1、型大容量棉花纤维测试仪校准规范第一版HVI1000型大容量棉花纤维测试仪校准规范2012年第一版1 范围本规范适用于乌斯特大容量棉花纤维测试仪HVI1000型进行校准及校准检查（以下简称HVI仪）。2 引用文献GB/T 3291.1-1997 纺织 纺织材料性能和试验方法 第1部分:纤维和纱线GB/T 6498-2004棉纤维“马克隆值”试验方法GB/T 13781-1992 棉纤维长度（跨距长度）和长度整齐度的测定GB/T 13783-1992 棉纤维断裂比强度的测定 平束法GB/T 13784-1992 棉花颜色试验方法GB/T 20392-2006 HVI棉纤维物理性能试验方法使用本规范
2、时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 术语和定义3.1 上半部平均长度：在照影曲线图中，从纤维数量50%处作照影曲线的切线，切线与长度座标轴相交点所显示的长度值。3.2 平均长度：在照影曲线图中，从纤维数量100%处作照影曲线的切线，切线与长度座标轴相交点所显示的长度值。3.3 长度整齐度指数：测试棉纤维长度时，平均长度占上半部平均长度的百分率。3.4 短纤维指数：长度在16.5mm及以下棉纤维重量与全部棉纤维重量之比，以百分率表示。3.5 断裂比强度：纤维束拉伸至最大负荷时所对应的强度，以未受应变试样每单位线密度所受的力来表示。HVI软件中显示的强度单位为gf/tex，信息系统软件中
3、检验结果强度单位为cN/tex、校准检查和质量保证能力评价试验结果强度单位为gf/tex。注：本技术规范采用夹头隔距为1/8英寸即3.2mm，HVICC水平。3.6 断裂伸长率：纤维束拉断时的相应伸长与1/8英寸即3.2mm隔距长度之比，以百分率表示。3.7 马克隆值：一定量棉纤维在规定条件下的透气阻力的量度，它是棉纤维线密度与成熟度比的乘积，以马克隆刻度表示。马克隆刻度由国际协议确定具有成套马克隆值的“国际校准棉样”进行传递。3.8 反射率（Rd）和黄色深度（+b）：Rd表示棉花样品反射光的明暗程度；+b表示棉花黄色色调的深浅程度。3.9 杂质粒数：使用杂质仪测试棉花时，测试面积内样品表面杂
4、质颗粒总数。3.10 杂质面积：测试面积内样品表面杂质颗粒覆盖面积占测试总面积的百分率。4 概述HVI仪器通过专用计算机和程序集成了棉花测色仪、杂质仪、气流仪和纤维照影仪/强力仪，可以测定棉纤维的色特征、杂质含量、马克隆值、长度、长度整齐度指数、断裂比强度、断裂伸长率、短纤维指数、成熟度九个物理指标。纤维照影仪/强力仪利用光电转换原理测定特制梳夹随机抓取纤维须丛的上半部平均长度，然后测量台退到按一定算法确定的位置上，由隔距为1/8英寸即3.2mm的前后夹持器夹紧纤维须丛，测力传感器测得束纤维断裂强力，该强力经光学量、马克隆值修正得出断裂比强度。气流仪利用气桥原理测定气流通过棉样前后的压力差来确
5、定松散棉样的马克隆值。色泽仪利用光电转换原理通过氙灯照射到棉样表面的光反射到滤光片及光敏电路板上测定棉花的反射率（Rd）、黄度（+b），并根据Rd、+b确定色特征级。杂质仪利用视频摄像头测得棉样表面杂质粒数，杂质面积占测试窗口面积的百分率。HVI仪器校准是通过测试标准棉样/色板/杂质板后由软件对测试参数进行自动调整，使仪器测试结果与标准物质标准值吻合。对于长度、强度、马克隆值校准，软件调整是通过测试高、低两个水平样品并线性回归分析完成的，回归公式由斜率和截距两个参数确定。对于颜色校准，软件调整是通过测试五块不同颜色的标准色板来标定棉花色度分布空间。对于杂质校准，软件通过测试白板、杂质标准板来确
