籽棉在線回潮率測(cè)定裝置

司文奎 畢明科 史亦恒 馬文娟

摘要：棉花在自然空氣狀態(tài)下都是含有水分的，其含水量多少不但影響著棉花纖維的理化性能及機(jī)械力學(xué)性能，特別是直接影響著籽棉加工后的棉花的質(zhì)量。我國是產(chǎn)棉大國，棉花回潮率檢驗(yàn)是棉花質(zhì)量檢驗(yàn)特別重要項(xiàng)目，在籽棉加工過程中，回潮率大小對(duì)加工出來的棉花很大關(guān)系，關(guān)系到棉花纖維度、長(zhǎng)度、含雜質(zhì)程度等，涉及棉花紡織行業(yè)的各方利益，解決籽棉加工測(cè)水有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：籽棉回潮率；測(cè)量裝置；機(jī)械裝置

1籽棉在線回潮率測(cè)定儀的研究現(xiàn)狀分析

1.1本研究的現(xiàn)有基礎(chǔ)

陜西省機(jī)械研究院控股公司陜西華斯特儀器有限責(zé)任公司是專門從事纖維檢測(cè)儀器研制開發(fā)和生產(chǎn)銷售的高科技企業(yè)，具有獨(dú)立法人地位的企業(yè)，技術(shù)力量雄厚，工藝手段先進(jìn)，檢測(cè)設(shè)施齊全，有國內(nèi)首創(chuàng)的步進(jìn)式寬幅調(diào)溫調(diào)濕實(shí)驗(yàn)室，獲國家發(fā)明專利一項(xiàng)，實(shí)用性專利10余項(xiàng)，應(yīng)用軟件著作權(quán)1項(xiàng)，科技論文50多篇，起草l國家棉檢行業(yè)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)，自1989年以來已先后開發(fā)出8大類40余種棉檢器具新產(chǎn)品。其有益于本研究中的設(shè)備和技術(shù)條件有：

（1）擁有調(diào)溫調(diào)濕實(shí)驗(yàn)室，為本研究的試驗(yàn)研究奠定了基礎(chǔ)。（2）成熟的單片機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠與電腦進(jìn)行無線連接。（3）成熟的棉纖維技術(shù)，為本研究的繼續(xù)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。（4）研發(fā)團(tuán)隊(duì)的技術(shù)力量雄厚，能夠較快的進(jìn)入研發(fā)。

1.2本研究的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

1.2.1國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析

美國是產(chǎn)棉用棉及棉花出口大國，但由于國情的不同，美國對(duì)棉花水分指標(biāo)，僅用于棉花加工及紡織工藝，未用于對(duì)交易的棉花重量進(jìn)行扣補(bǔ)，即在棉花貿(mào)易中采用的是“準(zhǔn)重結(jié)算”。我國是世界上最大的產(chǎn)棉用棉國家，長(zhǎng)期以來對(duì)棉花水分檢驗(yàn)十分重視，反映棉花水分大小的回潮率指標(biāo)是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB1103-2007中規(guī)定的重要質(zhì)量和重量指標(biāo)，而加工后的棉花質(zhì)量也是棉花的重要指標(biāo)。

1.2.2國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

我國是世界上最大的產(chǎn)棉用棉國家。長(zhǎng)期以來對(duì)棉花水分檢驗(yàn)十分重視，反映棉花水分大小的回潮率指標(biāo)是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB1103-2007中規(guī)定的重要質(zhì)量和重量指標(biāo)。由于棉花回潮率指標(biāo)的重要作用，使得我國對(duì)棉花回潮率快速檢測(cè)方法的研究及快速檢測(cè)儀器的開發(fā)歷來十分重視，從而使我國回潮率快速檢測(cè)技術(shù)一直位于世界前列。國內(nèi)目前也有兩三家小公司在做棉檢儀器，做不同類型儀器，我們主要做測(cè)水分類儀器，在同行一直處于領(lǐng)先地位，我們投入的人力，財(cái)力最多，成果也最多，產(chǎn)品市場(chǎng)份額也最多，技術(shù)也最先進(jìn)。

2籽棉在線回潮率測(cè)定儀的技術(shù)內(nèi)容及方法分析

2.1本研究的主要內(nèi)容

本研究的主要內(nèi)容有：

（1）籽棉在線測(cè)水的精度提高應(yīng)用試驗(yàn)研究；（2）籽棉在線測(cè)試功能穩(wěn)定、可靠性試驗(yàn)；（3）籽棉回潮率數(shù)學(xué)模型試驗(yàn)；（4）研究籽棉溫濕度對(duì)籽棉加工后棉花質(zhì)量的影響。

2.2本研究的技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)

本研究的主要性能指標(biāo)有：

（1）適用范圍：籽棉加工線（2）使用環(huán)境：-30℃～+50℃（3）測(cè)量范圍：回潮率：6%～18%（4）溫度補(bǔ)償：-30℃～+50℃（5）準(zhǔn) 確 度：回潮率：6%～18%：≤±0.2%溫度：0℃～+50℃：≤±1℃

