大容量棉花檢測儀器測試原理及指標(biāo)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(biāo)，分析了其特點(diǎn)與常規(guī)測試儀測試指標(biāo)的相關(guān)性，并探討了大容量棉花檢測儀與紗線質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：大容量;棉花檢測;測試原理;指標(biāo)

棉花檢驗(yàn)體制改革實(shí)施以來，大容量棉花纖維檢測儀器逐步在纖檢系統(tǒng)及紡織企業(yè)推廣。因此，了解檢測原理和指標(biāo)，充分分析與紗線質(zhì)量有關(guān)的檢測指標(biāo)，對大容量棉花檢測儀器在纖檢系統(tǒng)及紡織企業(yè)的推廣應(yīng)用，以及促進(jìn)棉花檢驗(yàn)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(biāo)

1、長度測試模塊。采用光電照影法，從取樣器上隨機(jī)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(jìn)入光電檢測區(qū)掃描后，感應(yīng)出纖維束遮光量，以遮光量和纖維束長度為坐標(biāo)繪制的曲線稱為照影曲線。依據(jù)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(shù)Ui。由于短纖維含量不能直接測出，因此短纖維指數(shù)是根據(jù)一定經(jīng)驗(yàn)公式，由上半部平均長度及整齊度指數(shù)來計算。

2、強(qiáng)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(jù)最大載荷Fmax讀數(shù)、纖維斷裂點(diǎn)遮光量和馬克隆值等計算棉纖維的比強(qiáng)度STR，按拉伸曲線計算伸長率Elg。

3、馬克隆測試模塊。運(yùn)用氣流法一次壓縮，依據(jù)氣壓差計算棉纖維的馬克隆值Mic，并根據(jù)不同質(zhì)量進(jìn)行修正，按馬克隆值及比強(qiáng)度計算成熟度指數(shù)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(jù)兩者測試結(jié)果輸出色澤等級CG。

5、雜質(zhì)測試模塊。利用CCD攝像機(jī)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(shù)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(jù)8組電極在不同位置測得的回潮率數(shù)據(jù)計算平均值，給出最終結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果對比強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行修正。

二、大容量棉花檢測儀器特點(diǎn)及與常規(guī)測試儀器測試指標(biāo)相關(guān)性

1、大容量棉花檢測儀特點(diǎn)

1）大容量棉花檢測儀具有檢測速度快、檢測項(xiàng)目多、樣本容量大、數(shù)據(jù)代表性強(qiáng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，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(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點(diǎn)。同時，給出了反映棉花綜合可紡性的紡紗一致性指數(shù)SCI，為配棉及產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測提供了有價值的信息。

2）實(shí)現(xiàn)原棉的逐包檢驗(yàn)和分類，使新配棉管理成為可能。我國傳統(tǒng)的原棉管理是以原棉的產(chǎn)地、等級、長度等指標(biāo)為依據(jù)，進(jìn)倉分嘜堆放，依據(jù)配棉成分，在清棉車間使用前逐包分級驗(yàn)收后使用或待用。檢驗(yàn)主要以手感目測為主，配棉成分主要根據(jù)品種要求進(jìn)行控制，如等級、長度、細(xì)度、成熟度、色澤等指標(biāo)，以達(dá)到穩(wěn)定的成紗質(zhì)量和合理的生產(chǎn)成本。但由于其檢測容量小，缺乏代表性，實(shí)際包裝質(zhì)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(yàn)原棉質(zhì)量，能快速、高效、準(zhǔn)確地測量相關(guān)數(shù)據(jù)，計算出每批棉包的SCI作為主要控制指標(biāo)，再結(jié)合原棉馬克隆值或產(chǎn)地分組進(jìn)行儲存分類。配棉時，應(yīng)根據(jù)紡紗品種質(zhì)量要求確定SCI指標(biāo)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(yīng)控制色澤參數(shù)（Rd、+b）等。實(shí)踐表明，這種新的原棉管理法能使棉紗質(zhì)量穩(wěn)定，控制馬克隆值基本一致，能減少織物橫檔疵點(diǎn)，尤其是針織物的條影及色差。

2、大容量棉花測試儀與常規(guī)測試儀測試指標(biāo)的相關(guān)性。由于大容量棉花測試儀的測試原理與傳統(tǒng)測試儀不同，測試結(jié)果有明顯差異，但主要指標(biāo)具有良好的相關(guān)性。以某紡織企業(yè)為例，利用常規(guī)檢測儀及大容量棉花檢測儀對一些棉樣進(jìn)行檢測，結(jié)果表明：常規(guī)儀器測試結(jié)果欄中的主體長度及短絨率為羅拉分析儀測得結(jié)果，成熟系數(shù)用氣流法，雜質(zhì)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(qiáng)度比較。經(jīng)分析，除含雜偏低外，成熟度、長度、短絨率、回潮率相關(guān)性均較好。但要想找出它們間的換算關(guān)系，很難通過大量實(shí)驗(yàn)來證明，因它們間的關(guān)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(tǒng)測試指標(biāo)與大容量棉花測試指標(biāo)間的對應(yīng)關(guān)系來配棉，而應(yīng)根據(jù)大容量測試儀新的測試指標(biāo)重新探索。

三、大容量棉花檢測儀與紗線質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)

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

為準(zhǔn)確反映棉花包間不勻?qū)喚€質(zhì)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(jié)果表明，與紗線性能有關(guān)的傳統(tǒng)測試指標(biāo)主要是Nm、N、M、N6;大容量測棉儀與紗線性能有關(guān)的主要測試指標(biāo)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(biāo)也應(yīng)有長度整齊度指數(shù)Ui。

四、結(jié)語

1、與傳統(tǒng)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(biāo)多、結(jié)果重復(fù)性好等特點(diǎn)，為配棉及后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)測提供了有價值的信息，實(shí)現(xiàn)了原棉的逐包檢驗(yàn)和分類，以及計算機(jī)配棉管理。

2、傳統(tǒng)的測試指標(biāo)與大容量測棉儀的測試指標(biāo)有很強(qiáng)的相關(guān)性，但由于測試原理的不同，無確切的換算關(guān)系，因此不適宜采用相互換算方法進(jìn)行配棉。

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

4、為充分體現(xiàn)大容量試棉機(jī)的特點(diǎn)，提高紡織企業(yè)的生產(chǎn)效率，有必要開發(fā)一套基于大容量試棉機(jī)測試指標(biāo)的計算機(jī)配棉系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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