摘要：探討了烏斯特智能在線檢測系統(tǒng)在棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用，闡述其結(jié)構(gòu)及工作原理，通過試驗驗證，分析烏斯特檢測系統(tǒng)與現(xiàn)行國家公證檢驗檢測數(shù)據(jù)的差異，為烏斯特技術(shù)應(yīng)用提供理論支持。

關(guān)鍵詞：棉花加工；工藝參數(shù)；烏斯特；智能在線檢測系統(tǒng)；檢測；分析；智能化控制

中圖分類號： TP273文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0287-02

收稿日期：2013-12-03

基金項目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團工業(yè)科技計劃（編號：2010GG10）；國家星火計劃（編號：2012GA8910031）；師市中小企業(yè)專項（編號：2012QY05）。

作者簡介：楊懷君（1983—），男，吉林德惠人，碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：nkyyhj@163.com。

通信作者：閻洪山，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：xjnkkxyyhs@163.com。烏斯特智能在線檢測控制技術(shù)是美國近年來研究應(yīng)用的一項新技術(shù)，可實現(xiàn)棉花加工過程的實時監(jiān)測、信息采集、數(shù)據(jù)處理和智能化控制。該技術(shù)可對籽棉品質(zhì)和皮棉加工質(zhì)量的各項指標信息進行即時采集，并對所有反饋信息進行綜合判別處理，為棉花加工工藝參數(shù)的智能化控制提供技術(shù)依據(jù)。

1系統(tǒng)組成及功能

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)是涉及到機械設(shè)備、工藝配置、電器設(shè)計、棉花檢驗多領(lǐng)域、多學(xué)科的綜合工程，檢測控制過程是一個“因花配車”的過程，主要包括籽棉取樣站、皮棉取樣站、觸摸式PLC智能控制主控屏、烏斯特軋花機智能主控臺、皮清機LOUVER及控制站以及系統(tǒng)控制軟件。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)的檢測站能夠在棉花加工生產(chǎn)線實時對籽（皮）棉含雜、含水率和棉纖維色特征值進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對棉花軋花過程的檢測。檢測數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)控制軟件進行整理和分析，通過Intelligin-M信號的輸出、PLC科學(xué)試驗控制系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)自動調(diào)整棉花加工生產(chǎn)設(shè)備，對皮清機LOUVER及控制站、控制烘干機溫度、皮棉清潔器旁通閥控制、籽棉喂入量進行控制，從而保證棉花加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。2指標測試原理

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)可測量軋棉工序控制所需的所有原棉參數(shù)。該儀器采用HVI傳感器技術(shù)，能實時地給出雜質(zhì)等級、色澤等級和含水率等信息。

2.1雜質(zhì)測量[1-2]

烏斯特系統(tǒng)雜質(zhì)測量采用CCD攝像獲取棉纖維表面雜質(zhì)分布，通過圖像處理和軟件分析方法，計算出棉花表面雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率。雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率不能真實反映棉纖維的實際質(zhì)量含雜率，只能計算出混合較均勻的棉纖維表面的葉屑含雜率。

2.2色澤檢測[3-4]

色澤測量采用45°照明方式，光線以與棉樣表面法線成45°角的方向入射于棉樣表面上。在法線方向上測量棉樣表面反射光。分析得到的光譜成分后，根據(jù)尼克森·亨特公式把棉纖維的反射光分析成CIE標準色度觀察值的光譜三刺激值x、y、z，再根據(jù)方程計算出棉纖維色澤的反射率和黃度。

2.3含水率檢測[5-6]

含水率電測器法是利用棉纖維在不同回潮率下具有不同電阻值的特性，在試樣的質(zhì)量、密度和極板電壓等條件一定的情況下，測量通過棉纖維的電流，從而間接地得出棉纖維的含水率。

3試驗應(yīng)用

2012年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)八師149團棉花加工二廠機采棉生產(chǎn)線對烏斯特系統(tǒng)采集值進行取樣，從檢測數(shù)據(jù)隨機抽取9個棉包信息，與國家公證檢驗數(shù)據(jù)作對比，取樣結(jié)果如表1所示。

3.1結(jié)果分析

將表1結(jié)果在Excel中進行分析，如圖1、圖2、圖3所示，烏斯特檢測系統(tǒng)檢測的反射率、黃度和回潮率曲線與國家公證檢驗的反射率、黃度和回潮率曲線的線型走勢基本相似。

