1.國(guó)產(chǎn)大容量棉纖維檢測(cè)儀器的現(xiàn)狀
    國(guó)產(chǎn)大容量棉纖維檢測(cè)儀器，是我公司是按照國(guó)家棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革的儀器化要求，以及紡織企業(yè)等單位的市場(chǎng)需求，采取自主開(kāi)發(fā)和技術(shù)協(xié)作的方式，借鑒國(guó)內(nèi)外在棉纖維檢測(cè)儀器方面的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行研制的系列產(chǎn)品。目前已形成了XJ120/XJ128/G/B/D快速棉纖維性能測(cè)試儀，XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀，CN200棉結(jié)測(cè)試儀、FM棉纖維成熟度細(xì)度測(cè)試儀，MCG-1棉花顏色級(jí)測(cè)試儀，每種棉纖維檢測(cè)儀器，對(duì)棉纖維不同性能指標(biāo)的測(cè)試技術(shù)、方法不盡相同。大容量棉纖維檢測(cè)儀器可用于棉花檢驗(yàn)、紡織企業(yè)、科研院所、棉花育種、棉花收購(gòu)、棉花加工廠等不同單位，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。
    自動(dòng)取樣型的XJ128快速棉纖維性能測(cè)試儀，是集光、機(jī)、電、氣、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為一體的高難度產(chǎn)品，系統(tǒng)復(fù)雜、自動(dòng)化程度高、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，2010年7月通過(guò)了國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢驗(yàn)總局組織的科技成果鑒定。從2010年到2012年，由中纖局組織分別對(duì)6臺(tái)XJ128快速棉纖維性能測(cè)試儀在河南商丘、陜西西安、安徽合肥和新疆庫(kù)爾勒的棉花公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了3個(gè)年度的驗(yàn)證考核測(cè)試，結(jié)果表明該儀器達(dá)到了纖檢系統(tǒng)的要求；2013年5月批量交付纖檢機(jī)構(gòu)的棉花公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室使用，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)大容量棉纖維檢測(cè)儀器XJ128的技術(shù)水平達(dá)到了進(jìn)口儀器的水平，打破了國(guó)外多年來(lái)壟斷國(guó)內(nèi)棉花綜合性能測(cè)試儀的局面。
1.1 XJ128/G/B/D快速棉纖維性能測(cè)試儀
    XJ128/G快速棉纖維性能測(cè)試儀系統(tǒng)復(fù)雜、自動(dòng)化程度高，能夠快速地檢測(cè)棉纖維的長(zhǎng)度、強(qiáng)度、馬克隆、色澤和雜質(zhì)性能指標(biāo)，長(zhǎng)度測(cè)試采用照影儀法，強(qiáng)度測(cè)試采用等速拉伸法，馬克隆測(cè)試采用一次壓縮氣流法，色澤測(cè)試采用光學(xué)反射法，雜質(zhì)測(cè)試采用光學(xué)圖像法。長(zhǎng)度和強(qiáng)度測(cè)試的試樣使用同一個(gè)樣品，自動(dòng)取樣器進(jìn)行取樣、梳理器去除浮游纖維、測(cè)長(zhǎng)機(jī)構(gòu)前后移動(dòng)、光電系統(tǒng)檢測(cè)得到照影曲線和長(zhǎng)度性能指標(biāo)，拉伸機(jī)構(gòu)夾持、拉伸、傳感器檢測(cè)得到強(qiáng)伸度曲線和強(qiáng)度性能指標(biāo)。馬克隆測(cè)試根據(jù)氣橋平衡的原理、壓差傳感器檢測(cè)、根據(jù)質(zhì)量的不同修正，完成馬克隆值的測(cè)試。色澤測(cè)試使用45/0度的方式、分析光譜成分得到色澤性能指標(biāo)。雜質(zhì)測(cè)試用CCD成像、圖像處理分析方法得到雜質(zhì)性能指標(biāo)。
    XJ128D棉纖維性能測(cè)試儀是針對(duì)紡織企業(yè)的實(shí)際使用環(huán)境，進(jìn)行研發(fā)的新一代棉纖維測(cè)試儀器，具有長(zhǎng)度、強(qiáng)度、馬克隆、回潮測(cè)試功能，拓寬了儀器的使用溫濕度范圍。該儀器的回潮測(cè)量采用電測(cè)器法，，具有快速、穩(wěn)定的回潮自動(dòng)測(cè)量機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了恒定加壓和自動(dòng)測(cè)量；長(zhǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)與回潮關(guān)聯(lián)，保證了測(cè)試的正確性和一致性。
XJ128B快速棉纖維性能測(cè)試儀器是在XJ128G基礎(chǔ)上去掉雜質(zhì)測(cè)量模塊、增加數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和打印模塊、應(yīng)用新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、設(shè)計(jì)新的電機(jī)軟件和長(zhǎng)強(qiáng)采集控制板軟件等，形成的適合紡織企業(yè)實(shí)際需要的棉纖維檢測(cè)儀器。
1.2 XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀
