原棉和棉條的棉結(jié)和短絨含量，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和紡織生產(chǎn)工藝有著重要影響，棉結(jié)或短絨含量過(guò)多，會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的提高，導(dǎo)致紡織廠的制成率降低、生產(chǎn)效率下降，原料成本增加。因此，對(duì)棉結(jié)和短絨進(jìn)行快速準(zhǔn)確的測(cè)量是各棉花生產(chǎn)、收購(gòu)、貿(mào)易、加工部門的迫切要求。
　　目前，人工的黑白板法測(cè)試棉結(jié)和羅拉分析法測(cè)試短絨的方法仍在大量的采用，這些方法速度慢、人為誤差大，無(wú)法作為公正檢驗(yàn)儀器。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外不斷推出各種各樣的半自動(dòng)和全自動(dòng)棉結(jié)和短絨測(cè)試儀器，特別是USTER、PREMIER、MESDAN等都有測(cè)試棉結(jié)或者短絨率的儀器，由于其測(cè)試原理的不同，得到的數(shù)據(jù)也不盡相同。長(zhǎng)嶺XJ129棉結(jié)和短絨率測(cè)試儀的推出，及時(shí)滿足了市場(chǎng)需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
1  棉結(jié)測(cè)試單元
1.1  傳統(tǒng)測(cè)試棉結(jié)方法
1.1.1  目測(cè)原棉纖維棉結(jié) 
　　原棉到棉卷棉結(jié)的傳統(tǒng)測(cè)試方法均采用目測(cè)計(jì)數(shù)法。檢測(cè)時(shí)，先在試樣中粗揀去各種棉束、索絲、僵棉、黃根、不孕籽、軟籽表皮和破籽等，然后仔細(xì)揀出試樣中的緊棉結(jié)和雜質(zhì)（破籽、帶纖維籽屑等），分別計(jì)粒數(shù)。同時(shí)要注意保持疵點(diǎn)原形，防止拉松和扯碎。所測(cè)的棉結(jié)僅為試樣中可視的粒狀纖維結(jié)，直徑大，數(shù)量小，但不包括其他疵點(diǎn)和雜質(zhì)。
1.1.2  燈光檢驗(yàn)法測(cè)棉條棉結(jié)
　　棉條（生條、熟條、條卷、精梳條和粗紗條）棉結(jié)的傳統(tǒng)測(cè)試方法均采用燈光檢驗(yàn)法。在纖維檢驗(yàn)室，人工將被檢測(cè)試樣在垂直方向引直，兩手將棉條從左右撕開使其成棉網(wǎng)狀，放在棉網(wǎng)檢驗(yàn)器的黑色玻璃上，利用上方射來(lái)的光線，看到黑色玻璃板上不能被手工松散的“白點(diǎn)”就計(jì)為棉結(jié)。要盡量用手把大棉結(jié)松散到細(xì)小棉結(jié)為止，所測(cè)棉結(jié)包含了可視的粒狀纖維結(jié)和能產(chǎn)生“白點(diǎn)”的其它疵點(diǎn)，直徑較小，數(shù)量較大。帶纖維破籽及籽屑等產(chǎn)生“黑點(diǎn)”的疵點(diǎn)被計(jì)為雜質(zhì)。
1.1.3  目測(cè)法的不足
　　目測(cè)法雖然具有操作簡(jiǎn)便、投資少等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著不足。目測(cè)的棉結(jié)是由許多根纖維扭結(jié)在一起才能被目力辨認(rèn)的纖維團(tuán)，取決于光線照度、測(cè)試人員的眼力和操作經(jīng)驗(yàn)。單個(gè)棉結(jié)之間的大小差異較大，由于人眼分辨率的限制，許多客觀存在的細(xì)小棉結(jié)不能被目測(cè)計(jì)數(shù)，檢測(cè)的結(jié)果因人而異，不能完全反映棉結(jié)的真實(shí)情況。目測(cè)法檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、穩(wěn)定和一致性欠佳。測(cè)試速度慢，測(cè)試周期長(zhǎng)。
1.2  棉結(jié)快速測(cè)試核心裝置