3.2曲線相似性比較[7]

.3試驗結(jié)論

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)，通過實時在線檢測，取得了棉花加工的實時信息，但由于檢測是在線檢測以及棉纖維取樣與國家公檢取樣之間不同、棉纖維樣品檢測狀態(tài)不同，因此檢測數(shù)據(jù)和國家公檢數(shù)據(jù)略有差異。但是通過曲線的對比分析可知，對比組數(shù)據(jù)曲線存在一定的關(guān)聯(lián)性，可通過對檢測數(shù)據(jù)庫進一步的優(yōu)化，建立適用于我過棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用軟硬件系統(tǒng)。試驗采集數(shù)據(jù)有限，沒有進行相關(guān)曲線的差異函數(shù)分析，后期可通過采集更多數(shù)據(jù)，分析對比函數(shù)差異性，建立差異函數(shù)曲線。

4總結(jié)

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用國外技術(shù)標準，軟件算法與我國現(xiàn)行檢測體系存在一定差異，通過更多樣本的調(diào)研，可建立其與我國現(xiàn)行檢驗標準相對應(yīng)的檢測數(shù)值計算曲線。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)還沒有完全應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，相關(guān)的控制系統(tǒng)需要進一步的試驗應(yīng)用研究，以建立運行參數(shù)對籽棉軋花質(zhì)量的影響程度。

參考文獻：

[1]金運海. 淺談HVI大容量纖維測試儀檢驗指標與常規(guī)檢驗指標的關(guān)系[J]. 中國纖檢，2005（6）：30-31.

[2]陳松恩，王志成. HVI檢驗與傳統(tǒng)機檢原棉雜質(zhì)關(guān)系的探討[J]. 棉紡織技術(shù)，2009，37（7）：25-27.

[3]郭鵬輝，馮曉鋒. 大容量快速棉纖維性能測試儀的設(shè)計原理與應(yīng)用[J]. 中國棉花加工，2010（6）：34-37.

[4]馮志新，安浩平，吳順麗. 基于RGB顏色模型棉花雜質(zhì)檢測算法[J]. 計算機與現(xiàn)代化，2013（4）：99-102.

[5]楊海軍，李順利，張霖. 籽棉回潮率在線檢測技術(shù)研究[J]. 中國棉花加工，2009（6）：40-42.

[6]黃昀. 回潮率在線監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2010.

[7]陳瀟紅. 基于相似性判斷的雙邊濾波改進算法[J]. 計算機工程，2012，38（22）：183-185.牟建梅，張國芹，劉鳳軍，等. 白菜葉綠素含量的測定方法篩選[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：289-290.endprint

摘要：探討了烏斯特智能在線檢測系統(tǒng)在棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用，闡述其結(jié)構(gòu)及工作原理，通過試驗驗證，分析烏斯特檢測系統(tǒng)與現(xiàn)行國家公證檢驗檢測數(shù)據(jù)的差異，為烏斯特技術(shù)應(yīng)用提供理論支持。

關(guān)鍵詞：棉花加工；工藝參數(shù)；烏斯特；智能在線檢測系統(tǒng)；檢測；分析；智能化控制

中圖分類號： TP273文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0287-02

收稿日期：2013-12-03

基金項目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團工業(yè)科技計劃（編號：2010GG10）；國家星火計劃（編號：2012GA8910031）；師市中小企業(yè)專項（編號：2012QY05）。

作者簡介：楊懷君（1983—），男，吉林德惠人，碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：nkyyhj@163.com。

通信作者：閻洪山，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：xjnkkxyyhs@163.com。烏斯特智能在線檢測控制技術(shù)是美國近年來研究應(yīng)用的一項新技術(shù)，可實現(xiàn)棉花加工過程的實時監(jiān)測、信息采集、數(shù)據(jù)處理和智能化控制。該技術(shù)可對籽棉品質(zhì)和皮棉加工質(zhì)量的各項指標信息進行即時采集，并對所有反饋信息進行綜合判別處理，為棉花加工工藝參數(shù)的智能化控制提供技術(shù)依據(jù)。

