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    让中小企业也能买得起快速、精确的棉纤维检测仪器
     
      发布日期：2009年2月15日
     
    让中小企业也能买得起快速、精确的棉纤维检测仪器
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    用小投入，也能检验出真实的棉花质量
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    随着棉纤维质量检验体制改革的不断深入，棉纤维检测的仪器化正在悄悄的替代“目测手扯”的传统方法。为了快速、精确的检测棉纤维，国家花巨资引进了一批USTER公司生产的“HVI纤维测试系统”。使我国在棉纤维检测的仪器化、公证性上向前跨出了关键性的一大步。
    但“HVI”价格昂贵，中小企业难以承受；而且根据我国目前的棉纤维检测标准，“HVI”系统中符合我国考核指标的只有长度、马克隆值以及参考指标强力值。鉴于目前国内的这种情况，我公司决定研制适合我国国情的的快速、精确、价格适中的棉纤维检测仪器。但要立即研制出相同于 “HVI”的综合性仪器，资金投入大，周期长，风险大。我们采取化整为零的方法，从单机着手，研制一个，生产一个，销售一个，（当然仪器在质量上严格把关，指标不低于国际水平）拿这个仪器的销售利润，再来研制与生产下一个仪器。当一个个单机完成后，再将其整合起来，完成一个与“HVI”指标一致的棉花检验系统。目前我公司已完成了二个单机：KX175-1型电子气流仪快速测试马克隆值和KX730型棉纤维长度照影仪快速测试上半部平均长度和整齐度指数。
    一、 KX175-1型电子气流仪（电子马克隆仪）
        “KX175-1”型 电子气流仪是在原175型气流仪的基础上进行了多项改进，使其具有测试速度快、精度高等优点的新型气流仪。
    (一) 保留了部分合理部件：
    1、保留了稳压筒。它采用玻璃筒与石墨块的滑配，其间的摩擦系数小，热膨胀系数接近，不会因间隙小，受温度的影响而卡死，这样的稳压效果极佳。
    2、保留了样品测试机构。这套机构已久经考验，可实现快速、耐用又可靠。
    （二）改进了部分机构：
         用电子天平替换了气压天平，并采用微压差传感器、电桥电路、精密运算放大器、微电脑、数字显示，实现数字化。并增加了通讯接口，可与计算机连接，实现存储、查询、数据处理、打印等功能。加上零部件的标准化大大提高了仪器的质量。
    （三）采用二个数学模型：
         本仪器还解决了测量到的微气压转化为马克隆值的数学模型，并真正实现马克隆值的线性化处理，当用最低与最高二个标准棉花样品校准后，其最低与最高二个标准棉花样品间的任一标准棉花样品的测试结果都不会超出允差范围（±0.05马克隆值）。
    另外，采用了取样重量补偿的数学模型，可实现取样量在7.5~8.5克间均能测试，提高了测试速度。
    综上所述，使KX175-1型电子气流仪的精度达到±0.05马克隆值，创世界之最；测试速度快，一天能测试三千~四千个样品，超过了HVI。
    仪器性能不但要好，用户操作也需得当，才能得到精确的测试结果。比如：有的用户在仪器经低、高二个标准棉花样品校准后，若还是用此二标准棉花样品来核对，这是不正确的，这等于在测试重复性。正确的核对方法，是必须用第三个标准棉样（其标准值在上述二标准棉样值的中间）来核对，所测试结果要在允差±0.05之内，才能继续进行样品的测试。若测试结果误差超出±0.05范围，则需查找原因，问题解决后才能继续测试，这样就能保证测得的结果不会超出允差。（我们的说明书上明确要求这样做）
       这里顺便提一下，国内有些厂家的同类仪器，采用三点校准，其实是线性化处理没解决好，中间值超标，才拿第三点校准来补救。这样的仪器若还是拿此三个标准棉花样品对仪器核对，实际上还是在测重复性。正确的方法必须拿高、中值之间和中、低值之间的任一标准棉样来核对，若测得值在允差范围内，才能算仪器正常工作。也只有如此，才能说仪器的检验误差没有超标。
    二、 KX730棉纤维长度照影仪
    根据当前国际情况，国家纤维检验总局已将“上半部平均长度”定为棉花价格的考核指标。目前，在国内只能使用纤维综合测试系统，如HVI系统测量这一指标，尚无专测这一指标的单机。据此，我公司首先研发了“KX730棉纤维长度照影仪”以适应棉纤维长度快速检测的新需要。它的研发成功能让中小企业买得起快速测试棉纤维上半部平均长度的仪器。
    棉纤维长度照影仪是根据棉纤维长度随机分布理论，以及透过纤维束的光强度与纤维束截面内纤维的根数成负相关原理设计而成的。随机抓取纤维在梳夹上形成一个须丛，从根部到梢部作光电扫描，以透过须丛的光强度，作为伸出梳子不同距离处纤维根数的量度，经计算机处理获得纤维的长度照影曲线并可求得纤维的平均长度、上半部平均长度、整齐度指数及短绒率等参数。 
    为了保证检测精度，我们在照影曲线上下功夫，首先增加采样点，得到较光滑的原始曲线，再进行曲线拟合，得到平滑逼近的照影曲线。在结构上采用进口的直线模组，提高测试精度、重复性及速度，确保“上半部平均长度”的标准差在±0.5mm以内，每只样品的测试速度在20秒左右。
    本仪器的各项性能指标均已达到进口的“HVI系统”中相应部分的技术水平。
    下一步，我们计划研发快速测试强力值的电子仪器，然后将电子气流仪、长度仪和电子强力仪进行整合，组成综合性测试仪。另外计划扩展KX730长度照影仪的功能，使其能测量国内需要的16mm以内的短纤维率（短绒率），与Y111罗拉长度分析仪上测得的短纤维率具有可比性。

                           上海康信光电仪器有限公司
                                   张健邦
                                 2008.08.10

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