1  概述
    原棉進(jìn)入紡紗廠后，在專門的檢驗(yàn)室進(jìn)行的工藝性能檢驗(yàn)稱之為常規(guī)檢驗(yàn)，包括長度、細(xì)度、成熟度、強(qiáng)度、天然轉(zhuǎn)曲等。棉纖維是在自然生長中形成的，由采摘、初加工而獲取。任何一批原棉，從中隨機(jī)取出一束纖維試樣，其中各根纖維的長度都是不相等的、長短不齊的，因此棉纖維長度具有不均一性。它可以用棉纖維的自然長度排列圖和長度重量分布曲線直觀地表達(dá)出來。
    棉纖維長度與成紗質(zhì)量的關(guān)系十分密切，在其他條件相同時，當(dāng)纖維的長度長而且長度整齊時，紗的強(qiáng)度、均勻度較好，紗的表面光潔、毛羽少，成紗質(zhì)量高。纖維長度與紡紗工藝的關(guān)系也十分密切，從棉紡設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸到各道工序的工藝參數(shù)，都必須與所用的原料長度相匹配，因棉纖維的長短不同而有不同的工藝參數(shù)。因此，棉纖維長度是僅次于纖維細(xì)度的重要指標(biāo)，對其進(jìn)行準(zhǔn)確檢測顯得尤為重要。棉纖維的長度參差不齊，要用一組棉纖維長度指標(biāo)包括集中性指標(biāo)和離散性指標(biāo)兩個方面才能反映纖維長度的全貌。集中性指標(biāo)如主體長度、品質(zhì)長度等，離散性指標(biāo)(或整齊度指標(biāo))如短絨率、基數(shù)、均勻度等。因測試方法不同，各項(xiàng)指標(biāo)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度的原理和方法，，通過測試結(jié)果的對比、分析，探討兩者的相關(guān)性，為棉纖維長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(biāo)
    最常用的檢測棉纖維長度的方法是《GB/T 6098.1-1985棉纖維長度試驗(yàn)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(yù)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，即可將纖維由長到短依次送出，最后分租稱重、計算，求得主體長度、品質(zhì)長度、平均長度、短絨率、均方差與變異系數(shù)等項(xiàng)指標(biāo)。羅拉式分析儀法能測得較多的長度分布數(shù)據(jù)，所以被紡織廠普遍采用。
    2.1  主體長度：也稱眾數(shù)長度，棉纖維長度分布中，占重量或根數(shù)最多的一組長度。
    2.2  短絨率
    棉纖維中短于一定長度界限的短纖維重最(或根數(shù))占纖維總重量(或總根數(shù))的百分率。
    應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，Y111型羅拉式纖維長度分析儀在進(jìn)行纖維分組時，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，各組的稱見重量并不是各組的真實(shí)重量。因此，各組所稱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)重量總和與稱見重量總和相差不應(yīng)超過0.1 mg，否則要檢查重算，要注意數(shù)字修約。
   