1系統(tǒng)組成及功能

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)是涉及到機械設(shè)備、工藝配置、電器設(shè)計、棉花檢驗多領(lǐng)域、多學(xué)科的綜合工程，檢測控制過程是一個“因花配車”的過程，主要包括籽棉取樣站、皮棉取樣站、觸摸式PLC智能控制主控屏、烏斯特軋花機智能主控臺、皮清機LOUVER及控制站以及系統(tǒng)控制軟件。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)的檢測站能夠在棉花加工生產(chǎn)線實時對籽（皮）棉含雜、含水率和棉纖維色特征值進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對棉花軋花過程的檢測。檢測數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)控制軟件進行整理和分析，通過Intelligin-M信號的輸出、PLC科學(xué)試驗控制系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)自動調(diào)整棉花加工生產(chǎn)設(shè)備，對皮清機LOUVER及控制站、控制烘干機溫度、皮棉清潔器旁通閥控制、籽棉喂入量進行控制，從而保證棉花加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。2指標測試原理

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)可測量軋棉工序控制所需的所有原棉參數(shù)。該儀器采用HVI傳感器技術(shù)，能實時地給出雜質(zhì)等級、色澤等級和含水率等信息。

2.1雜質(zhì)測量[1-2]

烏斯特系統(tǒng)雜質(zhì)測量采用CCD攝像獲取棉纖維表面雜質(zhì)分布，通過圖像處理和軟件分析方法，計算出棉花表面雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率。雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率不能真實反映棉纖維的實際質(zhì)量含雜率，只能計算出混合較均勻的棉纖維表面的葉屑含雜率。

2.2色澤檢測[3-4]

色澤測量采用45°照明方式，光線以與棉樣表面法線成45°角的方向入射于棉樣表面上。在法線方向上測量棉樣表面反射光。分析得到的光譜成分后，根據(jù)尼克森·亨特公式把棉纖維的反射光分析成CIE標準色度觀察值的光譜三刺激值x、y、z，再根據(jù)方程計算出棉纖維色澤的反射率和黃度。

2.3含水率檢測[5-6]

含水率電測器法是利用棉纖維在不同回潮率下具有不同電阻值的特性，在試樣的質(zhì)量、密度和極板電壓等條件一定的情況下，測量通過棉纖維的電流，從而間接地得出棉纖維的含水率。

3試驗應(yīng)用

2012年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)八師149團棉花加工二廠機采棉生產(chǎn)線對烏斯特系統(tǒng)采集值進行取樣，從檢測數(shù)據(jù)隨機抽取9個棉包信息，與國家公證檢驗數(shù)據(jù)作對比，取樣結(jié)果如表1所示。

3.1結(jié)果分析

將表1結(jié)果在Excel中進行分析，如圖1、圖2、圖3所示，烏斯特檢測系統(tǒng)檢測的反射率、黃度和回潮率曲線與國家公證檢驗的反射率、黃度和回潮率曲線的線型走勢基本相似。

3.2曲線相似性比較[7]

.3試驗結(jié)論

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)，通過實時在線檢測，取得了棉花加工的實時信息，但由于檢測是在線檢測以及棉纖維取樣與國家公檢取樣之間不同、棉纖維樣品檢測狀態(tài)不同，因此檢測數(shù)據(jù)和國家公檢數(shù)據(jù)略有差異。但是通過曲線的對比分析可知，對比組數(shù)據(jù)曲線存在一定的關(guān)聯(lián)性，可通過對檢測數(shù)據(jù)庫進一步的優(yōu)化，建立適用于我過棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用軟硬件系統(tǒng)。試驗采集數(shù)據(jù)有限，沒有進行相關(guān)曲線的差異函數(shù)分析，后期可通過采集更多數(shù)據(jù)，分析對比函數(shù)差異性，建立差異函數(shù)曲線。

4總結(jié)

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用國外技術(shù)標準，軟件算法與我國現(xiàn)行檢測體系存在一定差異，通過更多樣本的調(diào)研，可建立其與我國現(xiàn)行檢驗標準相對應(yīng)的檢測數(shù)值計算曲線。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)還沒有完全應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，相關(guān)的控制系統(tǒng)需要進一步的試驗應(yīng)用研究，以建立運行參數(shù)對籽棉軋花質(zhì)量的影響程度。

參考文獻：

[1]金運海. 淺談HVI大容量纖維測試儀檢驗指標與常規(guī)檢驗指標的關(guān)系[J]. 中國纖檢，2005（6）：30-31.

