棉花是大宗的天然纤维，是关系到国计民生的农产品，合理检测棉纤维的性能，对充分利用纤维品质，保证成纱质量，具有十分重要的意义。传统的棉花检验主要依靠感观和常规仪器，取样量小，检验速度慢、重复性较差，无法适应公证检验和纺织企业配棉的需要，实际中还容易造成偏差或者引起纠纷，降低了棉花的使用效率。自从上世纪八十年代末，我国开始引进大容量棉花纤维检测仪器（HVI），经过多年的努力，尤其是实行棉花检验体制改革以来，大容量棉花纤维检测仪器在纤检系统和纺织企业逐步推广，国产大容量棉纤维性能测试仪也已研制成功并批量生产和销售，新的基于大容量检验仪器的棉花标准GB1103-2007也已经开始实施，了解大容量棉花检测仪器的测试原理及测试指标，充分分析大容量棉花检测仪的测试指标对纱线质量的影响，对于大容量棉花检测仪器在纤检系统和纺织企业推广应用以及促进棉花检验体制改革具有十分重要的意义。

1.大容量棉花测试仪器测试原理和指标
    大容量棉花纤维检测仪器是一种快速、大容量、多指标的棉花纤维性能综合测试仪器。它可以对棉纤维的长度、强伸度、成熟度、色泽、杂质、回潮率等指标进行测试。
1.1 长度测试模块
    采用光电照影法。从取样器上用梳夹随机夹取一束棉花，经过仪器的自动梳理（使纤维伸直并梳掉浮游纤维）后，进入光电检测区域进行扫描，感应出纤维束的遮光量，以此遮光量与纤维束的长度为坐标绘制的曲线称为照影曲线。根据照影曲线计算出棉纤维50%跨距长度SL1、2.5%跨距长度SL2、长度整齐度比UR、平均长度Lm、上半部平均长度Luhm、长度整齐度指数Ui。由于无法直接测出较短纤维的含量，所以短纤维指数是通过上半部平均长度和整齐度指数按照一定的经验公式计算而来。
1.2 强伸度测试模块
    采用CRE拉伸方式，3.175mm（1/8inch）隔距束纤维拉伸方法，根据最大负荷Fmax的读数、断裂点纤维的遮光量及马克隆值等计算出棉纤维比强度STR，根据拉伸曲线计算出伸长率Elg。
1.3 马克隆测试模块
    采用气流法一次压缩，根据气压差计算出棉纤维的马克隆值Mic，并根据质量的不同予以修正，根据马克隆值和比强度计算出成熟度指数Mat。
1.4 色泽测试模块
    采用45/0照明方式，光线从与棉样表面法线成45°角的方向入射于棉样表面上，在法线上测量棉样表面漫反射光，分析光谱成分和反射率大小,获得反映棉样色征的反射率Rd和黄色深度+b，并根据二者的测试结果输出色泽等级CG。
1.5杂质测试模块
    采用CCD相机对棉花表面进行摄像，利用图像处理和软件分析方法，计算出棉花表面叶屑颗粒数TC、叶屑面积TA、叶屑等级TG。
1.6 回潮率测试模块
    采用电阻法测量回潮率，根据8组不同位置电极所测得的回潮率数据计算平均值，给出最终结果，同时根据该结果修正比强度的测试结果。

