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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度都是不相等的、長(zhǎng)短不齊的，因此棉纖維長(zhǎng)度具有不均一性。它可以用棉纖維的自然長(zhǎng)度排列圖和長(zhǎng)度重量分布曲線直觀地表達(dá)出來(lái)。
    棉纖維長(zhǎng)度與成紗質(zhì)量的關(guān)系十分密切，在其他條件相同時(shí)，當(dāng)纖維的長(zhǎng)度長(zhǎng)而且長(zhǎng)度整齊時(shí)，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(zhǎng)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(zhǎng)度相匹配，因棉纖維的長(zhǎng)短不同而有不同的工藝參數(shù)。因此，棉纖維長(zhǎng)度是僅次于纖維細(xì)度的重要指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)顯得尤為重要。棉纖維的長(zhǎng)度參差不齊，要用一組棉纖維長(zhǎng)度指標(biāo)包括集中性指標(biāo)和離散性指標(biāo)兩個(gè)方面才能反映纖維長(zhǎng)度的全貌。集中性指標(biāo)如主體長(zhǎng)度、品質(zhì)長(zhǎng)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(cè)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(cè)試儀測(cè)量棉纖維長(zhǎng)度的原理和方法，，通過測(cè)試結(jié)果的對(duì)比、分析，探討兩者的相關(guān)性，為棉纖維長(zhǎng)度的快速儀器化檢測(cè)提供參考。

2  羅拉式分析儀原理及指標(biāo)
    最常用的檢測(cè)棉纖維長(zhǎng)度的方法是《GB/T 6098.1-1985棉纖維長(zhǎng)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(zhǎng)到短依次送出，最后分租稱重、計(jì)算，求得主體長(zhǎng)度、品質(zhì)長(zhǎng)度、平均長(zhǎng)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(cè)得較多的長(zhǎng)度分布數(shù)據(jù)，所以被紡織廠普遍采用。
    2.1  主體長(zhǎng)度：也稱眾數(shù)長(zhǎng)度，棉纖維長(zhǎng)度分布中，占重量或根數(shù)最多的一組長(zhǎng)度。
    2.2  短絨率
    棉纖維中短于一定長(zhǎng)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(zhǎng)度分析儀在進(jìn)行纖維分組時(shí)，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(jì)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(cè)試儀原理及指標(biāo)
    長(zhǎng)嶺紡電生產(chǎn)的XJ129棉結(jié)和短絨測(cè)試儀能快速檢測(cè)出棉花纖維的棉結(jié)和長(zhǎng)度等指標(biāo), 這些指標(biāo)對(duì)棉檢部門客觀、公正地評(píng)價(jià)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(cè)原理相同，下面以長(zhǎng)嶺XJ 129短絨測(cè)試儀為例，說明棉纖維長(zhǎng)度的檢測(cè)方法。
    3.1組成及原理
    快速短絨測(cè)試儀由纖維取樣器、照影測(cè)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(dòng)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(duì)遮光信號(hào)的自動(dòng)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(jì)算出棉花的長(zhǎng)度和短絨率指標(biāo)。
    由于取樣方法的區(qū)別，XJ129快速短絨測(cè)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(cè)試中，以下幾個(gè)方面會(huì)導(dǎo)致得到的曲線和理論曲線有很大的不同:
    a) 用來(lái)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(hào)和遮光量并非線性關(guān)系；
    c) 纖維中的棉結(jié)、雜質(zhì)會(huì)給曲線帶來(lái)誤差，會(huì)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(jì)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(jì)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(jì)算結(jié)果。
    3.2 主要指標(biāo)
    3.2.1有效長(zhǎng)度 efficient Length 又稱拜氏有效長(zhǎng)度，是通過拜氏圖用幾何方法得到的有效長(zhǎng)度，記作Leff。
    3.2.2 跨距長(zhǎng)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(gè)確定的纖維數(shù)量百分?jǐn)?shù)相對(duì)應(yīng)。
    注：可以從被測(cè)各點(diǎn)的結(jié)果計(jì)算出不同的跨距長(zhǎng)度，通常采用2.5%(3%)和50%跨距長(zhǎng)度。
    3.2.3 短絨率 Short Fibre Content (SFC)
又稱短纖維含量，指纖維長(zhǎng)度短于某一長(zhǎng)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(cè)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(cè)量任意長(zhǎng)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(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比及分析
    在XJ129快速短絨測(cè)試儀上對(duì)棉樣進(jìn)行測(cè)試（以下簡(jiǎn)稱A法），每個(gè)棉樣測(cè)3次，取平均值；同時(shí)用羅拉分析儀測(cè)試（以下簡(jiǎn)稱B法），每個(gè)棉樣做2次，取平均值。
    4.1長(zhǎng)度指標(biāo)
    原棉按批測(cè)試，對(duì)比A法的有效長(zhǎng)度Leff和B法的主體長(zhǎng)度，測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。
    由于有效長(zhǎng)度Leff和主體長(zhǎng)度Lm的定義不同，所以測(cè)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(cè)量?jī)x和手工測(cè)試方法16mm重量短絨率測(cè)量結(jié)果的相關(guān)性分析
    對(duì)不同棉樣分別用A法和B法測(cè)試, A法利用國(guó)家校準(zhǔn)棉花校準(zhǔn)，B法采用羅拉分析儀手工測(cè)試方法測(cè)試，由于B法手工測(cè)量方法取樣量小，代表性比較差，同時(shí)受客觀因素影響比較大（不同的人不同的操作手法測(cè)量結(jié)果有比較大的差異），所以兩個(gè)方法的測(cè)量結(jié)果不盡相同，但二者具有很好的相關(guān)性，兩個(gè)方法的測(cè)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(guó)家校準(zhǔn)棉花校準(zhǔn)后，測(cè)試結(jié)果和B法測(cè)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(cè)過程對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響
B法檢測(cè)過程中，因檢測(cè)人員的目光、手法，取樣量大小等人為因素而影響測(cè)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(cè)試結(jié)果，可以看出，快速短絨測(cè)試儀的16mm重量短絨測(cè)試結(jié)果正確性較好。

    5 結(jié)語(yǔ)
    通過對(duì)比測(cè)試，可以看出：兩種方法均能測(cè)量棉纖維長(zhǎng)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(cè)試周期長(zhǎng)。XJ129 快速短絨測(cè)試儀取樣量大、測(cè)試速度快、測(cè)試結(jié)果穩(wěn)定，測(cè)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(chǎng)檢測(cè)需要，滿足公證檢驗(yàn)科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的要求。