[2]陳松恩，王志成. HVI檢驗與傳統(tǒng)機檢原棉雜質(zhì)關(guān)系的探討[J]. 棉紡織技術(shù)，2009，37（7）：25-27.

[3]郭鵬輝，馮曉鋒. 大容量快速棉纖維性能測試儀的設(shè)計原理與應(yīng)用[J]. 中國棉花加工，2010（6）：34-37.

[4]馮志新，安浩平，吳順麗. 基于RGB顏色模型棉花雜質(zhì)檢測算法[J]. 計算機與現(xiàn)代化，2013（4）：99-102.

[5]楊海軍，李順利，張霖. 籽棉回潮率在線檢測技術(shù)研究[J]. 中國棉花加工，2009（6）：40-42.

[6]黃昀. 回潮率在線監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2010.

[7]陳瀟紅. 基于相似性判斷的雙邊濾波改進算法[J]. 計算機工程，2012，38（22）：183-185.牟建梅，張國芹，劉鳳軍，等. 白菜葉綠素含量的測定方法篩選[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：289-290.endprint

摘要：探討了烏斯特智能在線檢測系統(tǒng)在棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用，闡述其結(jié)構(gòu)及工作原理，通過試驗驗證，分析烏斯特檢測系統(tǒng)與現(xiàn)行國家公證檢驗檢測數(shù)據(jù)的差異，為烏斯特技術(shù)應(yīng)用提供理論支持。

關(guān)鍵詞：棉花加工；工藝參數(shù)；烏斯特；智能在線檢測系統(tǒng)；檢測；分析；智能化控制

中圖分類號： TP273文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0287-02

收稿日期：2013-12-03

基金項目：新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團工業(yè)科技計劃（編號：2010GG10）；國家星火計劃（編號：2012GA8910031）；師市中小企業(yè)專項（編號：2012QY05）。

作者簡介：楊懷君（1983—），男，吉林德惠人，碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：nkyyhj@163.com。

通信作者：閻洪山，研究員，主要從事農(nóng)業(yè)機械化研究。E-mail：xjnkkxyyhs@163.com。烏斯特智能在線檢測控制技術(shù)是美國近年來研究應(yīng)用的一項新技術(shù)，可實現(xiàn)棉花加工過程的實時監(jiān)測、信息采集、數(shù)據(jù)處理和智能化控制。該技術(shù)可對籽棉品質(zhì)和皮棉加工質(zhì)量的各項指標信息進行即時采集，并對所有反饋信息進行綜合判別處理，為棉花加工工藝參數(shù)的智能化控制提供技術(shù)依據(jù)。

1系統(tǒng)組成及功能

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)是涉及到機械設(shè)備、工藝配置、電器設(shè)計、棉花檢驗多領(lǐng)域、多學(xué)科的綜合工程，檢測控制過程是一個“因花配車”的過程，主要包括籽棉取樣站、皮棉取樣站、觸摸式PLC智能控制主控屏、烏斯特軋花機智能主控臺、皮清機LOUVER及控制站以及系統(tǒng)控制軟件。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)的檢測站能夠在棉花加工生產(chǎn)線實時對籽（皮）棉含雜、含水率和棉纖維色特征值進行實時監(jiān)測，實現(xiàn)對棉花軋花過程的檢測。檢測數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)控制軟件進行整理和分析，通過Intelligin-M信號的輸出、PLC科學(xué)試驗控制系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)自動調(diào)整棉花加工生產(chǎn)設(shè)備，對皮清機LOUVER及控制站、控制烘干機溫度、皮棉清潔器旁通閥控制、籽棉喂入量進行控制，從而保證棉花加工質(zhì)量的穩(wěn)定性。2指標測試原理

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)可測量軋棉工序控制所需的所有原棉參數(shù)。該儀器采用HVI傳感器技術(shù)，能實時地給出雜質(zhì)等級、色澤等級和含水率等信息。

2.1雜質(zhì)測量[1-2]

烏斯特系統(tǒng)雜質(zhì)測量采用CCD攝像獲取棉纖維表面雜質(zhì)分布，通過圖像處理和軟件分析方法，計算出棉花表面雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率。雜質(zhì)粒數(shù)、雜質(zhì)面積百分率不能真實反映棉纖維的實際質(zhì)量含雜率，只能計算出混合較均勻的棉纖維表面的葉屑含雜率。

