HVI SPECTRUM棉纤维测试系统在应用过程中出现的问题（上）

HVI SPECTRUM能测量长度、长度整齐度、短纤维指数、强力、伸长率、马克隆值、色泽等级和杂质；此外，它还有测量棉纤维的成熟度和含水率的功能，并可把NEP TESTER 720棉结测试仪和UV仪集成在一起；还能按国际贸易标准，在很短时间内完成对棉包棉样的分析，并加以评等评级。完全自动化的设计使得棉花采购和日常的配棉管理变得简单易行。表1为HVI SPECTRUM棉纤维大容量测试系统的三种不同配置。

表1 HVI SPECTRUM棉纤维大容量测试系统的三种不同配置

HVI SPECTRUM系统由长度/强力模块、马克隆模块、颜色模块、杂质模块等五个独立模块组成，在整个测试过程中无任何人为因素，取样完全自动化，操作方便快捷，结果准确可靠；测试工作效率高，测试一只试样只需20s~30s。由于应用了计算机系统提高了单机自动化水平，扩大了测试指标内容，并可提供照影仪曲线以及长度整齐度指数和短纤维指数，较综合全面地反映长度分布情况，其中HVI SPECTRUM通过推导经验公式提供了可纺一致性指标SCI，为配棉和后道产品质量提供了有价值的信息。

1 HVI系统在棉纤维检验中的作用

讲到HVI SPECTRUM系统在棉纤维检验过程中的作用，首先要讲棉纤维的物理性能检验方法的演变，国外的一些产棉大国，尤其是美国，在棉纤维的物理性能检验的检验方法上经历了三个阶段，第一阶段是感官检验阶段，在这个阶段里棉花的检验是依靠检验者的感官来进行的，后来又增加了轧花机械试轧以确定籽棉的衣分。感官检验虽然快速简便，不需要什么投资，但是受人为因素的制约，在棉纤维的物理性能检验方面远远没有常规仪器检验获得的数据来得随机和准确。受当时技术条件的影响，棉纤维常规仪器检验又存在着仪器输出技术指标单一、试样准备时间长、检测效率低等不足。这样一来，棉纤维的检验方法就进入了第二阶段，感官检验+常规仪器检验的阶段。随着对棉纤维检验机理和物理性能研究的深入，原先由长度照影仪上获得的“跨距长度”逐渐被棉花生产者和使用者接受，再加上HVI系统的研制开发取得了技术上的突破，先进的HVI系统首先使它的生产国——美国受益匪浅，1992年美国的棉花采用HVI检验率高达100%，美国摒弃了感官检验+常规仪器检验的棉花检验方法，进入了棉花检验的第三个阶段——HVI检验阶段，并推动了全球棉花检验技术的进步。

2 国内使用HVI SPECTRUM系统遇到的问题

我国是纺织大国，对原棉的需求很大，国内棉花的产量难以满足纺织行业的需求，需从国外进口。最初由于对外商贸上的需要，我们国家引进了HVI系统，后来农科院、纺织院校出于科研和教学工作的需要，新疆生产建设兵团等大型纺织企业为了提高产品质量，也采用了HVI系统，但是HVI系统没有像电容式条干分析仪、电容式纱疵分级仪、电子单纱强力机那样推广应用并国产化，技术上的因素是一个方面，但是主要的因素还是以下几个方面。

2.1我国棉花生产收购体制的制约

建国后小农经济体制下的棉花生产收购，尤其是分田到户后，一家一户生产的小批量籽棉使的收购和与之相适应的小型轧花厂无法使用HVI系统，所以棉花收购检验一直停留在感官检验+常规仪器检验的水平上，虽然在改革开放后也研制出一些性能先进的棉纤维检验仪器（主要是单机），但是普遍存在着输出技术指标单一，且检测结果台间误差大，操作方面尤其是棉样的预处理方面较繁琐，测试机理、仪器结构、测试结果的处理方法和国外同类产品不一致的问题。

2.2棉花包型、检验标准差异大

我国棉花包型长期为85kg，与国外采用227kg的国际通用包型有很大的差异，轧花厂若采用HVI系统检验又存在着取样代表性的问题。其次，我国目前大量进口美棉，中美两国所实施的棉检标准不同，这样在棉花品质评价中就会出现分歧，直接影响棉花的定价。以“原棉短纤维含量”这一检验项目为例：国内以长度短于16 mm（细绒棉）或20 mm （长绒棉）的作为短纤维，国外则以长度短于12.7 mm （1/2in）以下的作为短纤维，有关检验结果显示，12.7 mm以下纤维的含有量约为16 mm以下纤维含量的50%~60%。

HVI系统是根据美国的棉花加工技术及经营模式来设计的，其软件测算单元是美国依据多年的测试经验编制而成的，适合美国的棉花育种、采摘、加工体系和购销体系，美棉含叶屑多，破籽和不孕籽少，运用杂质叶屑面积相对大小表示含杂率较为合理。与美国相比，我国棉花生产存在种植区域纬度跨度大、地理位置，气候土壤条件差异大、种植品种多、采摘基本上都是人工采摘，籽棉加工、清理设备和环节不健全，再者我国棉花含叶屑少，而不孕籽和破籽较多，用杂质面积表示含杂率就不尽合理，存在一定的局限性，所以说，HVI系统对其他国家的棉花不一定适用。

棉纺工业是我国的传统加工业，其产品历来是我国主要出口创汇品种之一，该行业的科技进步对提高产品的科技含量、多创汇具有极为重要的影响。棉花质量检验体制改革后，棉纺企业的主要原料棉花每包都有经仪器化标准检验了的理化性能指标，对棉纺企业合理用棉提供了极大的帮助。

但是国内棉纺行业目前对HVI系统的检测指标在应用上还存在一些问题，这里有技术和主观意识两方面的问题，技术方面主要是使用者还不会正确地运用其检测指标，导致无法测算HVI系统的检测指标在原棉成本中所占的比重，所以已配备HVI系统的棉纺企业，仍然采用传统的原棉物理性能检验方法及其检测结果进行配棉，HVI系统的检测结果只作参考。以“原棉棉结含量”检验项目为例：由于棉结在原棉疵点和杂质中最难以清除，国内棉纺行业在配棉前一直采用手拣法取2g棉样依靠人工目光对棉结进行检测，若采用HVI系统上的棉结仪检验，则是将1g的棉样经挑拣出粗大杂质后，制成长度约450 mm棉条喂入仪器的入口，仪器对棉条缓慢分梳排除杂质后成单纤维状，气流再将单纤维吹过喷嘴，当纤维和棉结由喷嘴经过接收器上方时，传感器分辨原棉单纤维和棉结产生的脉冲并转换为电信号，由计算机进行分析，当1g棉样全部测试完，再将未分梳开的直径为300um以上的棉结进行计数。由此可见传统工艺的手拣法和HVI系统检验存在着相当大的差异，手拣法对棉纤维松扯的力度因人而异，棉结的起点以棉样实物为参考，对棉结的识别及分辨率取决于检验者的目力。HVI系统的棉结检验原理是对棉条进行慢速分梳，使得棉纤维变成单纤维状，同时排除分梳出的杂质，棉结仪识别棉结的起点是300um以上的棉结，分辨率较高。

主观意识方面，主要是棉检人员（尤其是资深的棉检人员）的技术素养问题，长期采用传统的棉花检验方法和检验仪器，使其技术水平有一定的局限性，对“HVI”这种能输出棉花综合技术指标的检验系统，不能马上接受，更何况其和传统检验方法得出的结果有相当大的出入。