1  概述
    原棉進(jìn)入紡紗廠(chǎng)后，在專(zhuān)門(mén)的檢驗室進(jìn)行的工藝性能檢驗稱(chēng)之為常規檢驗，包括長(cháng)度、細度、成熟度、強度、天然轉曲等。棉纖維是在自然生長(cháng)中形成的，由采摘、初加工而獲取。任何一批原棉，從中隨機取出一束纖維試樣，其中各根纖維的長(cháng)度都是不相等的、長(cháng)短不齊的，因此棉纖維長(cháng)度具有不均一性。它可以用棉纖維的自然長(cháng)度排列圖和長(cháng)度重量分布曲線(xiàn)直觀(guān)地表達出來(lái)。
    棉纖維長(cháng)度與成紗質(zhì)量的關(guān)系十分密切，在其他條件相同時(shí)，當纖維的長(cháng)度長(cháng)而且長(cháng)度整齊時(shí)，紗的強度、均勻度較好，紗的表面光潔、毛羽少，成紗質(zhì)量高。纖維長(cháng)度與紡紗工藝的關(guān)系也十分密切，從棉紡設備的結構、尺寸到各道工序的工藝參數，都必須與所用的原料長(cháng)度相匹配，因棉纖維的長(cháng)短不同而有不同的工藝參數。因此，棉纖維長(cháng)度是僅次于纖維細度的重要指標，對其進(jìn)行準確檢測顯得尤為重要。棉纖維的長(cháng)度參差不齊，要用一組棉纖維長(cháng)度指標包括集中性指標和離散性指標兩個(gè)方面才能反映纖維長(cháng)度的全貌。集中性指標如主體長(cháng)度、品質(zhì)長(cháng)度等，離散性指標(或整齊度指標)如短絨率、基數、均勻度等。因測試方法不同，各項指標的含義也不相同。本文分別介紹了使用羅拉式分析儀和快速短絨測試儀測量棉纖維長(cháng)度的原理和方法，，通過(guò)測試結果的對比、分析，探討兩者的相關(guān)性，為棉纖維長(cháng)度的快速儀器化檢測提供參考。

2  羅拉式分析儀原理及指標
    最常用的檢測棉纖維長(cháng)度的方法是《GB/T 6098.1-1985棉纖維長(cháng)度試驗方法 羅拉式分析儀法》，采用Y111羅拉式分析儀，首先將纖維試樣預先整理成為一端整齊而層次分明的棉束，然后放入分析儀的羅拉中夾緊，即可將纖維由長(cháng)到短依次送出，最后分租稱(chēng)重、計算，求得主體長(cháng)度、品質(zhì)長(cháng)度、平均長(cháng)度、短絨率、均方差與變異系數等項指標。羅拉式分析儀法能測得較多的長(cháng)度分布數據，所以被紡織廠(chǎng)普遍采用。
    2.1  主體長(cháng)度：也稱(chēng)眾數長(cháng)度，棉纖維長(cháng)度分布中，占重量或根數最多的一組長(cháng)度。
    2.2  短絨率
    棉纖維中短于一定長(cháng)度界限的短纖維重最(或根數)占纖維總重量(或總根數)的百分率。
    應該強調的是，Y111型羅拉式纖維長(cháng)度分析儀在進(jìn)行纖維分組時(shí)，由于棉束厚薄不勻，纖維排列不可能完全伸直平行，以及其他一些原因，各組的稱(chēng)見(jiàn)重量并不是各組的真實(shí)重量。因此，各組所稱(chēng)得的重量必須加以修正，以真實(shí)重量代人上述公式進(jìn)行計算。
    真實(shí)重量總和與稱(chēng)見(jiàn)重量總和相差不應超過(guò)0.1 mg，否則要檢查重算，要注意數字修約。
   
