原棉和棉條的棉結和短絨含量，對產(chǎn)品質(zhì)量和紡織生產(chǎn)工藝有著(zhù)重要影響，棉結或短絨含量過(guò)多，會(huì )嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的提高，導致紡織廠(chǎng)的制成率降低、生產(chǎn)效率下降，原料成本增加。因此，對棉結和短絨進(jìn)行快速準確的測量是各棉花生產(chǎn)、收購、貿易、加工部門(mén)的迫切要求。
　　目前，人工的黑白板法測試棉結和羅拉分析法測試短絨的方法仍在大量的采用，這些方法速度慢、人為誤差大，無(wú)法作為公正檢驗儀器。近年來(lái)，國內外不斷推出各種各樣的半自動(dòng)和全自動(dòng)棉結和短絨測試儀器，特別是USTER、PREMIER、MESDAN等都有測試棉結或者短絨率的儀器，由于其測試原理的不同，得到的數據也不盡相同。長(cháng)嶺XJ129棉結和短絨率測試儀的推出，及時(shí)滿(mǎn)足了市場(chǎng)需求，填補了國內空白。
1  棉結測試單元
1.1  傳統測試棉結方法
1.1.1  目測原棉纖維棉結 
　　原棉到棉卷棉結的傳統測試方法均采用目測計數法。檢測時(shí)，先在試樣中粗揀去各種棉束、索絲、僵棉、黃根、不孕籽、軟籽表皮和破籽等，然后仔細揀出試樣中的緊棉結和雜質(zhì)（破籽、帶纖維籽屑等），分別計粒數。同時(shí)要注意保持疵點(diǎn)原形，防止拉松和扯碎。所測的棉結僅為試樣中可視的粒狀纖維結，直徑大，數量小，但不包括其他疵點(diǎn)和雜質(zhì)。
1.1.2  燈光檢驗法測棉條棉結
　　棉條（生條、熟條、條卷、精梳條和粗紗條）棉結的傳統測試方法均采用燈光檢驗法。在纖維檢驗室，人工將被檢測試樣在垂直方向引直，兩手將棉條從左右撕開(kāi)使其成棉網(wǎng)狀，放在棉網(wǎng)檢驗器的黑色玻璃上，利用上方射來(lái)的光線(xiàn)，看到黑色玻璃板上不能被手工松散的“白點(diǎn)”就計為棉結。要盡量用手把大棉結松散到細小棉結為止，所測棉結包含了可視的粒狀纖維結和能產(chǎn)生“白點(diǎn)”的其它疵點(diǎn)，直徑較小，數量較大。帶纖維破籽及籽屑等產(chǎn)生“黑點(diǎn)”的疵點(diǎn)被計為雜質(zhì)。
1.1.3  目測法的不足
　　目測法雖然具有操作簡(jiǎn)便、投資少等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著(zhù)不足。目測的棉結是由許多根纖維扭結在一起才能被目力辨認的纖維團，取決于光線(xiàn)照度、測試人員的眼力和操作經(jīng)驗。單個(gè)棉結之間的大小差異較大，由于人眼分辨率的限制，許多客觀(guān)存在的細小棉結不能被目測計數，檢測的結果因人而異，不能完全反映棉結的真實(shí)情況。目測法檢測數據的準確、穩定和一致性欠佳。測試速度慢，測試周期長(cháng)。
1.2  棉結快速測試核心裝置
　　棉結測試裝置如圖1所示。在測試時(shí)，棉條（或原棉）被按照一定操作方法送至分梳輥（開(kāi)松輥）上。分梳輥高速旋轉，梳針將喂入的棉花進(jìn)行開(kāi)松，梳理、除雜后，形成近似均勻單纖維流。在負壓的作用下，纖維流進(jìn)入高速轉杯形成棉帶。
    測試棉結就是利用這一開(kāi)松方式，將薄霧狀纖維流引入光學(xué)傳感器。檢測器部分的光源由激光器產(chǎn)生，接受器件為硅光電池。纖維流產(chǎn)生遮光和反射，不能梳開(kāi)的棉結會(huì )產(chǎn)生比較大的遮光，單根的纖維會(huì )產(chǎn)生較小的遮光，其變化大小和纖維流及棉結大小有關(guān)。棉結信號處理器利用DSP，通過(guò)一定的算法，對遮光的幅度和時(shí)間進(jìn)行分析，可獲得棉結的數量和尺寸信息，最后經(jīng)由計算機進(jìn)一步處理，得出有關(guān)棉結的一系列數據。
　　要完成整個(gè)棉結測試，還須配置棉結動(dòng)作控制單元、負壓機構、穩壓電源、DSP信號處理單元、電機等。