    XJ129棉結(jié)和短絨測(cè)試儀由棉結(jié)測(cè)試儀和短絨測(cè)試儀兩部分組成，能夠快速地測(cè)量棉纖維的棉結(jié)和短絨指標(biāo)等。棉結(jié)測(cè)量采用光電法，通過(guò)梳棉開(kāi)松機(jī)構(gòu)后形成的單纖維流，通過(guò)光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)，得到棉結(jié)數(shù)。短絨測(cè)量采用光電檢測(cè)的方法，測(cè)試棉帶或棉條，自動(dòng)取樣成一端整齊的纖維束，經(jīng)過(guò)梳理后由光電傳感器進(jìn)行檢測(cè)，得到短絨率指標(biāo)。
    CN200是專(zhuān)門(mén)的棉結(jié)測(cè)試儀，是在XJ129棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀的基礎(chǔ)上形成的單機(jī)產(chǎn)品，采用一體化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊，測(cè)試速度快，測(cè)試試樣量大、數(shù)據(jù)穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果與USTER公司的 MN100儀器等同。
1.3 FM棉纖維成熟度細(xì)度測(cè)試儀
    馬克隆值反映的是棉纖維成熟度和細(xì)度的綜合效果，采用一次壓縮氣流法，無(wú)法真正同時(shí)測(cè)量出紡織企業(yè)最關(guān)心的成熟度和細(xì)度指標(biāo)。FM10棉纖維成熟度和細(xì)度測(cè)試儀采用兩壓縮氣流法，能夠同時(shí)測(cè)試棉纖維的馬克隆、細(xì)度、和成熟度性能。棉纖維放入測(cè)試筒，儀器進(jìn)行兩次壓縮、形成兩種狀態(tài)、分別控制氣體流量、得到兩個(gè)壓降數(shù)值，由此算出成熟度和細(xì)度指標(biāo)。

2.國(guó)內(nèi)外棉纖維檢測(cè)儀器的技術(shù)比較
2.1大容量棉纖維性能測(cè)試儀
    國(guó)外USTER公司 HVI 1000用于進(jìn)行棉花分級(jí),滿(mǎn)足纖檢機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。該儀器能夠快速測(cè)量棉纖維的長(zhǎng)度、強(qiáng)度、細(xì)度、色澤和雜質(zhì)等，給出相應(yīng)的指標(biāo)，是國(guó)際上棉花交易過(guò)程中的標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)系統(tǒng)，適用于進(jìn)行大批量測(cè)試，測(cè)試速度快，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。國(guó)外PREMIER公司的全自動(dòng)棉纖維測(cè)試儀ART2, 是用于測(cè)試棉花所有重要特性指標(biāo)的全自動(dòng)大容量棉花測(cè)試儀器，能夠測(cè)量棉纖維的長(zhǎng)度和整齊度、斷裂強(qiáng)度和伸長(zhǎng)、馬克隆、色澤和雜質(zhì)、回潮；長(zhǎng)度/強(qiáng)度測(cè)量采用“平面取樣技術(shù)”，取樣整齊一致；馬克隆測(cè)量采用“自動(dòng)試樣稱(chēng)重和自動(dòng)精確校準(zhǔn)”技術(shù)，準(zhǔn)備快速；重量雜質(zhì)測(cè)量采用“自動(dòng)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行收集和稱(chēng)重”，快速準(zhǔn)確便捷；回潮自動(dòng)測(cè)量，并且對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行修正。國(guó)內(nèi)我公司的XJ128快速棉纖維測(cè)試儀，在各模塊的測(cè)量原理上與國(guó)外儀器基本相同，在具體電路、結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)上不盡一致；在色澤測(cè)量上，USTER公司 HVI 1000儀器采用的是氙燈光源的閃光法測(cè)量， XJ128采用的是恒流驅(qū)動(dòng)的鹵鎢燈光源的常亮法測(cè)量。
2.2棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀
    國(guó)外USTER公司的AFIS單纖維測(cè)試儀，用于纖維的過(guò)程測(cè)量控制，可以進(jìn)行棉包、棉層、棉條或粗砂的測(cè)試。能夠在2.5分鐘內(nèi)測(cè)試多達(dá)11種不同的纖維特性，包括長(zhǎng)度、細(xì)度、成熟度、棉結(jié)、灰塵和雜質(zhì)等，給出相應(yīng)的指標(biāo)。該儀器采用專(zhuān)用分梳機(jī)構(gòu)的單纖維測(cè)量方法，原理上更加符合傳統(tǒng)的手工測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果已經(jīng)得到諸多紡織廠用戶(hù)的認(rèn)可，用來(lái)指導(dǎo)紡織企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。國(guó)外PREMIER公司的 aQura2棉結(jié)和短纖維測(cè)試儀，用于紡織廠進(jìn)行棉結(jié)和長(zhǎng)度、短纖維的測(cè)試，適用于測(cè)量原棉、中間階段的開(kāi)松原棉和棉條。國(guó)內(nèi)我公司的XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀，采用專(zhuān)用的分梳機(jī)構(gòu)進(jìn)行束纖維的測(cè)量方法，測(cè)試試樣大、速度快，適合于棉纖維的大容量測(cè)試，測(cè)量的棉結(jié)和短絨率結(jié)果可以用來(lái)指導(dǎo)紡織企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。
