大容量棉花檢測儀器測試原理及指標的分析

閆志峰

摘 ?要：本文首先闡述了大容量棉花測試儀測試原理和指標，分析了其特點與常規測試儀測試指標的相關性，并探討了大容量棉花檢測儀與紗線質量相關指標。

關鍵詞：大容量;棉花檢測;測試原理;指標

棉花檢驗體制改革實施以來，大容量棉花纖維檢測儀器逐步在纖檢系統及紡織企業推廣。因此，了解檢測原理和指標，充分分析與紗線質量有關的檢測指標，對大容量棉花檢測儀器在纖檢系統及紡織企業的推廣應用，以及促進棉花檢驗體制改革具有重要意義。

一、大容量棉花測試儀器測試原理和指標

1、長度測試模塊。采用光電照影法，從取樣器上隨機夾取一束棉花，儀器自動梳理后，將纖維拉直，并將浮游纖維梳理干凈，進入光電檢測區掃描后，感應出纖維束遮光量，以遮光量和纖維束長度為坐標繪制的曲線稱為照影曲線。依據照影曲線計算50%跨距長度SL1、2.5%跨距長度SL2、長度整齊度比UR、平均長度Lm、上半部平均長度Luhm、長度整齊度指數Ui。由于短纖維含量不能直接測出，因此短纖維指數是根據一定經驗公式，由上半部平均長度及整齊度指數來計算。

2、強伸度測試模塊。采用CRE拉伸法和3.175mm（1/8inch）隔距束纖維拉伸法，依據最大載荷Fmax讀數、纖維斷裂點遮光量和馬克隆值等計算棉纖維的比強度STR，按拉伸曲線計算伸長率Elg。

3、馬克隆測試模塊。運用氣流法一次壓縮，依據氣壓差計算棉纖維的馬克隆值Mic，并根據不同質量進行修正，按馬克隆值及比強度計算成熟度指數Mat。

4、色澤測試模塊。光線從棉樣表面法線45°方向入射到棉樣表面，在法線上測量棉樣表面漫反射光，分析其光譜組成及反射率，得到反映棉樣色征的反射率Rd及黃深+b，根據兩者測試結果輸出色澤等級CG。

5、雜質測試模塊。利用CCD攝像機對棉花表面攝像，并通過圖像處理及軟件分析計算棉花表面葉屑顆粒數TC、葉屑面積TA、葉屑等級TG。

6、回潮率測試模塊。采用電阻法測量回潮率，根據8組電極在不同位置測得的回潮率數據計算平均值，給出最終結果，并根據結果對比強度試驗結果進行修正。

二、大容量棉花檢測儀器特點及與常規測試儀器測試指標相關性

1、大容量棉花檢測儀特點

1）大容量棉花檢測儀具有檢測速度快、檢測項目多、樣本容量大、數據代表性強、重復性好等優點，在整個測試中很少受人為因素的影響，具有自動取樣、操作方便、結果準確可靠等優點。同時，給出了反映棉花綜合可紡性的紡紗一致性指數SCI，為配棉及產品質量預測提供了有價值的信息。

2）實現原棉的逐包檢驗和分類，使新配棉管理成為可能。我國傳統的原棉管理是以原棉的產地、等級、長度等指標為依據，進倉分嘜堆放，依據配棉成分，在清棉車間使用前逐包分級驗收后使用或待用。檢驗主要以手感目測為主，配棉成分主要根據品種要求進行控制，如等級、長度、細度、成熟度、色澤等指標，以達到穩定的成紗質量和合理的生產成本。但由于其檢測容量小，缺乏代表性，實際包裝質量差異大，存在不合理的一面，而且管理繁瑣。

大容量棉花檢測儀可逐包檢驗原棉質量，能快速、高效、準確地測量相關數據，計算出每批棉包的SCI作為主要控制指標，再結合原棉馬克隆值或產地分組進行儲存分類。配棉時，應根據紡紗品種質量要求確定SCI指標及控制范圍，全面考慮馬克隆值，對色澤要求較高的特殊品種應控制色澤參數（Rd、+b）等。實踐表明，這種新的原棉管理法能使棉紗質量穩定，控制馬克隆值基本一致，能減少織物橫檔疵點，尤其是針織物的條影及色差。

2、大容量棉花測試儀與常規測試儀測試指標的相關性。由于大容量棉花測試儀的測試原理與傳統測試儀不同，測試結果有明顯差異，但主要指標具有良好的相關性。以某紡織企業為例，利用常規檢測儀及大容量棉花檢測儀對一些棉樣進行檢測，結果表明：常規儀器測試結果欄中的主體長度及短絨率為羅拉分析儀測得結果，成熟系數用氣流法，雜質用分離稱重法，回潮率用烘箱法;XJl20快速棉纖維性能測試儀是一種大容量棉花檢測測試儀，因無恒溫恒濕條件，所以無比強度比較。經分析，除含雜偏低外，成熟度、長度、短絨率、回潮率相關性均較好。但要想找出它們間的換算關系，很難通過大量實驗來證明，因它們間的關系會隨著被測棉纖維的品種和分布等而變化，無確定換算公式，因此，不能用試圖找出傳統測試指標與大容量棉花測試指標間的對應關系來配棉，而應根據大容量測試儀新的測試指標重新探索。

三、大容量棉花檢測儀與紗線質量相關指標

大容量測試儀器的測試指標很多，一般給出15項指標，有的是實測指標，有的是分級指標或估算指標。應了解哪些指標對棉花使用者真正有用，哪些指標對紗線性能的影響及貢獻最大。為了分析大容量棉花測試儀的哪些測試指標與紗線性能有關，分別用大容量棉花測試儀與常規測試儀測試了50組棉花，并用這些棉花進行單嘜試紡，最后測量針織與機織紗線的相關性能，并用統計分析方法分析這些指標對紗線性能的貢獻率。分析中重點選取大容量棉花檢測儀的以下指標：上半部平均長度Luhm、馬克隆值Mic、比強度Str、伸長率Elg、反射率Rd、黃深+b、雜質粒子數TC等;其它指標采用常規測試儀器或手感目測法進行分析，選取基數s、纖維中段公制支數Nm、短絨率 、成熟度系數K3、索絲數n6、棉結數N等指標。

為準確反映棉花包間不勻對紗線質量的影響，在分析中增加了棉花包間長度不勻率及棉花包間短絨不勻率。結果表明，與紗線性能有關的傳統測試指標主要是Nm、N、M、N6;大容量測棉儀與紗線性能有關的主要測試指標為Luhm、Str、Mic、Rd、+b，同時考慮到棉包間的差異，在配棉中所涉及的指標也應有長度整齊度指數Ui。

四、結語

1、與傳統的測試方法相比，大容量棉花測試儀具有速度快、取樣量大、指標多、結果重復性好等特點，為配棉及后續產品質量預測提供了有價值的信息，實現了原棉的逐包檢驗和分類，以及計算機配棉管理。

2、傳統的測試指標與大容量測棉儀的測試指標有很強的相關性，但由于測試原理的不同，無確切的換算關系，因此不適宜采用相互換算方法進行配棉。

3、在大容量棉花測試儀的測試指標中，與紗線性能關系最為密切的指標是上半部平均長度Luhm、比強度Str、馬克隆值Mic、反射率Rd、黃深+b、雜質粒子數TC和長度整齊度指數Ui等。

4、為充分體現大容量試棉機的特點，提高紡織企業的生產效率，有必要開發一套基于大容量試棉機測試指標的計算機配棉系統。

參考文獻

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