1  概述
    原棉进入纺纱厂后，在专门的检验室进行的工艺性能检验称之为常规检验，包括长度、细度、成熟度、强度、天然转曲等。棉纤维是在自然生长中形成的，由采摘、初加工而获取。任何一批原棉，从中随机取出一束纤维试样，其中各根纤维的长度都是不相等的、长短不齐的，因此棉纤维长度具有不均一性。它可以用棉纤维的自然长度排列图和长度重量分布曲线直观地表达出来。
    棉纤维长度与成纱质量的关系十分密切，在其他条件相同时，当纤维的长度长而且长度整齐时，纱的强度、均匀度较好，纱的表面光洁、毛羽少，成纱质量高。纤维长度与纺纱工艺的关系也十分密切，从棉纺设备的结构、尺寸到各道工序的工艺参数，都必须与所用的原料长度相匹配，因棉纤维的长短不同而有不同的工艺参数。因此，棉纤维长度是仅次于纤维细度的重要指标，对其进行准确检测显得尤为重要。棉纤维的长度参差不齐，要用一组棉纤维长度指标包括集中性指标和离散性指标两个方面才能反映纤维长度的全貌。集中性指标如主体长度、品质长度等，离散性指标(或整齐度指标)如短绒率、基数、均匀度等。因测试方法不同，各项指标的含义也不相同。本文分别介绍了使用罗拉式分析仪和快速短绒测试仪测量棉纤维长度的原理和方法，，通过测试结果的对比、分析，探讨两者的相关性，为棉纤维长度的快速仪器化检测提供参考。

2  罗拉式分析仪原理及指标
    最常用的检测棉纤维长度的方法是《GB/T 6098.1-1985棉纤维长度试验方法 罗拉式分析仪法》，采用Y111罗拉式分析仪，首先将纤维试样预先整理成为一端整齐而层次分明的棉束，然后放入分析仪的罗拉中夹紧，即可将纤维由长到短依次送出，最后分租称重、计算，求得主体长度、品质长度、平均长度、短绒率、均方差与变异系数等项指标。罗拉式分析仪法能测得较多的长度分布数据，所以被纺织厂普遍采用。
    2.1  主体长度：也称众数长度，棉纤维长度分布中，占重量或根数最多的一组长度。
    2.2  短绒率
    棉纤维中短于一定长度界限的短纤维重最(或根数)占纤维总重量(或总根数)的百分率。
    应该强调的是，Y111型罗拉式纤维长度分析仪在进行纤维分组时，由于棉束厚薄不匀，纤维排列不可能完全伸直平行，以及其他一些原因，各组的称见重量并不是各组的真实重量。因此，各组所称得的重量必须加以修正，以真实重量代人上述公式进行计算。
    真实重量总和与称见重量总和相差不应超过0.1 mg，否则要检查重算，要注意数字修约。
   
    3  快速短绒测试仪原理及指标
    长岭纺电生产的XJ129棉结和短绒测试仪能快速检测出棉花纤维的棉结和长度等指标, 这些指标对棉检部门客观、公正地评价棉花品质、指导棉纺企业配棉、合理利用棉花原料，具有十分重要的意义。两公司产品检测原理相同，下面以长岭XJ 129短绒测试仪为例，说明棉纤维长度的检测方法。
    3.1组成及原理
    快速短绒测试仪由纤维取样器、照影测试仪、工控机等组成。具体操作是：将棉带（由原棉制作）或棉条放到梳床上，由取样器自动取样，得到一端整齐的纤维束，经过梳理后，放入光电照影传感器扫描，通过对遮光信号的自动采样，送工控机处理，通过专用的修正和处理算法，得到棉纤维的拜氏分布图，根据此图计算出棉花的长度和短绒率指标。
    由于取样方法的区别，XJ129快速短绒测试仪遮光曲线和传统产品的照影仪曲线有很大的不同，其数学模型也有本质的区别。在实际的测试中，以下几个方面会导致得到的曲线和理论曲线有很大的不同:
    a) 用来照影的纤维分布并非单层，多层的遮光量也不正比于层数；
    b) 传感器输出信号和遮光量并非线性关系；
    c) 纤维中的棉结、杂质会给曲线带来误差，会造成曲线的畸变。
    根据以上特点，通过采取数据平滑算法，从实际曲线到理论曲线的二次修正方法等措施，才可以使计算曲线符合理想状态；在此基础上，根据理论建立起根数短绒和重量短绒的计算模型，最终得到任意标准的根数短绒和重量短绒的计算结果。
    3.2 主要指标
    3.2.1有效长度 efficient Length 又称拜氏有效长度，是通过拜氏图用几何方法得到的有效长度，记作Leff。
    3.2.2 跨距长度 Span length 试验须丛中指定百分数的纤维所跨越的距离，它与该试验须丛的一个确定的纤维数量百分数相对应。
    注：可以从被测各点的结果计算出不同的跨距长度，通常采用2.5%(3%)和50%跨距长度。
    3.2.3 短绒率 Short Fibre Content (SFC)
又称短纤维含量，指纤维长度短于某一长度的纤维重量（根数）占试样总重量（根数）的百分比。
    快速短绒测试仪一般可提供以下几种短绒率指标，而且可以设定测量任意长度的根数和重量短绒含量：
    SFC(w):12.7mm短纤维含量(重量)
    SFC(n):12.7mm短纤维含量(根数)
    SFC(w)-16mm: 16mm短纤维含量(重量)
    SFC(n)-16mm: 16mm短纤维含量(根数)

    4  测试数据对比及分析
    在XJ129快速短绒测试仪上对棉样进行测试（以下简称A法），每个棉样测3次，取平均值；同时用罗拉分析仪测试（以下简称B法），每个棉样做2次，取平均值。
    4.1长度指标
    原棉按批测试，对比A法的有效长度Leff和B法的主体长度，测试数据见表1。
    由于有效长度Leff和主体长度Lm的定义不同，所以测试结果也不完全相同，从图1及图2所做的相关性分析可以看出，二者具有良好的相关性。
    4.2 短绒指标
    4.2.1 短绒快速测量仪和手工测试方法16mm重量短绒率测量结果的相关性分析
    对不同棉样分别用A法和B法测试, A法利用国家校准棉花校准，B法采用罗拉分析仪手工测试方法测试，由于B法手工测量方法取样量小，代表性比较差，同时受客观因素影响比较大（不同的人不同的操作手法测量结果有比较大的差异），所以两个方法的测量结果不尽相同，但二者具有很好的相关性，两个方法的测量结果见表2，相关性分析见图3。从图3可以看出，A法在用国家校准棉花校准后，测试结果和B法测试结果相关性很好(相关系数达0.9以上)。
    4.3  检测过程对测试结果的影响
B法检测过程中，因检测人员的目光、手法，取样量大小等人为因素而影响测试结果；而A法由于取样量大代表性强，所以具有一定的准确性。表3是4种具有短绒标称值的棉花，用两种方法的测试结果，可以看出，快速短绒测试仪的16mm重量短绒测试结果正确性较好。

    5 结语
    通过对比测试，可以看出：两种方法均能测量棉纤维长度指标，罗拉式分析仪具体、直观，更容易被接受，但其明显的缺点是：技术要求较高，取样量小、代表性差、人为误差大、测试周期长。XJ129 快速短绒测试仪取样量大、测试速度快、测试结果稳定，测试结果与罗拉式分析仪法具有较强的相关性，能适应棉花体制改革的需要和市场检测需要，满足公证检验科学、准确、及时的要求。