原棉和棉條的棉結和短絨含量，對產(chǎn)品質量和紡織生產(chǎn)工藝有著重要影響，棉結或短絨含量過多，會嚴重影響產(chǎn)品質量的提高，導致紡織廠的制成率降低、生產(chǎn)效率下降，原料成本增加。因此，對棉結和短絨進行快速準確的測量是各棉花生產(chǎn)、收購、貿(mào)易、加工部門的迫切要求。
　　目前，人工的黑白板法測試棉結和羅拉分析法測試短絨的方法仍在大量的采用，這些方法速度慢、人為誤差大，無法作為公正檢驗儀器。近年來，國內(nèi)外不斷推出各種各樣的半自動和全自動棉結和短絨測試儀器，特別是USTER、PREMIER、MESDAN等都有測試棉結或者短絨率的儀器，由于其測試原理的不同，得到的數(shù)據(jù)也不盡相同。長嶺XJ129棉結和短絨率測試儀的推出，及時滿足了市場需求，填補了國內(nèi)空白。
1  棉結測試單元
1.1  傳統(tǒng)測試棉結方法
1.1.1  目測原棉纖維棉結 
　　原棉到棉卷棉結的傳統(tǒng)測試方法均采用目測計數(shù)法。檢測時，先在試樣中粗揀去各種棉束、索絲、僵棉、黃根、不孕籽、軟籽表皮和破籽等，然后仔細揀出試樣中的緊棉結和雜質（破籽、帶纖維籽屑等），分別計粒數(shù)。同時要注意保持疵點原形，防止拉松和扯碎。所測的棉結僅為試樣中可視的粒狀纖維結，直徑大，數(shù)量小，但不包括其他疵點和雜質。
1.1.2  燈光檢驗法測棉條棉結
　　棉條（生條、熟條、條卷、精梳條和粗紗條）棉結的傳統(tǒng)測試方法均采用燈光檢驗法。在纖維檢驗室，人工將被檢測試樣在垂直方向引直，兩手將棉條從左右撕開使其成棉網(wǎng)狀，放在棉網(wǎng)檢驗器的黑色玻璃上，利用上方射來的光線，看到黑色玻璃板上不能被手工松散的“白點”就計為棉結。要盡量用手把大棉結松散到細小棉結為止，所測棉結包含了可視的粒狀纖維結和能產(chǎn)生“白點”的其它疵點，直徑較小，數(shù)量較大。帶纖維破籽及籽屑等產(chǎn)生“黑點”的疵點被計為雜質。
1.1.3  目測法的不足
　　目測法雖然具有操作簡便、投資少等優(yōu)點，但也存在著不足。目測的棉結是由許多根纖維扭結在一起才能被目力辨認的纖維團，取決于光線照度、測試人員的眼力和操作經(jīng)驗。單個棉結之間的大小差異較大，由于人眼分辨率的限制，許多客觀存在的細小棉結不能被目測計數(shù)，檢測的結果因人而異，不能完全反映棉結的真實情況。目測法檢測數(shù)據(jù)的準確、穩(wěn)定和一致性欠佳。測試速度慢，測試周期長。
1.2  棉結快速測試核心裝置
　　棉結測試裝置如圖1所示。在測試時，棉條（或原棉）被按照一定操作方法送至分梳輥（開松輥）上。分梳輥高速旋轉，梳針將喂入的棉花進行開松，梳理、除雜后，形成近似均勻單纖維流。在負壓的作用下，纖維流進入高速轉杯形成棉帶。
    測試棉結就是利用這一開松方式，將薄霧狀纖維流引入光學傳感器。檢測器部分的光源由激光器產(chǎn)生，接受器件為硅光電池。纖維流產(chǎn)生遮光和反射，不能梳開的棉結會產(chǎn)生比較大的遮光，單根的纖維會產(chǎn)生較小的遮光，其變化大小和纖維流及棉結大小有關。棉結信號處理器利用DSP，通過一定的算法，對遮光的幅度和時間進行分析，可獲得棉結的數(shù)量和尺寸信息，最后經(jīng)由計算機進一步處理，得出有關棉結的一系列數(shù)據(jù)。
　　要完成整個棉結測試，還須配置棉結動作控制單元、負壓機構、穩(wěn)壓電源、DSP信號處理單元、電機等。
　　測試一個原棉棉樣具體過程為：稱原棉5g，將原棉按要求撕成連貫絮狀，鋪滿喂棉臺板，按要求操作棉花喂入2-5mm，然后開始測試。棉結動作控制單元控制電機旋轉，棉花送入梳棉機構，梳棉機構將棉花梳開進入檢測單元。纖維流通過檢測單元，產(chǎn)生不同遮光信號，棉結信號送DSP信號處理單元處理后，送計算機進一步處理。得出每克棉結數(shù)。
