棉花是大宗的天然纖維，是關系到國計民生的農產品，合理檢測棉纖維的性能，對充分利用纖維品質，保證成紗質量，具有十分重要的意義。傳統的棉花檢驗主要依靠感觀和常規儀器，取樣量小，檢驗速度慢、重復性較差，無法適應公證檢驗和紡織企業配棉的需要，實際中還容易造成偏差或者引起糾紛，降低了棉花的使用效率。自從上世紀八十年代末，我國開始引進大容量棉花纖維檢測儀器（HVI），經過多年的努力，尤其是實行棉花檢驗體制改革以來，大容量棉花纖維檢測儀器在纖檢系統和紡織企業逐步推廣，國產大容量棉纖維性能測試儀也已研制成功并批量生產和銷售，新的基于大容量檢驗儀器的棉花標準GB1103-2007也已經開始實施，了解大容量棉花檢測儀器的測試原理及測試指標，充分分析大容量棉花檢測儀的測試指標對紗線質量的影響，對于大容量棉花檢測儀器在纖檢系統和紡織企業推廣應用以及促進棉花檢驗體制改革具有十分重要的意義。

1.大容量棉花測試儀器測試原理和指標
    大容量棉花纖維檢測儀器是一種快速、大容量、多指標的棉花纖維性能綜合測試儀器。它可以對棉纖維的長度、強伸度、成熟度、色澤、雜質、回潮率等指標進行測試。
1.1 長度測試模塊
    采用光電照影法。從取樣器上用梳夾隨機夾取一束棉花，經過儀器的自動梳理（使纖維伸直并梳掉浮游纖維）后，進入光電檢測區域進行掃描，感應出纖維束的遮光量，以此遮光量與纖維束的長度為坐標繪制的曲線稱為照影曲線。根據照影曲線計算出棉纖維50%跨距長度SL1、2.5%跨距長度SL2、長度整齊度比UR、平均長度Lm、上半部平均長度Luhm、長度整齊度指數Ui。由于無法直接測出較短纖維的含量，所以短纖維指數是通過上半部平均長度和整齊度指數按照一定的經驗公式計算而來。
1.2 強伸度測試模塊
    采用CRE拉伸方式，3.175mm（1/8inch）隔距束纖維拉伸方法，根據最大負荷Fmax的讀數、斷裂點纖維的遮光量及馬克隆值等計算出棉纖維比強度STR，根據拉伸曲線計算出伸長率Elg。
1.3 馬克隆測試模塊
    采用氣流法一次壓縮，根據氣壓差計算出棉纖維的馬克隆值Mic，并根據質量的不同予以修正，根據馬克隆值和比強度計算出成熟度指數Mat。
1.4 色澤測試模塊
    采用45/0照明方式，光線從與棉樣表面法線成45°角的方向入射于棉樣表面上，在法線上測量棉樣表面漫反射光，分析光譜成分和反射率大小,獲得反映棉樣色征的反射率Rd和黃色深度+b，并根據二者的測試結果輸出色澤等級CG。
1.5雜質測試模塊
    采用CCD相機對棉花表面進行攝像，利用圖像處理和軟件分析方法，計算出棉花表面葉屑顆粒數TC、葉屑面積TA、葉屑等級TG。
1.6 回潮率測試模塊
    采用電阻法測量回潮率，根據8組不同位置電極所測得的回潮率數據計算平均值，給出最終結果，同時根據該結果修正比強度的測試結果。

