任仕英
哈密市纤维检验所 新疆哈密 839000
摘要：随着棉纤维检测技术的不断发展，检测手段也不断更新换代，从最初的感官检验到各单项检测仪的出现，乃至发展至今的HVI大容量测试系统，无不体现出棉纤维检测技术和检测仪器的飞速发展。
关键词：HVI检验；传统机检原棉杂质关系；
检验的棉花品质指标项目不一致，其中作为目前棉花流通用于结算价格的品级、重量百分比含杂率指标，HVI检验均没有，这样用HVI检验的棉花结果不能直接应用于现行棉花流通中，影响了HVI检验结果的效力。
一、HVI检验系统
HVI检验系统集光学、电学、机械技术于一体，集高效、准确、实用等优点于一身，推广应用多年来，被评为最具可比性、权威性的棉花检测仪器。它不仅可以在很短时间内(20～30秒)一次性取样检测出棉纤维的长度、长度均匀度、强度、伸长度、马克隆值、成熟度、回潮、色泽、杂质等检测项目，而且在指导棉花的种植、生产、贸易乃至工厂纺纱工艺方面，都发挥举足轻重的作用。由于全过程属自动化操作，大大提高了工作效率和检测结果的准确性，避免了因手工操作引起的人为误差，工作效率也比其它常规检测手段有了很大的提高。。由于其先进的传感和诊断性能，使其迅速成为世界上纺织工业质量管理的重要手段。显然，它能有效地控制和掌握原材料的质量，并根据国际贸易标准，快速给棉包样品进行分析和分等，因此它广泛应用于棉纺厂购买原料，棉花质量管理及政府部门分级。在国际棉花市场中，它已成为衡量棉花质量的标准仪器。随着世界棉花贸易的不断完善和发展，HVI测试系列指标必将逐步替代传统检测项目作为检验、贸易的主要技术参数。在国外，特别是产棉大国美国，HVI已成为美国农业部检测棉花不可替代的必备仪器，而且HVI测试系统正逐步向世界其它主要产棉大国如澳大利亚、印度、墨西哥等发展和普及。目前，这种测试仪在世界各地已超过一千台。我国作为世界上最主要的产棉大国，参与全球激烈的市场竞争势在必行。棉花生产检测逐步向国际化接轨，因而提高棉花检测技术水平和自动化程度是面向本世纪未来发展的需要和趋势，HVI的普及，也将仅仅只是时间问题。
二、HVI检验与传统机检原棉杂质关系
1.数据分析。由传统检验方法和HVI检验方法可知，后者是通过色特征进行检验的，在某个对比度之下色物质为杂质，其他的为棉花；前者中的杂质大多数具有明显的色特征，能被HVI方法检测出来。VI杂质粒数对应机检杂质率的数据散点图呈明显的线性关系，由电子表格软件分析两组数据的线性相关系数可知，其相关系数说明这两组数据的线性相关性很高。可见HVI方法检验出的杂质和传统方法检验出的部分杂质具有一定的一致性。在此统计数据基础上，我们将机检杂质率数据相同的棉批合并，并统计出并合棉批内各棉批对应HVI杂质数据的平均值。杂质率从0．6％到1．7％之间，对应的HVI杂质粒数在机检杂质率为1．4％之前有很好的轰线关系；对HVI杂质级数在枧检杂质率0．8％之间很好关系；对应的HVI杂质面积率在整个机检杂质率数据段内都有着很好的直线关系。
2.对于重叠在一起的几个杂质颗粒,计数时计作一个, 并对重叠部分的投影计量不准确。对于一些反射能力差的杂质则按纤维看待, 不计入杂质。另外, 美国一类机摘棉含杂情况基本上均匀分布, 表层和内部基本上保持一致。而对我国棉纤维而言, 尽管经过充分混合, 但仍不能达到绝对均匀, 表里不可能完全一致只对原样表面测检, 势必引起误差。总之,一概而论, 它们之间不应存在取舍关系。