0℃～-30℃：≤±2℃

2.3本研究的技術(shù)方案分析

2.3.1本研究的技術(shù)原理分析

本研究是按照國標(biāo)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6102.2—2009《原棉回潮率試驗(yàn)方法電測(cè)器法》和國家計(jì)量檢定規(guī)程JJG845—2009《原棉水分測(cè)定儀》的要求，在原有XJ130型原棉回潮率測(cè)定儀的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上改進(jìn)，加入籽棉測(cè)試系統(tǒng)，建立籽棉回潮率數(shù)學(xué)模型，采用無操作全自動(dòng)模式，通過大數(shù)據(jù)的傳輸控制對(duì)加工中的籽棉進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控并測(cè)試。

本研究現(xiàn)有的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)：

（1）籽棉在線測(cè)水的精度提高應(yīng)用試驗(yàn)研究；（2）研究籽棉溫濕度對(duì)籽棉加工后棉花質(zhì)量的影響；（3）建立全面、準(zhǔn)確的籽棉回潮率數(shù)學(xué)模型。（4）籽棉在線回潮率測(cè)試實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

2.3.2本研究的實(shí)施方案分析

本研究是測(cè)試籽棉回潮率，主要確定建立籽棉回潮率的數(shù)學(xué)模型，實(shí)驗(yàn)以烘箱法為依據(jù)，通過“理論回潮率=（籽棉濕重-籽棉干重）/籽棉干重”公式計(jì)算出回潮率。實(shí)驗(yàn)中取1000g籽棉，烘干稱取籽棉干重910.5g，通過溫濕度試驗(yàn)箱對(duì)籽棉進(jìn)行加濕，去回潮率不同的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，并和130原棉回潮率測(cè)定儀進(jìn)行對(duì)照調(diào)整，建立籽棉回潮率的數(shù)學(xué)模型。

3籽棉在線回潮率測(cè)定儀的生產(chǎn)工藝

3.1生產(chǎn)工藝流程

來料檢驗(yàn)→電路板檢驗(yàn)→插件→焊接→焊后檢驗(yàn)→剪腳→元件校對(duì)→排線→組裝→上電烤機(jī)→性能調(diào)試→質(zhì)量檢驗(yàn)→外形包裝→終檢→封箱

3.2籽棉在線回潮率測(cè)定儀的生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

測(cè)量電壓 ∽220v±15%；

測(cè)量回潮率范圍 6%～18%；

測(cè)試準(zhǔn)確度 ≤±0.2%；

溫度測(cè)試范圍 -30℃～+50℃；

溫度測(cè)量允差 0℃～+50℃：≤±1℃

0℃～-30℃：≤±2℃

4籽棉在線回潮率測(cè)定儀的研究進(jìn)程

4.1籽棉在線回潮率測(cè)定儀實(shí)施安排

第一階段：立項(xiàng)、方案論證和總體思路設(shè)計(jì)；電氣原理圖的設(shè)計(jì)、印制線路板設(shè)計(jì)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及各系統(tǒng)部件的分布和布局設(shè)計(jì)；機(jī)械部分設(shè)計(jì)及加工制造；籽棉數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)；程序軟件設(shè)計(jì)；印制線路進(jìn)行整機(jī)組裝聯(lián)調(diào)，完成初步的調(diào)試工作和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理工作。

第二階段：完成一代樣機(jī)，樣機(jī)驗(yàn)證，進(jìn)行最終試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和歸檔。

第三階段：樣機(jī)定型，形成小批量的生產(chǎn)和銷售，逐步拓展銷售市場(chǎng)。

第四階段：通過使用反饋意見進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整和改善，大批量生產(chǎn)及銷售，并進(jìn)行最終成果鑒定。

現(xiàn)階段已完成樣機(jī)定型，小批量生產(chǎn)銷售，完善實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及用戶使用反饋數(shù)據(jù)。

4.2研究完成及改進(jìn)計(jì)劃

籽棉在線回潮率測(cè)定儀經(jīng)山東天鵝棉業(yè)機(jī)械股份有限公司籽棉加工設(shè)備配套使用，小批量銷往新疆各地棉花加工企業(yè)，儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求，存在使用過程中大量測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)測(cè)試、傳輸速度較慢等問題，現(xiàn)針對(duì)此問題正在對(duì)本產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)下一代產(chǎn)品，改用大數(shù)據(jù)測(cè)試、無線傳輸?shù)墓δ堋?/p>

5結(jié)論

籽棉在線回潮率測(cè)定儀經(jīng)過一年多的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，儀器的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求，可以正常生產(chǎn)。正在建立了嚴(yán)格地質(zhì)量保證體系，使產(chǎn)品在質(zhì)量、性能上得以保證，完善相關(guān)生產(chǎn)工藝文件，工藝路線，準(zhǔn)備小批量試生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]韓剛著.原棉水分電測(cè)器的原理及應(yīng)用指南.陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1992.

[2]劉坤，趙紅波，張憲棟編著.51單片機(jī)C語言應(yīng)用開發(fā)技術(shù)大全.北京：人民郵電出版社，2012.

[3]丁靜貞著.棉檢儀器學(xué).中國商業(yè)出版社，1991.

作者簡(jiǎn)介：司文奎（1988.08-），男，陜西省西安市人，工程師，主要從事棉檢儀器的研究開發(fā)工作；

通訊作者：畢明科（1967.04-），男，陜西省西安市人，工程師，從事機(jī)械設(shè)計(jì)研發(fā)；

史亦恒（1978.11-），男，陜西省咸陽市人，工程師，主要從事棉檢儀器的研究開發(fā)銷售工作；

馬文娟（1982.07-），女，陜西省咸陽市人，工程師，主要從事棉檢儀器的研究生產(chǎn)工作。