■ 蔡興廣

〔淄博市纖維紡織質(zhì)量監(jiān)測研究院，山東淄博 255000〕

中國是世界上產(chǎn)棉大國，目前各省市的棉花公證檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室大多采用的是瑞士烏斯特公司生產(chǎn)的HVI1000C型儀器，作為國家棉花儀器化公證檢驗(yàn)工作的主要檢測設(shè)備，檢測棉花范圍覆蓋國家儲備棉、新體制棉、期貨棉、交易棉、經(jīng)營性棉花以及部分進(jìn)口棉等。公證檢驗(yàn)出具的證書會為棉花在紡紗配棉領(lǐng)域的使用以及棉花貿(mào)易提供依據(jù)。公證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與否直接影響國內(nèi)棉花交易市場各類棉花貿(mào)易的結(jié)算、下游紡織企業(yè)的應(yīng)用配棉等，同時(shí)也關(guān)乎作為國家檢測機(jī)構(gòu)的各省市纖檢機(jī)構(gòu)的公正形象。為此，保證HVI的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確十分必要。因?yàn)镠VI是由氣、電等多系統(tǒng)組成的儀器，受棉纖維的物理吸濕性和棉花加工方式等諸多因素的影響，HVI的檢測結(jié)果在實(shí)際工作中會出現(xiàn)異常。在此筆者以HVI1000型儀器為例，對幾個(gè)主要的影響因素做一個(gè)簡單的分析。

一、環(huán)境因素

測試棉花樣品的水分含量及實(shí)驗(yàn)室溫濕度環(huán)境控制。水分含量指的是在測量那刻棉纖維中的含水量。棉花是吸水性纖維，隨著水分含量的增高，棉花將變得更強(qiáng)更長。

表1 短弱棉

表2 長強(qiáng)棉

當(dāng)棉纖維不吸收或釋放水時(shí)，纖維處在水分平衡，停留在一個(gè)“平衡”水分含量水平。將樣品中水分含量波動降到最低，可使測試結(jié)果波動減少，特別是長度和強(qiáng)度指標(biāo)。因?yàn)殚L度與強(qiáng)度是棉花最重要的內(nèi)在質(zhì)量指標(biāo)，他們與棉花的使用價(jià)值、棉紡工藝密切相關(guān)，所以棉花樣品在測試前必須經(jīng)過一定時(shí)間的平衡，在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下平衡24 h甚至更長的時(shí)間，使其達(dá)到水分平衡狀態(tài)，使棉纖維的回潮率穩(wěn)定且在6.5%～8.5%之間。

樣品的平衡必須考慮棉花實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境問題。由于棉纖維的特性要求棉花樣品的平衡與測試都必須在專門的實(shí)驗(yàn)室完成，實(shí)驗(yàn)室的空氣條件將影響棉花纖維的平衡及性質(zhì)的測試結(jié)果，因此棉花實(shí)驗(yàn)室的溫度與濕度必須嚴(yán)格控制，達(dá)到長期穩(wěn)定的相對濕度和溫度。

按照ASTM D1776“棉紡品平衡和測試的基本標(biāo)準(zhǔn)”要求：實(shí)驗(yàn)室溫度需要控制在21.0 ℃±1.0 ℃；相對濕度達(dá)到65%±2%；樣品平衡時(shí)間48 h（至少24 h）。要求在樣品的平衡跟測試時(shí)將樣品存放在空調(diào)環(huán)境中，使用開放式貨架，以便空氣從各方向滲入樣品。

為了保證實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境穩(wěn)定建議至少做到以下幾點(diǎn)：

1.對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境做定期的常規(guī)檢查。定期維護(hù)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的溫濕度探頭，確保探頭檢測的準(zhǔn)確性。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室溫濕度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，應(yīng)立即停止檢驗(yàn)。

2.定期維護(hù)實(shí)驗(yàn)室的恒溫恒濕空調(diào)設(shè)備，使其正常運(yùn)行且穩(wěn)定，以滿足實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部各角落環(huán)境的一致性。

3.制定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)規(guī)程，嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)期間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部人員數(shù)量和出入次數(shù)，避免外部因素干擾使溫濕度環(huán)境產(chǎn)生大幅波動從而造成檢測數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定。

4.完善水分測試規(guī)程，在平衡和測試前對業(yè)務(wù)樣品進(jìn)行全程的水分測試，保證平衡效果。

二、儀器因素

（一）儀器的校準(zhǔn)

HVI在長期的工作中，機(jī)器部件的磨損及環(huán)境灰塵堆積等因素必然會使其產(chǎn)生一定的數(shù)據(jù)漂移，這就需要我們定期的使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。

