1.國產(chǎn)大容量棉纖維檢測儀器的現(xiàn)狀
    國產(chǎn)大容量棉纖維檢測儀器，是我公司是按照國家棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革的儀器化要求，以及紡織企業(yè)等單位的市場需求，采取自主開發(fā)和技術(shù)協(xié)作的方式，借鑒國內(nèi)外在棉纖維檢測儀器方面的經(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快速棉纖維性能測試儀，XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測試儀，CN200棉結(jié)測試儀、FM棉纖維成熟度細(xì)度測試儀，MCG-1棉花顏色級(jí)測試儀，每種棉纖維檢測儀器，對(duì)棉纖維不同性能指標(biāo)的測試技術(shù)、方法不盡相同。大容量棉纖維檢測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、棉花加工廠等不同單位，滿足用戶的需求。
    自動(dòng)取樣型的XJ128快速棉纖維性能測試儀，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、測試結(jié)果準(zhǔn)確，2010年7月通過了國家質(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快速棉纖維性能測試儀在河南商丘、陜西西安、安徽合肥和新疆庫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)志著國產(chǎn)大容量棉纖維檢測儀器XJ128的技術(shù)水平達(dá)到了進(jìn)口儀器的水平，打破了國外多年來壟斷國內(nèi)棉花綜合性能測試儀的局面。
1.1 XJ128/G/B/D快速棉纖維性能測試儀
    XJ128/G快速棉纖維性能測試儀系統(tǒng)復(fù)雜、自動(dòng)化程度高，能夠快速地檢測棉纖維的長度、強(qiáng)度、馬克隆、色澤和雜質(zhì)性能指標(biāo)，長度測試采用照影儀法，強(qiáng)度測試采用等速拉伸法，馬克隆測試采用一次壓縮氣流法，色澤測試采用光學(xué)反射法，雜質(zhì)測試采用光學(xué)圖像法。長度和強(qiáng)度測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、測長機(jī)構(gòu)前后移動(dòng)、光電系統(tǒng)檢測得到照影曲線和長度性能指標(biāo)，拉伸機(jī)構(gòu)夾持、拉伸、傳感器檢測得到強(qiáng)伸度曲線和強(qiáng)度性能指標(biāo)。馬克隆測試根據(jù)氣橋平衡的原理、壓差傳感器檢測、根據(jù)質(zhì)量的不同修正，完成馬克隆值的測試。色澤測試使用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)的新一代棉纖維測試儀器，具有長度、強(qiáng)度、馬克隆、回潮測試功能，拓寬了儀器的使用溫濕度范圍。該儀器的回潮測量采用電測器法，，具有快速、穩(wěn)定的回潮自動(dòng)測量機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了恒定加壓和自動(dòng)測量；長強(qiáng)數(shù)據(jù)與回潮關(guān)聯(lián)，保證了測試的正確性和一致性。
XJ128B快速棉纖維性能測試儀器是在XJ128G基礎(chǔ)上去掉雜質(zhì)測量模塊、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儀器。
1.2 XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測試儀
    XJ129棉結(jié)和短絨測試儀由棉結(jié)測試儀和短絨測試儀兩部分組成，能夠快速地測量棉纖維的棉結(jié)和短絨指標(biāo)等。棉結(jié)測量采用光電法，通過梳棉開松機(jī)構(gòu)后形成的單纖維流，通過光電傳感器進(jìn)行檢測，得到棉結(jié)數(shù)。短絨測量采用光電檢測的方法，測試棉帶或棉條，自動(dòng)取樣成一端整齊的纖維束，經(jīng)過梳理后由光電傳感器進(jìn)行檢測，得到短絨率指標(biāo)。
    CN200是專門的棉結(jié)測試儀，是在XJ129棉結(jié)和短絨率測試儀的基礎(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，測試速度快，測試試樣量大、數(shù)據(jù)穩(wěn)定，測量結(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，無法真正同時(shí)測量出紡織企業(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)度測試儀采用兩壓縮氣流法，能夠同時(shí)測試棉纖維的馬克隆、細(xì)度、和成熟度性能。棉纖維放入測試筒，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.國內(nèi)外棉纖維檢測儀器的技術(shù)比較
2.1大容量棉纖維性能測試儀
