黃秀珍

（福建福能南紡新材料有限公司，福建南平 353000）

棉花的顏色特征是評定棉花質(zhì)量的重要指標(biāo)，顏色級檢驗(yàn)是棉花質(zhì)量檢驗(yàn)體制改革品級指標(biāo)的核心。隨著GB 1103.1—2012的正式實(shí)施，將以品級為代表的人工感官檢驗(yàn)改為顏色級的HVI儀器法檢驗(yàn)，棉花貿(mào)易按新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。棉花是重要的紡織原料之一，對于源頭的質(zhì)量檢驗(yàn)和成本把控尤為重要。為此，福建福能南紡新材料有限公司積極引進(jìn)先進(jìn)的ART2C全自動大容量棉花測試儀，采集HVI法與人工品級法對比，分析兩種檢測指標(biāo)的相關(guān)性，更好地與市場接軌，為棉花采購、紡織配棉、棉花加工等提供參考，促進(jìn)棉花檢驗(yàn)儀器化發(fā)展。

1 棉花的顏色級HVI檢測方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

印度普瑞美ART2C全自動雙通道大容量棉花測試儀。該儀器有2個長度模塊、2個強(qiáng)度模塊，以及馬克隆值模塊、色澤和雜質(zhì)模塊，采用HVI模式美國農(nóng)業(yè)部USDA棉花和USDA陶瓷板等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物校準(zhǔn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)條件

恒溫恒濕環(huán)境，相對濕度：（65±2）%，溫度：（21±1）℃。

1.3 檢測指標(biāo)

樣本棉花的顏色級檢測以“顏色等級前兩位—雜質(zhì)等級”進(jìn)行表示。其中，色澤等級檢測指標(biāo)包括反射率（Rd）、黃度（+b）和顏色級，實(shí)現(xiàn)棉花色澤的量化。雜質(zhì)等級的檢測指標(biāo)包括雜質(zhì)粒數(shù)（%）、含雜面積（%）和葉屑等級。

1.4 ART2C檢測原理

根據(jù)光學(xué)原理進(jìn)行棉花的色澤和表面雜質(zhì)含量的測量。兩盞放置在窗下兩旁的LED燈照射著放在窗口的棉花樣品，可選單或雙模塊測試，色澤傳感器和相機(jī)安裝在樣品窗口的下方和上方。傳感器通過濾鏡可捕捉到Rd和+b值對應(yīng)的電壓等級，再經(jīng)分析程序轉(zhuǎn)化成Rd和+b值，相機(jī)拍攝到整個樣品窗口，圖片經(jīng)分析后得出含雜量及含雜面積。

1.5 ART2C檢測流程

（1）在進(jìn)行檢測前要使用品級標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物對ART2C進(jìn)行校準(zhǔn)。

（2）選擇“系統(tǒng)測試”或“模塊測試”中的“色澤/表層雜質(zhì)”模塊。

（3）將30～50 g樣本棉花放進(jìn)色雜取樣器中，然后按下熱敏按鈕，由檢測儀器將樣本自動傳輸至檢測窗口，可同時進(jìn)行上、下模塊的測試。

（4）將檢測結(jié)果及其它相關(guān)信息實(shí)時顯示，并進(jìn)入下一個測試環(huán)節(jié)。

（5）測試結(jié)果自動輸入并保存在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。

2 棉花品級人工檢測方法

2.1 實(shí)驗(yàn)光線條件

在我國傳統(tǒng)的棉花評級時，應(yīng)在符合GB/T 13786標(biāo)準(zhǔn)的人工模擬晝光分級室或北窗射入的正常光線下進(jìn)行，標(biāo)準(zhǔn)的光照條件為：照度（750±100）1x；色溫（7 500±200）K；顯色指數(shù)≥92。

2.2 檢測依據(jù)