2.大容量棉花檢測儀器特點及其測試指標和常規測試儀器測試指標相關性分析
2.1 大容量棉花檢測儀的特點
2.1.1 大容量棉花檢測儀測試速度快，試驗項目多，樣本容量大，數據代表性強，重復性好，在整個測試過程中很少受人為因素影響，取樣自動化，操作方便快捷，結果準確可靠，同時提供了反映棉花綜合可紡性能的紡紗一致性指數指標SCI，為配棉和后道產品質量預測提供了有價值的信息。
2.1.2  實現原棉的逐包檢驗、分類及新的配棉管理成為可能。我國傳統的原棉管理是按原棉的產地、品級、長度等指標，進倉分嘜堆放，根據配棉成份，在清棉車間使用前進行逐包分級驗收后使用或待用。檢驗常采用手感目測為主，配棉成份按品種要求重點控制等級、長度、細度、成熟度、色澤等指標，力求成紗質量穩定，生產成本合理。但由于該檢測方法檢測容量小，代表性不足，而且包與包之間實際質量差異很大，這樣就存在不科學的一面，且管理十分繁瑣。
    大容量棉花檢測儀能夠實現逐包檢驗原棉質量，可以快速、高效、準確測得有關數據，計算每批棉包的SCI，作為主要控制指標，然后可以結合原棉馬克隆值或產地分組，進行倉儲分類。配棉時同樣按紡紗品種的質量要求確定SCI指標和控制范圍，結合考慮馬克隆值，特殊品種如色澤要求較高的還需控制色澤參數（Rd、＋b）等。實踐表明，這種新的原棉管理方法可以使棉紗質量穩定，而且控制馬克隆值基本一致可以減少織物橫檔疵點，特別是針織物的條影和色差。
2.2 大容量棉花檢測儀器和常規測試儀器測試指標相關性分析
    由于大容量棉花檢測儀和傳統測試儀器測試原理的差異，測試結果有明顯差異，但主要指標有較好的相關性。表1是我們在某個紡織企業用常規測試儀器和大容量棉花測試儀器對一些棉樣的測試結果，表中左邊主體長度和短絨率為羅拉分析儀測得結果，成熟度系數用氣流法，雜質用分離稱重法，回潮率用烘箱法；大容量棉花檢測試儀器使用陜西長嶺紡織機電科技有限公司生產的XJ120快速棉纖維性能測試儀。由于沒有恒溫恒濕條件，所以沒有進行比強度對比，經過分析，成熟度、長度、短絨率、雜質、回潮率的相關系數分別為:0.87、0.95、0.87、0.79、0.98，除短絨率偏低以外，其余相關性都比較好，但是如果想找出二者的換算關系，經過大量實驗證明很難，因為它們之間的關系將隨著被測棉纖維種類、分布等的變化而變化，沒有確定的換算公式，所以我們不能試圖用找出傳統測試指標和大容量棉花檢測儀測試指標對應關系的方法來進行配棉，要根據大容量棉花測試儀新的測試指標重新摸索。

3.大容量棉花檢測儀測試指標對紗線性能的影響
    大容量測試儀器的測試指標較多，一般給出15項指標（其中Amt為取樣量），如表2所示。這些指標中有的是實測指標，有的是分級指標或估算指標，其中真正對棉花使用者（紡織企業）紡紗有用的指標是哪些，這些指標中，哪些指標對紗線的性能影響和貢獻最大，這是大家十分關心的問題。為了分析大容量棉花檢測儀器的測試指標對紗線性能的的影響，我們對50組棉花用大容量棉花測試儀和常規測試儀器分別進行了測試，并用這些棉花進行單嘜試紡，最終測量針織和機織紗線的有關性能，用統計分析的方法分析這些指標對紗線性能的貢獻率，如表3。分析中重點選取了大容量棉花檢測儀器的以下指標：上半部平均長度Luhm，馬克隆值Mic，比強度Str，伸長率Elg，反射率Rd，黃色深度+b，雜質顆粒數TC等；其它指標用常規測試儀器或手感目測來分析，重點選取了以下指標：基數s，纖維中段公制支數Nm，短絨率δ3，成熟度系數K3，索絲數n6，棉結N等。
    為了準確反映棉花的包間不勻對紗線質量的影響，在分析時增加了棉花包間長度不勻率CVL2和棉花包間短絨不勻率CVfε，分析結果見表4。
    從表4中可以看出，影響紗線性能的傳統方法測試指標主要為Nm、 N、M、N6；影響紗線性能的大容量棉花檢測儀的測試指標主要為Luhm、Str、Mic、Rd、+b，同時考慮到棉包間的差異，在配棉過程中關心的指標還應有長度整齊度指數Ui。

4.結束語
4.1 大容量棉花測試儀器和傳統的測試方法相比，具有速度快、取樣量大、指標多、結果重復性好等特點，為配棉和后道產品質量預測提供了信息，使得原棉逐包檢驗、分類、實現計算機配棉管理成為可能。
4.2 傳統的測試指標和大容量棉花測試儀器的測試指標有較強的相關性，但由于測試原理的區別，沒有確切的換算關系，采用互相換算的方法進行配棉是不可取的。
4.3 大容量棉花測試儀器的測試指標對紗線性能影響較大的是上半部平均長度Luhm、比強度Str、馬克隆值Mic、反射率Rd、黃色深度+b、雜質顆粒數TC以及長度整齊度指數Ui等。
4.4 為提高紡織企業的效率，大力推廣大容量棉花測試儀器和基于大容量棉花測試儀指標的計算機配棉系統是十分必要的。