2.2色澤檢測[3-4]

色澤測量采用45°照明方式，光線以與棉樣表面法線成45°角的方向入射于棉樣表面上。在法線方向上測量棉樣表面反射光。分析得到的光譜成分后，根據(jù)尼克森·亨特公式把棉纖維的反射光分析成CIE標準色度觀察值的光譜三刺激值x、y、z，再根據(jù)方程計算出棉纖維色澤的反射率和黃度。

2.3含水率檢測[5-6]

含水率電測器法是利用棉纖維在不同回潮率下具有不同電阻值的特性，在試樣的質(zhì)量、密度和極板電壓等條件一定的情況下，測量通過棉纖維的電流，從而間接地得出棉纖維的含水率。

3試驗應(yīng)用

2012年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)八師149團棉花加工二廠機采棉生產(chǎn)線對烏斯特系統(tǒng)采集值進行取樣，從檢測數(shù)據(jù)隨機抽取9個棉包信息，與國家公證檢驗數(shù)據(jù)作對比，取樣結(jié)果如表1所示。

3.1結(jié)果分析

將表1結(jié)果在Excel中進行分析，如圖1、圖2、圖3所示，烏斯特檢測系統(tǒng)檢測的反射率、黃度和回潮率曲線與國家公證檢驗的反射率、黃度和回潮率曲線的線型走勢基本相似。

3.2曲線相似性比較[7]

.3試驗結(jié)論

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)，通過實時在線檢測，取得了棉花加工的實時信息，但由于檢測是在線檢測以及棉纖維取樣與國家公檢取樣之間不同、棉纖維樣品檢測狀態(tài)不同，因此檢測數(shù)據(jù)和國家公檢數(shù)據(jù)略有差異。但是通過曲線的對比分析可知，對比組數(shù)據(jù)曲線存在一定的關(guān)聯(lián)性，可通過對檢測數(shù)據(jù)庫進一步的優(yōu)化，建立適用于我過棉花加工生產(chǎn)線的應(yīng)用軟硬件系統(tǒng)。試驗采集數(shù)據(jù)有限，沒有進行相關(guān)曲線的差異函數(shù)分析，后期可通過采集更多數(shù)據(jù)，分析對比函數(shù)差異性，建立差異函數(shù)曲線。

4總結(jié)

烏斯特智能控制在線檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫采用國外技術(shù)標準，軟件算法與我國現(xiàn)行檢測體系存在一定差異，通過更多樣本的調(diào)研，可建立其與我國現(xiàn)行檢驗標準相對應(yīng)的檢測數(shù)值計算曲線。

烏斯特智能在線檢測控制系統(tǒng)還沒有完全應(yīng)用于生產(chǎn)實踐，相關(guān)的控制系統(tǒng)需要進一步的試驗應(yīng)用研究，以建立運行參數(shù)對籽棉軋花質(zhì)量的影響程度。

參考文獻：

[1]金運海. 淺談HVI大容量纖維測試儀檢驗指標與常規(guī)檢驗指標的關(guān)系[J]. 中國纖檢，2005（6）：30-31.

[2]陳松恩，王志成. HVI檢驗與傳統(tǒng)機檢原棉雜質(zhì)關(guān)系的探討[J]. 棉紡織技術(shù)，2009，37（7）：25-27.

[3]郭鵬輝，馮曉鋒. 大容量快速棉纖維性能測試儀的設(shè)計原理與應(yīng)用[J]. 中國棉花加工，2010（6）：34-37.

[4]馮志新，安浩平，吳順麗. 基于RGB顏色模型棉花雜質(zhì)檢測算法[J]. 計算機與現(xiàn)代化，2013（4）：99-102.

[5]楊海軍，李順利，張霖. 籽棉回潮率在線檢測技術(shù)研究[J]. 中國棉花加工，2009（6）：40-42.

[6]黃昀. 回潮率在線監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2010.

[7]陳瀟紅. 基于相似性判斷的雙邊濾波改進算法[J]. 計算機工程，2012，38（22）：183-185.牟建梅，張國芹，劉鳳軍，等. 白菜葉綠素含量的測定方法篩選[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：289-290.endprint