于表征微细物尺寸已经获得广泛应用,特别是用于测量工作量大、过程繁琐和结果受人为因素影响大的物质。国内外采用图像分析技术对纤维、颗粒和金相组织的尺寸等进行测定已形成相应的标准,例如:《碳纤维 纤维尺寸的测定》(GB/T 29762-2013)、《纸浆 纤维长度的测定》(GB/T 28218-2011)、《粒度分析 图像分析法 第1部分:静态图像分析法》(GB/T 21649.1-2008)和《用半自动和自动图像分析法测量平均粒度的标准测试方法》(GB/T 21865-2008)等。这些物质的尺寸测量从手工测量到图像分析测量,提高了测量的工作效率和测量结果的准确性,图像分析法的标准获得了广泛认可。 膜丝截面尺寸的测定与以上物质的测定存在共性,例如存在形状不规则、分布不均一和尺寸小等共同点。应用图像分析的方法也一定能够解决好中空纤维膜丝截面结构尺寸测定的问题。建立此标准用来规范和指导中空纤维膜丝截面结构尺寸的测定十分必要。

国家级科研专项支撑

项目名称:海水淡化分离膜检测技术及标准研究 编号:2015BAZ06166