HVI的校準(zhǔn)是指在遵守硬件設(shè)備工程原則的基礎(chǔ)上，通過軟件操作調(diào)整儀器內(nèi)部的原始值，使測試值符合實(shí)驗(yàn)室棉樣值。從這種意義上說，它的“校準(zhǔn)”不是真正的校準(zhǔn)而是數(shù)值的調(diào)整，數(shù)值的調(diào)整是由單獨(dú)測試數(shù)據(jù)點(diǎn)的兩點(diǎn)回歸分析來實(shí)現(xiàn)，簡單的數(shù)學(xué)回歸將顯示斜率和偏移量之間的關(guān)系；通俗來說，就是基于兩點(diǎn)（低和高）線性回歸分析。通過對校準(zhǔn)棉樣的測試，根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算出斜率和截距，從而完成HVI的校準(zhǔn)，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確（圖1）。

圖1

HVI的校準(zhǔn)離不開校準(zhǔn)棉樣，這就要求我們在做儀器校準(zhǔn)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

1.校準(zhǔn)樣品的選擇。

首先要根據(jù)被測棉樣選擇合適的校準(zhǔn)樣品，例如長強(qiáng)校準(zhǔn)棉樣就分細(xì)絨棉的長/強(qiáng)、短/弱及長絨棉的長/強(qiáng)、短/弱四種。我們在測試不同業(yè)務(wù)樣品時(shí)應(yīng)該選擇不同的標(biāo)準(zhǔn)棉樣進(jìn)行校準(zhǔn)，既不應(yīng)選擇差值過小的兩個(gè)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)，也不推薦選擇標(biāo)準(zhǔn)差值過大的高低兩個(gè)棉樣。一般選用校準(zhǔn)棉樣的原則是以短/弱校準(zhǔn)棉樣各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為下限，長/強(qiáng)校準(zhǔn)棉樣各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為上限，檢驗(yàn)棉樣各指標(biāo)測試值應(yīng)在上下限之間。如果業(yè)務(wù)棉樣為細(xì)絨棉，則使用細(xì)絨棉短/弱、長/強(qiáng)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)，如果業(yè)務(wù)棉樣為長絨棉，則使用細(xì)絨棉短/弱和長絨棉長/強(qiáng)樣品進(jìn)行校準(zhǔn)。同樣馬克隆值的校準(zhǔn)選用高低兩個(gè)樣品進(jìn)行，兩樣品的差值應(yīng)大于2.5。

2.標(biāo)準(zhǔn)樣品的存放。

為了保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確穩(wěn)定，推薦校準(zhǔn)棉樣與儀器存放在同一地點(diǎn)，同時(shí)具備與測試樣品相同的實(shí)驗(yàn)室和完全相同的濕度和溫度條件，以保證校準(zhǔn)的效果。

3.標(biāo)準(zhǔn)樣品的使用。

在標(biāo)準(zhǔn)樣品的取用中應(yīng)該嚴(yán)格按照儀器的提示進(jìn)行開松和反轉(zhuǎn)樣品，不要重復(fù)使用同一種已被“壓過”的樣品。長強(qiáng)校準(zhǔn)的樣品一般來說連續(xù)測試15次以上就應(yīng)該廢棄。馬克隆校準(zhǔn)的樣品多次測試后容易形成大量“結(jié)團(tuán)”，一般推薦使用3次后應(yīng)廢棄，以保證測量的準(zhǔn)確性。同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣品也有使用年限，長強(qiáng)樣品一般為2年，實(shí)驗(yàn)室在使用時(shí)應(yīng)盡量在有效期內(nèi)使用。

（二）儀器的維護(hù)保養(yǎng)

棉花的測試會附帶很多的灰塵和臟物，長期的連續(xù)工作也會使HVI儀器本身零部件產(chǎn)生磨損和老化，這些都會影響數(shù)據(jù)的可靠性，甚至減少設(shè)備的使用壽命。應(yīng)經(jīng)常對HVI設(shè)備進(jìn)行全面清潔、更換老化零備件、檢查調(diào)整儀器各項(xiàng)設(shè)置等。在此筆者也簡單的總結(jié)一下HVI的日常保養(yǎng)內(nèi)容。

按照要求，HVI每2 h要進(jìn)行一次校準(zhǔn)檢查，一般每個(gè)班次都會連續(xù)工作6 h～8 h。在這段時(shí)間里，儀器表面會積聚大量的纖維灰塵，這就需要每天結(jié)束檢驗(yàn)工作后都對機(jī)箱內(nèi)外進(jìn)行全面的清潔，其中包括：