    3  快速短絨測試儀原理及指標
    長(cháng)嶺紡電生產(chǎn)的XJ129棉結和短絨測試儀能快速檢測出棉花纖維的棉結和長(cháng)度等指標, 這些指標對棉檢部門(mén)客觀(guān)、公正地評價(jià)棉花品質(zhì)、指導棉紡企業(yè)配棉、合理利用棉花原料，具有十分重要的意義。兩公司產(chǎn)品檢測原理相同，下面以長(cháng)嶺XJ 129短絨測試儀為例，說(shuō)明棉纖維長(cháng)度的檢測方法。
    3.1組成及原理
    快速短絨測試儀由纖維取樣器、照影測試儀、工控機等組成。具體操作是：將棉帶（由原棉制作）或棉條放到梳床上，由取樣器自動(dòng)取樣，得到一端整齊的纖維束，經(jīng)過(guò)梳理后，放入光電照影傳感器掃描，通過(guò)對遮光信號的自動(dòng)采樣，送工控機處理，通過(guò)專(zhuān)用的修正和處理算法，得到棉纖維的拜氏分布圖，根據此圖計算出棉花的長(cháng)度和短絨率指標。
    由于取樣方法的區別，XJ129快速短絨測試儀遮光曲線(xiàn)和傳統產(chǎn)品的照影儀曲線(xiàn)有很大的不同，其數學(xué)模型也有本質(zhì)的區別。在實(shí)際的測試中，以下幾個(gè)方面會(huì )導致得到的曲線(xiàn)和理論曲線(xiàn)有很大的不同:
    a) 用來(lái)照影的纖維分布并非單層，多層的遮光量也不正比于層數；
    b) 傳感器輸出信號和遮光量并非線(xiàn)性關(guān)系；
    c) 纖維中的棉結、雜質(zhì)會(huì )給曲線(xiàn)帶來(lái)誤差，會(huì )造成曲線(xiàn)的畸變。
    根據以上特點(diǎn)，通過(guò)采取數據平滑算法，從實(shí)際曲線(xiàn)到理論曲線(xiàn)的二次修正方法等措施，才可以使計算曲線(xiàn)符合理想狀態(tài)；在此基礎上，根據理論建立起根數短絨和重量短絨的計算模型，最終得到任意標準的根數短絨和重量短絨的計算結果。
    3.2 主要指標
    3.2.1有效長(cháng)度 efficient Length 又稱(chēng)拜氏有效長(cháng)度，是通過(guò)拜氏圖用幾何方法得到的有效長(cháng)度，記作Leff。
    3.2.2 跨距長(cháng)度 Span length 試驗須叢中指定百分數的纖維所跨越的距離，它與該試驗須叢的一個(gè)確定的纖維數量百分數相對應。
    注：可以從被測各點(diǎn)的結果計算出不同的跨距長(cháng)度，通常采用2.5%(3%)和50%跨距長(cháng)度。
    3.2.3 短絨率 Short Fibre Content (SFC)
又稱(chēng)短纖維含量，指纖維長(cháng)度短于某一長(cháng)度的纖維重量（根數）占試樣總重量（根數）的百分比。
    快速短絨測試儀一般可提供以下幾種短絨率指標，而且可以設定測量任意長(cháng)度的根數和重量短絨含量：
    SFC(w):12.7mm短纖維含量(重量)
    SFC(n):12.7mm短纖維含量(根數)
    SFC(w)-16mm: 16mm短纖維含量(重量)
    SFC(n)-16mm: 16mm短纖維含量(根數)

    4  測試數據對比及分析
    在XJ129快速短絨測試儀上對棉樣進(jìn)行測試（以下簡(jiǎn)稱(chēng)A法），每個(gè)棉樣測3次，取平均值；同時(shí)用羅拉分析儀測試（以下簡(jiǎn)稱(chēng)B法），每個(gè)棉樣做2次，取平均值。
    4.1長(cháng)度指標
    原棉按批測試，對比A法的有效長(cháng)度Leff和B法的主體長(cháng)度，測試數據見(jiàn)表1。
    由于有效長(cháng)度Leff和主體長(cháng)度Lm的定義不同，所以測試結果也不完全相同，從圖1及圖2所做的相關(guān)性分析可以看出，二者具有良好的相關(guān)性。
    4.2 短絨指標
    4.2.1 短絨快速測量?jì)x和手工測試方法16mm重量短絨率測量結果的相關(guān)性分析
    對不同棉樣分別用A法和B法測試, A法利用國家校準棉花校準，B法采用羅拉分析儀手工測試方法測試，由于B法手工測量方法取樣量小，代表性比較差，同時(shí)受客觀(guān)因素影響比較大（不同的人不同的操作手法測量結果有比較大的差異），所以?xún)蓚€(gè)方法的測量結果不盡相同，但二者具有很好的相關(guān)性，兩個(gè)方法的測量結果見(jiàn)表2，相關(guān)性分析見(jiàn)圖3。從圖3可以看出，A法在用國家校準棉花校準后，測試結果和B法測試結果相關(guān)性很好(相關(guān)系數達0.9以上)。
    4.3  檢測過(guò)程對測試結果的影響
B法檢測過(guò)程中，因檢測人員的目光、手法，取樣量大小等人為因素而影響測試結果；而A法由于取樣量大代表性強，所以具有一定的準確性。表3是4種具有短絨標稱(chēng)值的棉花，用兩種方法的測試結果，可以看出，快速短絨測試儀的16mm重量短絨測試結果正確性較好。

    5 結語(yǔ)
    通過(guò)對比測試，可以看出：兩種方法均能測量棉纖維長(cháng)度指標，羅拉式分析儀具體、直觀(guān)，更容易被接受，但其明顯的缺點(diǎn)是：技術(shù)要求較高，取樣量小、代表性差、人為誤差大、測試周期長(cháng)。XJ129 快速短絨測試儀取樣量大、測試速度快、測試結果穩定，測試結果與羅拉式分析儀法具有較強的相關(guān)性，能適應棉花體制改革的需要和市場(chǎng)檢測需要，滿(mǎn)足公證檢驗科學(xué)、準確、及時(shí)的要求。