　　棉結(jié)測(cè)試裝置如圖1所示。在測(cè)試時(shí)，棉條（或原棉）被按照一定操作方法送至分梳輥（開松輥）上。分梳輥高速旋轉(zhuǎn)，梳針將喂入的棉花進(jìn)行開松，梳理、除雜后，形成近似均勻單纖維流。在負(fù)壓的作用下，纖維流進(jìn)入高速轉(zhuǎn)杯形成棉帶。
    測(cè)試棉結(jié)就是利用這一開松方式，將薄霧狀纖維流引入光學(xué)傳感器。檢測(cè)器部分的光源由激光器產(chǎn)生，接受器件為硅光電池。纖維流產(chǎn)生遮光和反射，不能梳開的棉結(jié)會(huì)產(chǎn)生比較大的遮光，單根的纖維會(huì)產(chǎn)生較小的遮光，其變化大小和纖維流及棉結(jié)大小有關(guān)。棉結(jié)信號(hào)處理器利用DSP，通過(guò)一定的算法，對(duì)遮光的幅度和時(shí)間進(jìn)行分析，可獲得棉結(jié)的數(shù)量和尺寸信息，最后經(jīng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理，得出有關(guān)棉結(jié)的一系列數(shù)據(jù)。
　　要完成整個(gè)棉結(jié)測(cè)試，還須配置棉結(jié)動(dòng)作控制單元、負(fù)壓機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓電源、DSP信號(hào)處理單元、電機(jī)等。
　　測(cè)試一個(gè)原棉棉樣具體過(guò)程為：稱原棉5g，將原棉按要求撕成連貫絮狀，鋪滿喂棉臺(tái)板，按要求操作棉花喂入2-5mm，然后開始測(cè)試。棉結(jié)動(dòng)作控制單元控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)，棉花送入梳棉機(jī)構(gòu)，梳棉機(jī)構(gòu)將棉花梳開進(jìn)入檢測(cè)單元。纖維流通過(guò)檢測(cè)單元，產(chǎn)生不同遮光信號(hào)，棉結(jié)信號(hào)送DSP信號(hào)處理單元處理后，送計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理。得出每克棉結(jié)數(shù)。
　　所有動(dòng)作由棉結(jié)動(dòng)作控制單元控制，電機(jī)完成棉花送入動(dòng)作，負(fù)壓機(jī)構(gòu)主要完成負(fù)壓氣流的產(chǎn)生，穩(wěn)壓電源提供所有硬件控制系統(tǒng)電源，光電傳感器完成信號(hào)掃描，DSP信號(hào)處理單元完成棉結(jié)信號(hào)初步處理，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成棉結(jié)信號(hào)的最后處理。
2  短絨測(cè)試單元
2.1  傳統(tǒng)短絨率測(cè)試方法
　　傳統(tǒng)測(cè)試短絨率用手扯法和儀器測(cè)量，儀器測(cè)量常用羅拉分析法。手扯方法和羅拉分析法一樣，都是將一端排列整齊的棉纖維束，按一定組距分組稱重后，求出纖維長(zhǎng)度的各種指標(biāo)，并求出棉花短絨率。
　　羅拉分析法一組試樣的測(cè)試需要時(shí)間2-3小時(shí),速度慢，數(shù)據(jù)一致性差，人為影響大。
2.2  短絨率快速測(cè)試核心裝置
　　短絨率快速測(cè)試核心裝置如圖2所示。裝置將棉帶（由原棉制作）或生產(chǎn)過(guò)程中的普梳精梳棉條放到梳床（針床）上，由取樣器進(jìn)行自動(dòng)取樣，反復(fù)抽取纖維，整理成沒(méi)有絲團(tuán)、雜物和游離纖維的平直絨束，得到類似人工取樣的一端整齊的纖維束。纖維束經(jīng)過(guò)梳理后，水平放入光電照影傳感器掃描,遮光信號(hào)經(jīng)調(diào)理、采樣后送計(jì)算機(jī)處理。通過(guò)一定的算法，得到棉纖維長(zhǎng)度的照影曲線，據(jù)此可以得到棉花短絨率的一系列指標(biāo)。