1.檢查清潔廢棉箱，需要注意廢棉箱內(nèi)的過濾網(wǎng)在清潔后安裝時(shí)的方向。

2.清潔時(shí)除去全面清潔機(jī)器表面以外，還要用真空吸塵器全面清潔長強(qiáng)及馬克隆機(jī)箱內(nèi)部，包括：控制板、模擬版、電源箱、電源風(fēng)扇、軌道及其他容易存儲灰塵的部位。清潔時(shí)注意不要將吸塵器直接對準(zhǔn)電子元器件，避免對電子元器件造成損傷。

3.檢查主氣閥上的油水分離器，確保氣路系統(tǒng)中沒有積水，減少故障以延長機(jī)器的使用壽命。

注意：在清潔過程中一定要關(guān)閉電源，防止人員受傷。在清潔后，要確保廢棉箱的門已關(guān)緊，各接線插頭全部插緊，否則會影響檢驗(yàn)。

（三）儀器的維護(hù)設(shè)置

除去日常的清潔以外，HVI還需要定期的維護(hù)與調(diào)整設(shè)置。普通的維護(hù)一般以周為單位，除正常的清潔程序外，主要以調(diào)整設(shè)置為主，這也是HVI1000儀器保持良好工作狀態(tài)的關(guān)鍵。

1.首先檢查電源、氣壓等基本設(shè)置。如UPS的工作狀態(tài)是否穩(wěn)定，機(jī)器內(nèi)部5 V、12 V、24 V等各項(xiàng)電壓在合理范圍內(nèi)，總氣壓是否達(dá)到0.69 MPa，夾鉗壓力是否達(dá)到0.3 MPa等，確保所有部件運(yùn)動正常。

2.打開長強(qiáng)箱體檢查針布、梳針狀態(tài)，觀察是否有斷針、缺針、銹蝕等現(xiàn)象，觀察梳夾打開位置，取樣器旋轉(zhuǎn)角度是否正確，這些都會對測試樣品的大小均勻程度等產(chǎn)生影響。

3.檢查毛刷有無磨損及掉毛的情況，測量毛刷壓力，保證壓力在3.9 N～4.9 N之間，需要的話更換毛刷，因?yàn)槊顟B(tài)的好壞直接影響整齊度數(shù)據(jù)的穩(wěn)定。

4.清潔測量臺內(nèi)模擬版、夾鉗、LED發(fā)光板等關(guān)鍵部位，全面清潔后要重新做調(diào)整光學(xué)零點(diǎn)的校準(zhǔn)，這些對長度、強(qiáng)度等數(shù)據(jù)都有至關(guān)重要的影響。特別注意在清潔時(shí)要防止靜電對電子器件產(chǎn)生的損壞，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候電子元器件的損傷是從外部無法發(fā)現(xiàn)的。

5.檢查梳針到取樣器等部位的隔距設(shè)置，全部完成后必須按照標(biāo)準(zhǔn)的要求對長強(qiáng)及馬克隆進(jìn)行全新的校準(zhǔn)。

三、人員因素

HVI屬于半自動測試儀器，它的運(yùn)行離不開人員的操作。在實(shí)際操作中人員是否能夠完全按照標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行樣品的整理，例如：長強(qiáng)樣品放入的形態(tài)重量、馬克隆樣品是否撕松、顏色測試樣品在放入時(shí)是否可以完全遮擋測試窗口、厚度是否達(dá)標(biāo)等等，這些都會對測試結(jié)果產(chǎn)生影響，這就要求在實(shí)際工作中對儀器操作人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)與嚴(yán)格管理。

四、建議

首先，在操作員上崗前必須進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)，扎實(shí)理論，統(tǒng)一操作手法，上崗后也需要進(jìn)行定期的重復(fù)培訓(xùn)；其次，嚴(yán)格校準(zhǔn)與校準(zhǔn)檢查的程序，要求操作人員完全按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；最后，在實(shí)際操作時(shí)增加監(jiān)控及獎懲機(jī)制，在保證檢驗(yàn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高人員工作效率，激發(fā)人員的工作積極性。

棉纖維的檢驗(yàn)不僅僅是一個(gè)單獨(dú)的測試，實(shí)現(xiàn)它數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確需要涵蓋到環(huán)境、儀器、人員等各個(gè)方面，是一個(gè)系統(tǒng)的工程。我們必須要從源頭抓起，只有完善每個(gè)方面，才可以保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為我們國家棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出貢獻(xiàn)?！?/p>