　　測試一個(gè)原棉棉樣具體過(guò)程為：稱(chēng)原棉5g，將原棉按要求撕成連貫絮狀，鋪滿(mǎn)喂棉臺板，按要求操作棉花喂入2-5mm，然后開(kāi)始測試。棉結動(dòng)作控制單元控制電機旋轉，棉花送入梳棉機構，梳棉機構將棉花梳開(kāi)進(jìn)入檢測單元。纖維流通過(guò)檢測單元，產(chǎn)生不同遮光信號，棉結信號送DSP信號處理單元處理后，送計算機進(jìn)一步處理。得出每克棉結數。
　　所有動(dòng)作由棉結動(dòng)作控制單元控制，電機完成棉花送入動(dòng)作，負壓機構主要完成負壓氣流的產(chǎn)生，穩壓電源提供所有硬件控制系統電源，光電傳感器完成信號掃描，DSP信號處理單元完成棉結信號初步處理，計算機系統完成棉結信號的最后處理。
2  短絨測試單元
2.1  傳統短絨率測試方法
　　傳統測試短絨率用手扯法和儀器測量，儀器測量常用羅拉分析法。手扯方法和羅拉分析法一樣，都是將一端排列整齊的棉纖維束，按一定組距分組稱(chēng)重后，求出纖維長(cháng)度的各種指標，并求出棉花短絨率。
　　羅拉分析法一組試樣的測試需要時(shí)間2-3小時(shí),速度慢，數據一致性差，人為影響大。
2.2  短絨率快速測試核心裝置
　　短絨率快速測試核心裝置如圖2所示。裝置將棉帶（由原棉制作）或生產(chǎn)過(guò)程中的普梳精梳棉條放到梳床（針床）上，由取樣器進(jìn)行自動(dòng)取樣，反復抽取纖維，整理成沒(méi)有絲團、雜物和游離纖維的平直絨束，得到類(lèi)似人工取樣的一端整齊的纖維束。纖維束經(jīng)過(guò)梳理后，水平放入光電照影傳感器掃描,遮光信號經(jīng)調理、采樣后送計算機處理。通過(guò)一定的算法，得到棉纖維長(cháng)度的照影曲線(xiàn)，據此可以得到棉花短絨率的一系列指標。
    要完成整個(gè)短絨測試，還須動(dòng)作控制單元、負壓機構、穩壓電源等的支持。
　　其測試過(guò)程為：測試時(shí)，梳床（針床）自動(dòng)彈出。將棉條正反交錯均勻分布橫壓入針床（例如棉條，直接壓入6次，正反棉條各3次）,用壓棉板壓入按平，扯去靠近取樣器端多余的纖維，開(kāi)始測試。針床下降，進(jìn)給電機前進(jìn)，取樣器夾口夾取棉花；取樣器后退，打開(kāi)夾口，負壓機構從取樣器后端把廢棉吸走。進(jìn)給電機每次前進(jìn)微小距離循環(huán)整理取樣6次（可設置），最后一次進(jìn)給量增大，夾取試樣棉束。取樣器后退，運行到刷樣器位置，向刷樣器靠近。刷樣器向取樣器靠近，旋轉并刷掉須從雜物和游離纖維，回置原位。取樣器后退，運行到照影傳感器位置，靠近光電照影傳感器。光電傳感器后端產(chǎn)生負壓氣流，使須從平直進(jìn)入照影傳感器窄縫進(jìn)行傳感器掃描。掃描完成后，取樣器夾口張開(kāi)，負壓氣流從夾口后把廢棉吸走。取樣器恢復原取樣整理位置。傳感器信號送計算機處理，完成一次測試。
    所有動(dòng)作由動(dòng)作控制單元控制，負壓機構主要完成廢棉處理并將棉束展平伸直，穩壓電源提供所有硬件控制系統電源，并將高壓恒流源提供給光源，光電照影傳感器完成信號掃描，計算機系統完成數據處理。
3  測試結果分析
   目前，XJ129測試短絨數據結果與實(shí)驗室（國家標準棉樣）定值相當，棉結數據與USTER公司的MN100數據相當。
3.1  棉結數據
    取有代表性的棉樣與MN100測試結果對比表如表1所示：
    其中，MN100測試數據為每種試樣測試３次的平均值；XJ129棉結每個(gè)測試結果為每種試樣測試４次的平均值，按照順序測試了３輪，最終取三輪測試數據的平均值（每種試樣測試共測試１2次）。
    結論：XJ129棉結測試儀測試結果和USTER公司MN100測試結果相當。
3.2  短絨數據
    結論：XJ129短絨測試儀測試結果和國家棉樣標值相當，紡織廠(chǎng)手工測試棉樣在數據上與國家標值存在差異，可信性小。
４ 結束語(yǔ)
　　試驗結果表明：XJ129棉結測試儀的棉結測試結果與USTER公司MN100測試結果相當（單纖維棉結），短絨測試結果與標值（國家標準棉）相符性好。隨著(zhù)該產(chǎn)品用戶(hù)的不斷增加，該儀器在對紡織廠(chǎng)分析原料質(zhì)量、科學(xué)的配棉、檢測半成品質(zhì)量變化、控制設備狀態(tài)、提高紡織產(chǎn)品質(zhì)量的作用日益凸現。