2.大容量棉花检测仪器特点及其测试指标和常规测试仪器测试指标相关性分析
2.1 大容量棉花检测仪的特点
2.1.1 大容量棉花检测仪测试速度快，试验项目多，样本容量大，数据代表性强，重复性好，在整个测试过程中很少受人为因素影响，取样自动化，操作方便快捷，结果准确可靠，同时提供了反映棉花综合可纺性能的纺纱一致性指数指标SCI，为配棉和后道产品质量预测提供了有价值的信息。
2.1.2  实现原棉的逐包检验、分类及新的配棉管理成为可能。我国传统的原棉管理是按原棉的产地、品级、长度等指标，进仓分唛堆放，根据配棉成份，在清棉车间使用前进行逐包分级验收后使用或待用。检验常采用手感目测为主，配棉成份按品种要求重点控制等级、长度、细度、成熟度、色泽等指标，力求成纱质量稳定，生产成本合理。但由于该检测方法检测容量小，代表性不足，而且包与包之间实际质量差异很大，这样就存在不科学的一面，且管理十分繁琐。
    大容量棉花检测仪能够实现逐包检验原棉质量，可以快速、高效、准确测得有关数据，计算每批棉包的SCI，作为主要控制指标，然后可以结合原棉马克隆值或产地分组，进行仓储分类。配棉时同样按纺纱品种的质量要求确定SCI指标和控制范围，结合考虑马克隆值，特殊品种如色泽要求较高的还需控制色泽参数（Rd、＋b）等。实践表明，这种新的原棉管理方法可以使棉纱质量稳定，而且控制马克隆值基本一致可以减少织物横档疵点，特别是针织物的条影和色差。
2.2 大容量棉花检测仪器和常规测试仪器测试指标相关性分析
    由于大容量棉花检测仪和传统测试仪器测试原理的差异，测试结果有明显差异，但主要指标有较好的相关性。表1是我们在某个纺织企业用常规测试仪器和大容量棉花测试仪器对一些棉样的测试结果，表中左边主体长度和短绒率为罗拉分析仪测得结果，成熟度系数用气流法，杂质用分离称重法，回潮率用烘箱法；大容量棉花检测试仪器使用陕西长岭纺织机电科技有限公司生产的XJ120快速棉纤维性能测试仪。由于没有恒温恒湿条件，所以没有进行比强度对比，经过分析，成熟度、长度、短绒率、杂质、回潮率的相关系数分别为:0.87、0.95、0.87、0.79、0.98，除短绒率偏低以外，其余相关性都比较好，但是如果想找出二者的换算关系，经过大量实验证明很难，因为它们之间的关系将随着被测棉纤维种类、分布等的变化而变化，没有确定的换算公式，所以我们不能试图用找出传统测试指标和大容量棉花检测仪测试指标对应关系的方法来进行配棉，要根据大容量棉花测试仪新的测试指标重新摸索。

3.大容量棉花检测仪测试指标对纱线性能的影响
    大容量测试仪器的测试指标较多，一般给出15项指标（其中Amt为取样量），如表2所示。这些指标中有的是实测指标，有的是分级指标或估算指标，其中真正对棉花使用者（纺织企业）纺纱有用的指标是哪些，这些指标中，哪些指标对纱线的性能影响和贡献最大，这是大家十分关心的问题。为了分析大容量棉花检测仪器的测试指标对纱线性能的的影响，我们对50组棉花用大容量棉花测试仪和常规测试仪器分别进行了测试，并用这些棉花进行单唛试纺，最终测量针织和机织纱线的有关性能，用统计分析的方法分析这些指标对纱线性能的贡献率，如表3。分析中重点选取了大容量棉花检测仪器的以下指标：上半部平均长度Luhm，马克隆值Mic，比强度Str，伸长率Elg，反射率Rd，黄色深度+b，杂质颗粒数TC等；其它指标用常规测试仪器或手感目测来分析，重点选取了以下指标：基数s，纤维中段公制支数Nm，短绒率δ3，成熟度系数K3，索丝数n6，棉结N等。
    为了准确反映棉花的包间不匀对纱线质量的影响，在分析时增加了棉花包间长度不匀率CVL2和棉花包间短绒不匀率CVfε，分析结果见表4。
    从表4中可以看出，影响纱线性能的传统方法测试指标主要为Nm、 N、M、N6；影响纱线性能的大容量棉花检测仪的测试指标主要为Luhm、Str、Mic、Rd、+b，同时考虑到棉包间的差异，在配棉过程中关心的指标还应有长度整齐度指数Ui。

4.结束语
4.1 大容量棉花测试仪器和传统的测试方法相比，具有速度快、取样量大、指标多、结果重复性好等特点，为配棉和后道产品质量预测提供了信息，使得原棉逐包检验、分类、实现计算机配棉管理成为可能。
4.2 传统的测试指标和大容量棉花测试仪器的测试指标有较强的相关性，但由于测试原理的区别，没有确切的换算关系，采用互相换算的方法进行配棉是不可取的。
4.3 大容量棉花测试仪器的测试指标对纱线性能影响较大的是上半部平均长度Luhm、比强度Str、马克隆值Mic、反射率Rd、黄色深度+b、杂质颗粒数TC以及长度整齐度指数Ui等。
4.4 为提高纺织企业的效率，大力推广大容量棉花测试仪器和基于大容量棉花测试仪指标的计算机配棉系统是十分必要的。