    要完成整個(gè)短絨測(cè)試，還須動(dòng)作控制單元、負(fù)壓機(jī)構(gòu)、穩(wěn)壓電源等的支持。
　　其測(cè)試過(guò)程為：測(cè)試時(shí)，梳床（針床）自動(dòng)彈出。將棉條正反交錯(cuò)均勻分布橫壓入針床（例如棉條，直接壓入6次，正反棉條各3次）,用壓棉板壓入按平，扯去靠近取樣器端多余的纖維，開始測(cè)試。針床下降，進(jìn)給電機(jī)前進(jìn)，取樣器夾口夾取棉花；取樣器后退，打開夾口，負(fù)壓機(jī)構(gòu)從取樣器后端把廢棉吸走。進(jìn)給電機(jī)每次前進(jìn)微小距離循環(huán)整理取樣6次（可設(shè)置），最后一次進(jìn)給量增大，夾取試樣棉束。取樣器后退，運(yùn)行到刷樣器位置，向刷樣器靠近。刷樣器向取樣器靠近，旋轉(zhuǎn)并刷掉須從雜物和游離纖維，回置原位。取樣器后退，運(yùn)行到照影傳感器位置，靠近光電照影傳感器。光電傳感器后端產(chǎn)生負(fù)壓氣流，使須從平直進(jìn)入照影傳感器窄縫進(jìn)行傳感器掃描。掃描完成后，取樣器夾口張開，負(fù)壓氣流從夾口后把廢棉吸走。取樣器恢復(fù)原取樣整理位置。傳感器信號(hào)送計(jì)算機(jī)處理，完成一次測(cè)試。
    所有動(dòng)作由動(dòng)作控制單元控制，負(fù)壓機(jī)構(gòu)主要完成廢棉處理并將棉束展平伸直，穩(wěn)壓電源提供所有硬件控制系統(tǒng)電源，并將高壓恒流源提供給光源，光電照影傳感器完成信號(hào)掃描，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)處理。
3  測(cè)試結(jié)果分析
   目前，XJ129測(cè)試短絨數(shù)據(jù)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)棉樣）定值相當(dāng)，棉結(jié)數(shù)據(jù)與USTER公司的MN100數(shù)據(jù)相當(dāng)。
3.1  棉結(jié)數(shù)據(jù)
    取有代表性的棉樣與MN100測(cè)試結(jié)果對(duì)比表如表1所示：
    其中，MN100測(cè)試數(shù)據(jù)為每種試樣測(cè)試３次的平均值；XJ129棉結(jié)每個(gè)測(cè)試結(jié)果為每種試樣測(cè)試４次的平均值，按照順序測(cè)試了３輪，最終取三輪測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值（每種試樣測(cè)試共測(cè)試１2次）。
    結(jié)論：XJ129棉結(jié)測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果和USTER公司MN100測(cè)試結(jié)果相當(dāng)。
3.2  短絨數(shù)據(jù)
    結(jié)論：XJ129短絨測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果和國(guó)家棉樣標(biāo)值相當(dāng)，紡織廠手工測(cè)試棉樣在數(shù)據(jù)上與國(guó)家標(biāo)值存在差異，可信性小。
４ 結(jié)束語(yǔ)
　　試驗(yàn)結(jié)果表明：XJ129棉結(jié)測(cè)試儀的棉結(jié)測(cè)試結(jié)果與USTER公司MN100測(cè)試結(jié)果相當(dāng)（單纖維棉結(jié)），短絨測(cè)試結(jié)果與標(biāo)值（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)棉）相符性好。隨著該產(chǎn)品用戶的不斷增加，該儀器在對(duì)紡織廠分析原料質(zhì)量、科學(xué)的配棉、檢測(cè)半成品質(zhì)量變化、控制設(shè)備狀態(tài)、提高紡織產(chǎn)品質(zhì)量的作用日益凸現(xiàn)。