    3  快速短絨測試儀原理及指標(biāo)
    長嶺紡電生產(chǎn)的XJ129棉結(jié)和短絨測試儀能快速檢測出棉花纖維的棉結(jié)和長度等指標(biāo), 這些指標(biāo)對棉檢部門客觀、公正地評價棉花品質(zhì)、指導(dǎo)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，下面以長嶺XJ 129短絨測試儀為例，說明棉纖維長度的檢測方法。
    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(jī)等組成。具體操作是：將棉帶（由原棉制作）或棉條放到梳床上，由取樣器自動取樣，得到一端整齊的纖維束，經(jīng)過梳理后，放入光電照影傳感器掃描，通過對遮光信號的自動采樣，送工控機(jī)處理，通過專用的修正和處理算法，得到棉纖維的拜氏分布圖，根據(jù)此圖計算出棉花的長度和短絨率指標(biāo)。
    由于取樣方法的區(qū)別，XJ129快速短絨測試儀遮光曲線和傳統(tǒng)產(chǎn)品的照影儀曲線有很大的不同，其數(shù)學(xué)模型也有本質(zhì)的區(qū)別。在實(shí)際的測試中，以下幾個方面會導(dǎo)致得到的曲線和理論曲線有很大的不同:
    a) 用來照影的纖維分布并非單層，多層的遮光量也不正比于層數(shù)；
    b) 傳感器輸出信號和遮光量并非線性關(guān)系；
    c) 纖維中的棉結(jié)、雜質(zhì)會給曲線帶來誤差，會造成曲線的畸變。
    根據(jù)以上特點(diǎn)，通過采取數(shù)據(jù)平滑算法，從實(shí)際曲線到理論曲線的二次修正方法等措施，才可以使計算曲線符合理想狀態(tài)；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)理論建立起根數(shù)短絨和重量短絨的計算模型，最終得到任意標(biāo)準(zhǔn)的根數(shù)短絨和重量短絨的計算結(jié)果。
    3.2 主要指標(biāo)
    3.2.1有效長度 efficient Length 又稱拜氏有效長度，是通過拜氏圖用幾何方法得到的有效長度，記作Leff。
    3.2.2 跨距長度 Span length 試驗(yàn)須叢中指定百分?jǐn)?shù)的纖維所跨越的距離，它與該試驗(yàn)須叢的一個確定的纖維數(shù)量百分?jǐn)?shù)相對應(yīng)。
    注：可以從被測各點(diǎn)的結(jié)果計算出不同的跨距長度，通常采用2.5%(3%)和50%跨距長度。
    3.2.3 短絨率 Short Fibre Content (SFC)
又稱短纖維含量，指纖維長度短于某一長度的纖維重量（根數(shù)）占試樣總重量（根數(shù)）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(biāo)，而且可以設(shè)定測量任意長度的根數(shù)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(shù))
    SFC(w)-16mm: 16mm短纖維含量(重量)
    SFC(n)-16mm: 16mm短纖維含量(根數(shù))

    4  測試數(shù)據(jù)對比及分析
    在XJ129快速短絨測試儀上對棉樣進(jìn)行測試（以下簡稱A法），每個棉樣測3次，取平均值；同時用羅拉分析儀測試（以下簡稱B法），每個棉樣做2次，取平均值。
    4.1長度指標(biāo)
    原棉按批測試，對比A法的有效長度Leff和B法的主體長度，測試數(shù)據(jù)見表1。
    由于有效長度Leff和主體長度Lm的定義不同，所以測試結(jié)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(biāo)
    4.2.1 短絨快速測量儀和手工測試方法16mm重量短絨率測量結(jié)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(zhǔn)棉花校準(zhǔn)，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，同時受客觀因素影響比較大（不同的人不同的操作手法測量結(jié)果有比較大的差異），所以兩個方法的測量結(jié)果不盡相同，但二者具有很好的相關(guān)性，兩個方法的測量結(jié)果見表2，相關(guān)性分析見圖3。從圖3可以看出，A法在用國家校準(zhǔn)棉花校準(zhǔn)后，測試結(jié)果和B法測試結(jié)果相關(guān)性很好(相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9以上)。
    4.3  檢測過程對測試結(jié)果的影響
B法檢測過程中，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(jié)果；而A法由于取樣量大代表性強(qiáng)，所以具有一定的準(zhǔn)確性。表3是4種具有短絨標(biāo)稱值的棉花，用兩種方法的測試結(jié)果，可以看出，快速短絨測試儀的16mm重量短絨測試結(jié)果正確性較好。

    5 結(jié)語
    通過對比測試，可以看出：兩種方法均能測量棉纖維長度指標(biāo)，羅拉式分析儀具體、直觀，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。XJ129 快速短絨測試儀取樣量大、測試速度快、測試結(jié)果穩(wěn)定，測試結(jié)果與羅拉式分析儀法具有較強(qiáng)的相關(guān)性，能適應(yīng)棉花體制改革的需要和市場檢測需要，滿足公證檢驗(yàn)科學(xué)、準(zhǔn)確、及時的要求。