棉花是大宗的天然纖維，是關(guān)系到國計民生的農產(chǎn)品，合理檢測棉纖維的性能，對充分利用纖維品質(zhì)，保證成紗質(zhì)量，具有十分重要的意義。傳統的棉花檢驗主要依靠感觀(guān)和常規儀器，取樣量小，檢驗速度慢、重復性較差，無(wú)法適應公證檢驗和紡織企業(yè)配棉的需要，實(shí)際中還容易造成偏差或者引起糾紛，降低了棉花的使用效率。自從上世紀八十年代末，我國開(kāi)始引進(jìn)大容量棉花纖維檢測儀器（HVI），經(jīng)過(guò)多年的努力，尤其是實(shí)行棉花檢驗體制改革以來(lái)，大容量棉花纖維檢測儀器在纖檢系統和紡織企業(yè)逐步推廣，國產(chǎn)大容量棉纖維性能測試儀也已研制成功并批量生產(chǎn)和銷(xiāo)售，新的基于大容量檢驗儀器的棉花標準GB1103-2007也已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，了解大容量棉花檢測儀器的測試原理及測試指標，充分分析大容量棉花檢測儀的測試指標對紗線(xiàn)質(zhì)量的影響，對于大容量棉花檢測儀器在纖檢系統和紡織企業(yè)推廣應用以及促進(jìn)棉花檢驗體制改革具有十分重要的意義。

1.大容量棉花測試儀器測試原理和指標
    大容量棉花纖維檢測儀器是一種快速、大容量、多指標的棉花纖維性能綜合測試儀器。它可以對棉纖維的長(cháng)度、強伸度、成熟度、色澤、雜質(zhì)、回潮率等指標進(jìn)行測試。
1.1 長(cháng)度測試模塊
    采用光電照影法。從取樣器上用梳夾隨機夾取一束棉花，經(jīng)過(guò)儀器的自動(dòng)梳理（使纖維伸直并梳掉浮游纖維）后，進(jìn)入光電檢測區域進(jìn)行掃描，感應出纖維束的遮光量，以此遮光量與纖維束的長(cháng)度為坐標繪制的曲線(xiàn)稱(chēng)為照影曲線(xiàn)。根據照影曲線(xiàn)計算出棉纖維50%跨距長(cháng)度SL1、2.5%跨距長(cháng)度SL2、長(cháng)度整齊度比UR、平均長(cháng)度Lm、上半部平均長(cháng)度Luhm、長(cháng)度整齊度指數Ui。由于無(wú)法直接測出較短纖維的含量，所以短纖維指數是通過(guò)上半部平均長(cháng)度和整齊度指數按照一定的經(jīng)驗公式計算而來(lái)。
1.2 強伸度測試模塊
    采用CRE拉伸方式，3.175mm（1/8inch）隔距束纖維拉伸方法，根據最大負荷Fmax的讀數、斷裂點(diǎn)纖維的遮光量及馬克隆值等計算出棉纖維比強度STR，根據拉伸曲線(xiàn)計算出伸長(cháng)率Elg。
1.3 馬克隆測試模塊
    采用氣流法一次壓縮，根據氣壓差計算出棉纖維的馬克隆值Mic，并根據質(zhì)量的不同予以修正，根據馬克隆值和比強度計算出成熟度指數Mat。
1.4 色澤測試模塊
    采用45/0照明方式，光線(xiàn)從與棉樣表面法線(xiàn)成45°角的方向入射于棉樣表面上，在法線(xiàn)上測量棉樣表面漫反射光，分析光譜成分和反射率大小,獲得反映棉樣色征的反射率Rd和黃色深度+b，并根據二者的測試結果輸出色澤等級CG。
1.5雜質(zhì)測試模塊
    采用CCD相機對棉花表面進(jìn)行攝像，利用圖像處理和軟件分析方法，計算出棉花表面葉屑顆粒數TC、葉屑面積TA、葉屑等級TG。
1.6 回潮率測試模塊
    采用電阻法測量回潮率，根據8組不同位置電極所測得的回潮率數據計算平均值，給出最終結果，同時(shí)根據該結果修正比強度的測試結果。