及其衍生机至今仍使用于许多国家,亦被更多的国家接受, 也被应用于棉纤维的交接检验中。虽然存在一些缺点, 但它毕竟是目前国际上最高水平的仪器, 代表了新的发展趋势, 我们应合理地利用它。首先, 我们应该明确, 采用和引进国际标准及国外先进标准是我国的一项重要技术经济政策, 应该认识到现行棉花国家标准存在一些弊病, 含杂标准应当修改, 按级论价比较合理。既然含杂百分率与美国标准中的含杂等级有极其良好的相关性我们完全可以籍此标准, 对含杂指标只测等级, 并且按级论价。其次,分辨单位为0.0 0 01 英寸2 ,分辨直径0.2 54 毫米, 深度低于平均亮度部分视作杂质, 所有这些都有希望进一步改良。我们可以提高其分辨能力, 并且增加透视彩色摄象装置, 把各种杂质分别计数( 包括体积大小), 通过电脑计其重量。可以在软件中输入根据各类杂质含量综合订出的杂质等级标准( 多元回归), 这将使更完善。另外相结合用于品级检验。事实上我国高品级棉纤维并非美国标准的高品级, 所以在目前尚未改革棉花国家标准之际, 建议外贸部门在交接中, 如果检测仪器应用则应进口品级次者, 出口品级次者, 这样不会因为品质因素造成对国家的经济损失。
3.杂质仪是采用一个高分辨率摄象机扫描一定照度的试样表面, 在排除试样表面平均色征情况下, 以反射率的高低来区分杂质的颗粒, 所有直径大于0.254mm , 反射率比样品表面平均反射率低30 % 的较暗部分都视为杂质。可见, 杂质与背景的区分, 取决于相对反射率, 而不是杂质的色调。所以同一杂质在一级白棉中是杂质, 而在五级灰棉中可能就不是杂质。杂质仪是通过机械和气流的作用, 使形状和质量都不相同的棉纤维与杂质相分离。这样直径小于0.254mm 或反射率比样品表面平均反射率不低于3 0% 的所有杂质, 在杂质仪上不计数量,而杂质仪上都要计重量。尽誉两种仪器在检测原理和检测内容上各有差异, 但它们所测试的杂质指标之间均呈显著粗关关系。其中杂质仪测定的含杂率杂质等级代码和杂质粒数的单相关关系及复相关关系均很密切。目前我国已经引进20 多台,可以设想杂质仪上增设含杂率指标, 以适应我国现行棉花标准和纺织上的需要, 杂质仪是目前内较先进的棉纤维杂质分析仪器, 但也存在着如前所述的一些不足之处。因此建议有关单位能进一步提高和完善已研制成功的新型原棉杂质分析仪, 使其向小型化、自动化、机电一体化、多功能化等方向发展。
4.注意事项。HVI系统开机后预热2～4小时或开机直至其达到稳定状态，才可进行检测。纤维长度的测量以两个假设为前提。首先，试样梳必须依照试样中所有纤维总长度，按比例梳取每一根纤维，另外，每一根纤维被挟持部位必须是沿着它的长度方向随机抓取。对于纤维较短整齐度较差的棉花，试样进行适当疏松后，再均匀放置在长度／强度测试窗。测试颜色时，应选定颜色具有代表性的实验样品作为测试样品，试样表面一定要大，使之能完全覆盖仪器观察窗口，有相当的厚度而不透明(没有光线透过试样)，依照经验，样品的厚度为50mm(2英寸)或更厚一些。由于棉花里面杂质的不均匀分布，测试时。保证试样至少4个不同的表面区域分布在测试窗口。被检测样品必须放置在标准温湿度下平衡．使其含水在6．5％～8．25％的范围内。
近年来, 随着我国纺织工业技术设备进一步更新和棉纤维检验H V I系统的推广应用, 棉花品质育种的观点已由常规的 长度衣分细度强度”改变为强度— 长度/ 整齐度马克隆值含杂。由此可见, 原棉质含杂问题越来越受到人们的重视。如何快速准确地测定出原棉杂质种类和含量, 已成为重要的研究课题。本文试将原棉杂质分析测试结果进行对比分析, 以供改革我国传统的原棉杂质分析法, 提高原棉杂质分析速度, 使原棉杂质分析检验结果能快速准确地提供给轧花、纺纱等各方面参考。
参考文献：
[1] 仲学宪．韩刚，张秀和，等．原棉杂率试验方法[s]．北京：中国标准出版社，2017．
[2]金运海．浅谈HVI太容量纤维测试仪检验指标与检验【J】，2017(6)：30-31．