　　所有動作由棉結動作控制單元控制，電機完成棉花送入動作，負壓機構主要完成負壓氣流的產(chǎn)生，穩(wěn)壓電源提供所有硬件控制系統(tǒng)電源，光電傳感器完成信號掃描，DSP信號處理單元完成棉結信號初步處理，計算機系統(tǒng)完成棉結信號的最后處理。
2  短絨測試單元
2.1  傳統(tǒng)短絨率測試方法
　　傳統(tǒng)測試短絨率用手扯法和儀器測量，儀器測量常用羅拉分析法。手扯方法和羅拉分析法一樣，都是將一端排列整齊的棉纖維束，按一定組距分組稱重后，求出纖維長度的各種指標，并求出棉花短絨率。
　　羅拉分析法一組試樣的測試需要時間2-3小時,速度慢，數(shù)據(jù)一致性差，人為影響大。
2.2  短絨率快速測試核心裝置
　　短絨率快速測試核心裝置如圖2所示。裝置將棉帶（由原棉制作）或生產(chǎn)過程中的普梳精梳棉條放到梳床（針床）上，由取樣器進行自動取樣，反復抽取纖維，整理成沒有絲團、雜物和游離纖維的平直絨束，得到類似人工取樣的一端整齊的纖維束。纖維束經(jīng)過梳理后，水平放入光電照影傳感器掃描,遮光信號經(jīng)調(diào)理、采樣后送計算機處理。通過一定的算法，得到棉纖維長度的照影曲線，據(jù)此可以得到棉花短絨率的一系列指標。
    要完成整個短絨測試，還須動作控制單元、負壓機構、穩(wěn)壓電源等的支持。
　　其測試過程為：測試時，梳床（針床）自動彈出。將棉條正反交錯均勻分布橫壓入針床（例如棉條，直接壓入6次，正反棉條各3次）,用壓棉板壓入按平，扯去靠近取樣器端多余的纖維，開始測試。針床下降，進給電機前進，取樣器夾口夾取棉花；取樣器后退，打開夾口，負壓機構從取樣器后端把廢棉吸走。進給電機每次前進微小距離循環(huán)整理取樣6次（可設置），最后一次進給量增大，夾取試樣棉束。取樣器后退，運行到刷樣器位置，向刷樣器靠近。刷樣器向取樣器靠近，旋轉并刷掉須從雜物和游離纖維，回置原位。取樣器后退，運行到照影傳感器位置，靠近光電照影傳感器。光電傳感器后端產(chǎn)生負壓氣流，使須從平直進入照影傳感器窄縫進行傳感器掃描。掃描完成后，取樣器夾口張開，負壓氣流從夾口后把廢棉吸走。取樣器恢復原取樣整理位置。傳感器信號送計算機處理，完成一次測試。
    所有動作由動作控制單元控制，負壓機構主要完成廢棉處理并將棉束展平伸直，穩(wěn)壓電源提供所有硬件控制系統(tǒng)電源，并將高壓恒流源提供給光源，光電照影傳感器完成信號掃描，計算機系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)處理。
3  測試結果分析
   目前，XJ129測試短絨數(shù)據(jù)結果與實驗室（國家標準棉樣）定值相當，棉結數(shù)據(jù)與USTER公司的MN100數(shù)據(jù)相當。
3.1  棉結數(shù)據(jù)
    取有代表性的棉樣與MN100測試結果對比表如表1所示：
    其中，MN100測試數(shù)據(jù)為每種試樣測試３次的平均值；XJ129棉結每個測試結果為每種試樣測試４次的平均值，按照順序測試了３輪，最終取三輪測試數(shù)據(jù)的平均值（每種試樣測試共測試１2次）。
    結論：XJ129棉結測試儀測試結果和USTER公司MN100測試結果相當。
3.2  短絨數(shù)據(jù)
    結論：XJ129短絨測試儀測試結果和國家棉樣標值相當，紡織廠手工測試棉樣在數(shù)據(jù)上與國家標值存在差異，可信性小。
４ 結束語
　　試驗結果表明：XJ129棉結測試儀的棉結測試結果與USTER公司MN100測試結果相當（單纖維棉結），短絨測試結果與標值（國家標準棉）相符性好。隨著該產(chǎn)品用戶的不斷增加，該儀器在對紡織廠分析原料質量、科學的配棉、檢測半成品質量變化、控制設備狀態(tài)、提高紡織產(chǎn)品質量的作用日益凸現(xiàn)。