2.大容量棉花檢測儀器特點(diǎn)及其測試指標和常規測試儀器測試指標相關(guān)性分析
2.1 大容量棉花檢測儀的特點(diǎn)
2.1.1 大容量棉花檢測儀測試速度快，試驗項目多，樣本容量大，數據代表性強，重復性好，在整個(gè)測試過(guò)程中很少受人為因素影響，取樣自動(dòng)化，操作方便快捷，結果準確可靠，同時(shí)提供了反映棉花綜合可紡性能的紡紗一致性指數指標SCI，為配棉和后道產(chǎn)品質(zhì)量預測提供了有價(jià)值的信息。
2.1.2  實(shí)現原棉的逐包檢驗、分類(lèi)及新的配棉管理成為可能。我國傳統的原棉管理是按原棉的產(chǎn)地、品級、長(cháng)度等指標，進(jìn)倉分嘜堆放，根據配棉成份，在清棉車(chē)間使用前進(jìn)行逐包分級驗收后使用或待用。檢驗常采用手感目測為主，配棉成份按品種要求重點(diǎn)控制等級、長(cháng)度、細度、成熟度、色澤等指標，力求成紗質(zhì)量穩定，生產(chǎn)成本合理。但由于該檢測方法檢測容量小，代表性不足，而且包與包之間實(shí)際質(zhì)量差異很大，這樣就存在不科學(xué)的一面，且管理十分繁瑣。
    大容量棉花檢測儀能夠實(shí)現逐包檢驗原棉質(zhì)量，可以快速、高效、準確測得有關(guān)數據，計算每批棉包的SCI，作為主要控制指標，然后可以結合原棉馬克隆值或產(chǎn)地分組，進(jìn)行倉儲分類(lèi)。配棉時(shí)同樣按紡紗品種的質(zhì)量要求確定SCI指標和控制范圍，結合考慮馬克隆值，特殊品種如色澤要求較高的還需控制色澤參數（Rd、＋b）等。實(shí)踐表明，這種新的原棉管理方法可以使棉紗質(zhì)量穩定，而且控制馬克隆值基本一致可以減少織物橫檔疵點(diǎn)，特別是針織物的條影和色差。
2.2 大容量棉花檢測儀器和常規測試儀器測試指標相關(guān)性分析
    由于大容量棉花檢測儀和傳統測試儀器測試原理的差異，測試結果有明顯差異，但主要指標有較好的相關(guān)性。表1是我們在某個(gè)紡織企業(yè)用常規測試儀器和大容量棉花測試儀器對一些棉樣的測試結果，表中左邊主體長(cháng)度和短絨率為羅拉分析儀測得結果，成熟度系數用氣流法，雜質(zhì)用分離稱(chēng)重法，回潮率用烘箱法；大容量棉花檢測試儀器使用陜西長(cháng)嶺紡織機電科技有限公司生產(chǎn)的XJ120快速棉纖維性能測試儀。由于沒(méi)有恒溫恒濕條件，所以沒(méi)有進(jìn)行比強度對比，經(jīng)過(guò)分析，成熟度、長(cháng)度、短絨率、雜質(zhì)、回潮率的相關(guān)系數分別為:0.87、0.95、0.87、0.79、0.98，除短絨率偏低以外，其余相關(guān)性都比較好，但是如果想找出二者的換算關(guān)系，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗證明很難，因為它們之間的關(guān)系將隨著(zhù)被測棉纖維種類(lèi)、分布等的變化而變化，沒(méi)有確定的換算公式，所以我們不能試圖用找出傳統測試指標和大容量棉花檢測儀測試指標對應關(guān)系的方法來(lái)進(jìn)行配棉，要根據大容量棉花測試儀新的測試指標重新摸索。

3.大容量棉花檢測儀測試指標對紗線(xiàn)性能的影響
    大容量測試儀器的測試指標較多，一般給出15項指標（其中Amt為取樣量），如表2所示。這些指標中有的是實(shí)測指標，有的是分級指標或估算指標，其中真正對棉花使用者（紡織企業(yè)）紡紗有用的指標是哪些，這些指標中，哪些指標對紗線(xiàn)的性能影響和貢獻最大，這是大家十分關(guān)心的問(wèn)題。為了分析大容量棉花檢測儀器的測試指標對紗線(xiàn)性能的的影響，我們對50組棉花用大容量棉花測試儀和常規測試儀器分別進(jìn)行了測試，并用這些棉花進(jìn)行單嘜試紡，最終測量針織和機織紗線(xiàn)的有關(guān)性能，用統計分析的方法分析這些指標對紗線(xiàn)性能的貢獻率，如表3。分析中重點(diǎn)選取了大容量棉花檢測儀器的以下指標：上半部平均長(cháng)度Luhm，馬克隆值Mic，比強度Str，伸長(cháng)率Elg，反射率Rd，黃色深度+b，雜質(zhì)顆粒數TC等；其它指標用常規測試儀器或手感目測來(lái)分析，重點(diǎn)選取了以下指標：基數s，纖維中段公制支數Nm，短絨率δ3，成熟度系數K3，索絲數n6，棉結N等。
    為了準確反映棉花的包間不勻對紗線(xiàn)質(zhì)量的影響，在分析時(shí)增加了棉花包間長(cháng)度不勻率CVL2和棉花包間短絨不勻率CVfε，分析結果見(jiàn)表4。
    從表4中可以看出，影響紗線(xiàn)性能的傳統方法測試指標主要為Nm、 N、M、N6；影響紗線(xiàn)性能的大容量棉花檢測儀的測試指標主要為L(cháng)uhm、Str、Mic、Rd、+b，同時(shí)考慮到棉包間的差異，在配棉過(guò)程中關(guān)心的指標還應有長(cháng)度整齊度指數Ui。

4.結束語(yǔ)
4.1 大容量棉花測試儀器和傳統的測試方法相比，具有速度快、取樣量大、指標多、結果重復性好等特點(diǎn)，為配棉和后道產(chǎn)品質(zhì)量預測提供了信息，使得原棉逐包檢驗、分類(lèi)、實(shí)現計算機配棉管理成為可能。
4.2 傳統的測試指標和大容量棉花測試儀器的測試指標有較強的相關(guān)性，但由于測試原理的區別，沒(méi)有確切的換算關(guān)系，采用互相換算的方法進(jìn)行配棉是不可取的。
4.3 大容量棉花測試儀器的測試指標對紗線(xiàn)性能影響較大的是上半部平均長(cháng)度Luhm、比強度Str、馬克隆值Mic、反射率Rd、黃色深度+b、雜質(zhì)顆粒數TC以及長(cháng)度整齊度指數Ui等。
4.4 為提高紡織企業(yè)的效率，大力推廣大容量棉花測試儀器和基于大容量棉花測試儀指標的計算機配棉系統是十分必要的。