    國外USTER公司 HVI 1000用于進(jìn)行棉花分級(jí),滿足纖檢機(jī)構(gòu)的應(yīng)用。該儀器能夠快速測量棉纖維的長度、強(qiáng)度、細(xì)度、色澤和雜質(zhì)等，給出相應(yīng)的指標(biāo)，是國際上棉花交易過程中的標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)系統(tǒng)，適用于進(jìn)行大批量測試，測試速度快，能夠滿足用戶的要求。國外PREMIER公司的全自動(dòng)棉纖維測試儀ART2, 是用于測試棉花所有重要特性指標(biāo)的全自動(dòng)大容量棉花測試儀器，能夠測量棉纖維的長度和整齊度、斷裂強(qiáng)度和伸長、馬克隆、色澤和雜質(zhì)、回潮；長度/強(qiáng)度測量采用“平面取樣技術(shù)”，取樣整齊一致；馬克隆測量采用“自動(dòng)試樣稱重和自動(dòng)精確校準(zhǔn)”技術(shù)，準(zhǔn)備快速；重量雜質(zhì)測量采用“自動(dòng)對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行收集和稱重”，快速準(zhǔn)確便捷；回潮自動(dòng)測量，并且對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行修正。國內(nèi)我公司的XJ128快速棉纖維測試儀，在各模塊的測量原理上與國外儀器基本相同，在具體電路、結(jié)構(gòu)、軟件設(shè)計(jì)上不盡一致；在色澤測量上，USTER公司 HVI 1000儀器采用的是氙燈光源的閃光法測量， XJ128采用的是恒流驅(qū)動(dòng)的鹵鎢燈光源的常亮法測量。
2.2棉結(jié)和短絨率測試儀
    國外USTER公司的AFIS單纖維測試儀，用于纖維的過程測量控制，可以進(jìn)行棉包、棉層、棉條或粗砂的測試。能夠在2.5分鐘內(nèi)測試多達(dá)11種不同的纖維特性，包括長度、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)。該儀器采用專用分梳機(jī)構(gòu)的單纖維測量方法，原理上更加符合傳統(tǒng)的手工測量，其測量結(jié)果已經(jīng)得到諸多紡織廠用戶的認(rèn)可，用來指導(dǎo)紡織企業(yè)的生產(chǎn)過程。國外PREMIER公司的 aQura2棉結(jié)和短纖維測試儀，用于紡織廠進(jìn)行棉結(jié)和長度、短纖維的測試，適用于測量原棉、中間階段的開松原棉和棉條。國內(nèi)我公司的XJ129/CN200棉結(jié)和短絨率測試儀，采用專用的分梳機(jī)構(gòu)進(jìn)行束纖維的測量方法，測試試樣大、速度快，適合于棉纖維的大容量測試，測量的棉結(jié)和短絨率結(jié)果可以用來指導(dǎo)紡織企業(yè)的生產(chǎn)過程。
2.3 紡織企業(yè)的棉纖維性能測試儀
    國外USTER公司的 MF100棉花分級(jí)儀，能夠測量棉纖維的長度、強(qiáng)度、馬克隆性能，測試的指標(biāo)與HVI 1000相應(yīng)的測試結(jié)果一致，為購買棉花提供重要的測試數(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)，在長度/強(qiáng)度測試的同時(shí)測試回潮，并對(duì)測試結(jié)果進(jìn)行修正。國內(nèi)我公司的的XJ128D快速棉纖維性能測試儀，回潮測量按照國家標(biāo)準(zhǔn)的測量原理、采用電測器法，具有快速、穩(wěn)定、自動(dòng)測量的特點(diǎn)；長度強(qiáng)度數(shù)據(jù)用回潮修正，保證了其測試結(jié)果符合國家標(biāo)準(zhǔn)的回潮測量正確性和一致性，能夠滿足紡織企業(yè)的需要。

3.國產(chǎn)大容量棉纖維檢測儀器的創(chuàng)新探討
    從國際上的大容量棉纖維檢測儀器的技術(shù)發(fā)展來看，該類儀器在測試棉纖維性能的全面化、儀器的自動(dòng)化控制技術(shù)、各種檢測技術(shù)以及應(yīng)用場合的具體實(shí)際等方面，都不斷地研究應(yīng)用新的技術(shù)、更加全面的測試棉纖維的各種性能、推出了滿足不同使用要求的棉纖維性能測試儀，有力的促進(jìn)了棉檢系統(tǒng)、紡織企業(yè)、收購部門、加工企業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)的棉纖維檢測儀器需要不斷應(yīng)用新的技術(shù)、創(chuàng)新的發(fā)展，才能具有更強(qiáng)的競爭優(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儀器的馬克隆模塊，采用的是手動(dòng)稱重、自動(dòng)測量、質(zhì)量范圍較窄、棉樣不回收。隨著中國纖維檢驗(yàn)局對(duì)產(chǎn)品要求的提高，能更好地滿足市場需求，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)稱重、自動(dòng)測量、回收或丟棄測試結(jié)束后棉花、拓寬馬克隆稱重的質(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；大大提高馬克隆測試數(shù)據(jù)的正確性。
3.2棉纖維雜質(zhì)測量的稱重法
    目前我公司的XJ128/G與國外的大容量棉纖維測試儀的雜質(zhì)測試，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、交易以及流通領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)的作用不大。采用棉花國家標(biāo)準(zhǔn)GB1103.1-2012規(guī)定的棉纖維雜質(zhì)檢測的稱重法測量棉纖維的含雜率，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)行稱重法測量棉纖維雜質(zhì)的研究，以滿足棉花檢驗(yàn)、交易、流通領(lǐng)域各環(huán)節(jié)以及紡織企業(yè)的需求。稱重法測量棉纖維雜質(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