棉花評級檢驗(yàn)的主要內(nèi)容是對棉花的纖維成熟程度、色澤特征、軋工質(zhì)量進(jìn)行評定，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)檢測樣本的來源和成交標(biāo)準(zhǔn)不同采取差異化的檢驗(yàn)策略：（1）按照原產(chǎn)國標(biāo)準(zhǔn)成交的進(jìn)口棉花采用原產(chǎn)國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；（2）按照美國通用陸地棉標(biāo)準(zhǔn)成交的進(jìn)口棉花采用美國棉花標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；（3）按照我國棉花品級標(biāo)準(zhǔn)成交的國產(chǎn)棉采用我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)；（4）根據(jù)小樣成交的棉花，則按照小樣進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.3 檢測流程

（1）對待檢樣本做好登記、整理工作，按照批次不同放置于分級室內(nèi)。待樣本棉花自然松弛、恢復(fù)原狀后開始進(jìn)行檢驗(yàn)。

（2）棉花評級檢驗(yàn)工作應(yīng)當(dāng)由2名人員共同進(jìn)行，從而避免單人檢驗(yàn)因主觀感覺而造成的檢驗(yàn)結(jié)果偏差。

（3）在進(jìn)行棉花品級檢驗(yàn)之前，檢驗(yàn)人員首先應(yīng)自行觀察樣本與顏色級標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物，熟記檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并對樣本的品級條件和界限有一個大致的掌握。

（4）在評級檢驗(yàn)工作中，如果使用自然晝光進(jìn)行檢驗(yàn)，需要檢驗(yàn)人員輕輕抓起樣本并將其反轉(zhuǎn)，將樣本放在位置低于肩膀距離眼睛40～50 cm處進(jìn)行觀察。觀察主要通過檢驗(yàn)員的直覺目力比對樣本與品級實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行鑒定。主要觀察樣本棉花的上下兩面，如有需要可對其內(nèi)層進(jìn)行檢驗(yàn)。如果使用燈光進(jìn)行檢驗(yàn)，則需要將手卷起，使樣本棉花的大小與品級標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物接近，并將樣本置于品級標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物近旁進(jìn)行觀察。

（5）采用偏光儀檢測棉樣中不同成熟程度的纖維根數(shù)，計算其成熟系數(shù)。

（6）在對樣本的品級進(jìn)行最終評定時，要按照以色定型、以澤分類的原則，結(jié)合分級圖、文字標(biāo)準(zhǔn)，白亮為主，先明確棉花類型再確定品級。

3 HVI法檢測結(jié)果與人工檢測結(jié)果相關(guān)度分析

3.1 樣本選擇

為了準(zhǔn)確判斷ART2C檢測與人工檢測之間的相關(guān)度，保證結(jié)果的有效性和代表性，本研究收集并分析儀器運(yùn)行9個月的檢測數(shù)據(jù)。在樣本選擇上，采用了不同批次的多種品質(zhì)、級別的樣本進(jìn)行檢查。為了盡可能的降低檢測結(jié)果的誤差，在具體品種的選擇上則采用了品種單一、品質(zhì)優(yōu)良、物理特性一致性好的棉花。樣本棉花選擇見表1。

表1 樣本列表

3.2 測試結(jié)果

由于受到ART2C檢測儀的窗口大小限制，為了保證測試結(jié)果能夠更好地反映樣本棉花的準(zhǔn)確品級，在實(shí)驗(yàn)中選擇了樣本4處不同位置的纖維分別進(jìn)行檢測，最終結(jié)果取其平均值。