2.3 紡織企業(yè)的棉纖維性能測(cè)試儀
    國(guó)外USTER公司的 MF100棉花分級(jí)儀，能夠測(cè)量棉纖維的長(zhǎng)度、強(qiáng)度、馬克隆性能，測(cè)試的指標(biāo)與HVI 1000相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果一致，為購(gòu)買(mǎi)棉花提供重要的測(cè)試數(shù)據(jù)。該儀器為單取樣筒自動(dòng)取樣、手動(dòng)控制梳夾移動(dòng)，在長(zhǎng)度/強(qiáng)度測(cè)試的同時(shí)測(cè)試回潮，并對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行修正。國(guó)內(nèi)我公司的的XJ128D快速棉纖維性能測(cè)試儀，回潮測(cè)量按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量原理、采用電測(cè)器法，具有快速、穩(wěn)定、自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn)；長(zhǎng)度強(qiáng)度數(shù)據(jù)用回潮修正，保證了其測(cè)試結(jié)果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的回潮測(cè)量正確性和一致性，能夠滿(mǎn)足紡織企業(yè)的需要。

3.國(guó)產(chǎn)大容量棉纖維檢測(cè)儀器的創(chuàng)新探討
    從國(guó)際上的大容量棉纖維檢測(cè)儀器的技術(shù)發(fā)展來(lái)看，該類(lèi)儀器在測(cè)試棉纖維性能的全面化、儀器的自動(dòng)化控制技術(shù)、各種檢測(cè)技術(shù)以及應(yīng)用場(chǎng)合的具體實(shí)際等方面，都不斷地研究應(yīng)用新的技術(shù)、更加全面的測(cè)試棉纖維的各種性能、推出了滿(mǎn)足不同使用要求的棉纖維性能測(cè)試儀，有力的促進(jìn)了棉檢系統(tǒng)、紡織企業(yè)、收購(gòu)部門(mén)、加工企業(yè)的發(fā)展。國(guó)內(nèi)的棉纖維檢測(cè)儀器需要不斷應(yīng)用新的技術(shù)、創(chuàng)新的發(fā)展，才能具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，我認(rèn)為在今后一段時(shí)期內(nèi)，公司的棉纖維檢測(cè)儀器的技術(shù)研究重點(diǎn)應(yīng)該放在以下幾個(gè)方面。
3.1馬克隆模塊的自動(dòng)化
    現(xiàn)在大容量棉纖維檢測(cè)儀器的馬克隆模塊，采用的是手動(dòng)稱(chēng)重、自動(dòng)測(cè)量、質(zhì)量范圍較窄、棉樣不回收。隨著中國(guó)纖維檢驗(yàn)局對(duì)產(chǎn)品要求的提高，能更好地滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，需要進(jìn)行馬克隆模塊的自動(dòng)化技術(shù)研究，完成馬克隆模塊的自動(dòng)稱(chēng)重、自動(dòng)測(cè)量、回收或丟棄測(cè)試結(jié)束后棉花、拓寬?cǎi)R克隆稱(chēng)重的質(zhì)量范圍等。該技術(shù)主要是進(jìn)行馬克隆模塊的自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)裝置、軟件校準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)處理模型的研究。該技術(shù)研究成功、應(yīng)用到產(chǎn)品后，能更好地滿(mǎn)足纖檢系統(tǒng)的棉樣數(shù)量特別多、避免操作員可能會(huì)出錯(cuò)引起馬克隆模塊的數(shù)據(jù)異常的情況；大大提高馬克隆測(cè)試數(shù)據(jù)的正確性。
3.2棉纖維雜質(zhì)測(cè)量的稱(chēng)重法
    目前我公司的XJ128/G與國(guó)外的大容量棉纖維測(cè)試儀的雜質(zhì)測(cè)試，采用的方法都是光學(xué)圖像法得出棉纖維雜質(zhì)的粒數(shù)和面積。光學(xué)圖像法測(cè)量棉纖維雜質(zhì)，用于棉檢系統(tǒng)對(duì)原棉的分級(jí)起到一定的作用和意義；但對(duì)于棉花的收購(gòu)、交易以及流通領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)的作用不大。采用棉花國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1103.1-2012規(guī)定的棉纖維雜質(zhì)檢測(cè)的稱(chēng)重法測(cè)量棉纖維的含雜率，對(duì)于棉花流通的各個(gè)領(lǐng)域具有很大的作用。因此我公司需要進(jìn)行稱(chēng)重法測(cè)量棉纖維雜質(zhì)的研究，以滿(mǎn)足棉花檢驗(yàn)、交易、流通領(lǐng)域各環(huán)節(jié)以及紡織企業(yè)的需求。稱(chēng)重法測(cè)量棉纖維雜質(zhì)的原理，是根據(jù)機(jī)械空氣動(dòng)力學(xué)原理，經(jīng)刺輥鋸齒分梳松散后的纖維及粘附雜質(zhì)，在機(jī)械和氣流的作