測試結(jié)果詳見表2。

表2 測試結(jié)果

3.3 相關(guān)度分析

通過對兩種檢測方法的最終結(jié)果進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，人工檢測與ART2C檢測的結(jié)果較為接近，10批樣本棉花中有5批結(jié)果相同，4批極差在半級左右，仍處于標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍內(nèi)。僅有第10批的印度棉花存在著一級半左右的極差，通過對該批樣本棉花進(jìn)行進(jìn)一步復(fù)查后發(fā)現(xiàn)，該樣本中雜質(zhì)分布不均勻且含量較高，葉屑雜質(zhì)面積較大，檢測過程因位置選擇的差異而導(dǎo)致結(jié)果受到了較大的影響。通過對兩種方法的檢測結(jié)果比較，90%以上的檢測結(jié)果在誤差范圍以內(nèi)。

樣本棉花的顏色級HVI法主要是通過智能儀器對色澤（反射率、黃度）以及雜質(zhì)情況進(jìn)行分析，直接量化顏色級，相較于傳統(tǒng)的人工檢測方法表現(xiàn)出較大的優(yōu)勢。

3.3.1 檢測速度

ART2C檢測儀相較于人工感官檢測快捷高效，自動化的檢測能夠在較短的時間內(nèi)對較多數(shù)量的樣本進(jìn)行有效檢測，系統(tǒng)測試全項(xiàng)指標(biāo)的時間平均30 s，極大提高了檢測效率。同時，檢測結(jié)果在儀器顯示器實(shí)時顯示并保存，顯示的數(shù)據(jù)更加全面。

3.3.2 檢測條件

傳統(tǒng)的人工檢測方法對于光線有著較高的要求，在采用自然光的情況下很容易受到天氣、環(huán)境等因素的影響而導(dǎo)致光照條件不符合要求，無法進(jìn)行檢測。如果建設(shè)晝光分級模擬室則需要消耗較多的資源和資金。ART2C測試儀主要是通過應(yīng)用儀器的反射光進(jìn)行檢測，光線的照度、色溫穩(wěn)定，對于外界光照條件沒有任何需求。

3.3.3 檢測誤差

在樣本棉花的人工檢測中，受到人體感官因素的限制，觀察很容易出現(xiàn)誤差，而且當(dāng)檢驗(yàn)員長時間進(jìn)行檢測時很容易出現(xiàn)視覺疲勞，從而導(dǎo)致誤差進(jìn)一步加大。盡管采取兩名檢驗(yàn)人員同時檢驗(yàn)的方式，但仍無法避免誤差的產(chǎn)生。HVI法主要是由儀器按照既定程序來執(zhí)行檢驗(yàn)過程，在儀器元件不發(fā)生故障的情況下檢驗(yàn)結(jié)果相對穩(wěn)定，產(chǎn)生的相對誤差較小，檢驗(yàn)結(jié)果的客觀性、說服力更強(qiáng)。

3.3.4 檢測結(jié)果

相較于人工檢測方法，HVI法具有檢測速度快、誤差小、對外界環(huán)境光線求少的特點(diǎn)，能夠提高檢測的效率以及檢驗(yàn)結(jié)果的客觀性、準(zhǔn)確性，加大原料抽檢力度，確保源頭質(zhì)量關(guān)。同時，ART2C檢測數(shù)據(jù)可與市場數(shù)據(jù)接軌，轉(zhuǎn)變觀念，提供以馬值和顏色級為主的采購標(biāo)準(zhǔn)。針對該儀器色澤雜質(zhì)窗口容量有限而可能產(chǎn)生誤差，可通過制備雜質(zhì)、外觀分布均勻的棉樣來克服，加大檢驗(yàn)量，并結(jié)合其他儀器檢測綜合評定，或是結(jié)合人工檢測法對棉花分級。

4 結(jié)語

在紡織企業(yè)棉花分級檢測中，使用ART2C儀器進(jìn)行HVI法相較于人工檢測法有著較多的優(yōu)勢，雖也有不足之處，但在實(shí)際檢測工作中可根據(jù)樣本棉花的實(shí)際情況選擇合理的檢測方法，保障檢測分級的準(zhǔn)確性，也可以促進(jìn)棉花質(zhì)量檢驗(yàn)儀器化的發(fā)展。