6、定适当的测试面积、变化因子，变化因子对校准板和棉花斜率进行修正，从而实现测试结果与标准值吻合。在仪器、标准样品、操作人员技术、棉样回潮率等校准条件不发生变化的情况下，校准参数将变化较小，从而保证测试结果的长期稳定性。5 计量特性5.1 HVI仪应放置在环境清洁，无明显震动、无腐蚀性介质的环境中。5.2 HVI仪在适当部位应装有铭牌，铭牌上需标明型号、规格、制造厂，产品编号和出厂日期。5.3 HVI仪外表不应有影响试验性能的机械损伤，传动部分各润滑系统无缺油现象，仪器各部件运行正常。5.4 HVI仪的电气设备应安全可靠，电源部分与机座的绝缘电阻5M。5.5长度/整齐度指数/断裂比强度/短纤维指数
7、/断裂伸长率校准允差应符合以下要求：HVICC细绒棉及长绒棉的长/强、短/弱四种棉样标准值的允差范围：指标均值允差范围允差上半部平均长度0.01英寸（0.25mm）0.016英寸（0.41mm ）整齐度指数1%1.4%断裂比强度0.7gf/tex1.2gf/tex短纤维指数（16.5mm）1.8断裂伸长率0.6%5.6马克隆值仪应符合以下要求：5.6.1配套电子天平应满足JJG99-91非自动天平检定规程。5.6.2校准允差：回归方程斜率默认值0.05，截距默认值0.5。5.6.3马克隆满气压校准值为-4.000.10（堵住马克隆腔体下气桥上的孔）和4.000.10（堵住气流塞孔）。5.6.4
8、马克隆零气压校准值为0.000.05（同时堵住气流塞孔及马克隆腔体下气桥上的孔）。5.7色泽仪示值允差：五块色度校准瓷板，每块反射率为标准值0.4，黄度为标准值0.4。5.8杂质仪示值允差：杂质校准板示值允差：杂质粒数为标准值5，杂质面积为标准值+/-0.02%。6 校准条件和校准样品6.1 环境条件 温度（202）相对湿度（653）%6.2电源电压220V15%(单相)、频率5060Hz。在配电中心需安装一个单独的15A断路器。在正常工作时，HVI工作电流约8A，启动时的电流很高，所以需要一个较大的断路器。6.3 HVI配备的在线式不间断电源容量为3000VA（2100W），保护时间至少为1
9、0分钟。6.4压缩空气进入HVI入口处的气压为100-110psi，并保持清洁、干燥。6.5仪器校准前需预热至少十分钟，并在系统测试中测试任意业务样品至少五个使仪器各部件达到测试状态。6.6测量标准及其它设备6.6.1 HVI长强校准棉样有细绒棉长/强型、短/弱型，长绒棉长/强型、短/弱型共四种，标有长度、强度、整齐度、马克隆标准值。另外，符合一定长度、整齐度要求的HVI细绒棉长强校准棉样、短纤维指数参考值较高或较低的长/强验证棉样（见表 附录1）可用于短纤维指数校准；伸长率较高或较低的长/强验证棉样可用于伸长率校准（见表 附录2）。进行HVI长强棉样校准（含短纤维指数及伸长率校准）时，选用校
10、准棉样的原则是，以短/弱校准棉样各指标标准值为下限，长/强校准棉样各指标标准值为上限，检验棉样各指标测试值应在上下限之间，比如短/弱校准棉样强度标准值为23gf/tex，长/强校准棉样强度标准值为30gf/tex，则检验棉样强度值应在23-30gf/tex之间为宜。一般来说，如果业务棉样为细绒棉，则使用细绒棉短/弱、长/强样品进行校准，如果业务棉样为长绒棉，则使用细绒棉短/弱和长绒棉长/强样品进行校准。 同一HVI长强校准棉样样品不要连续使用，用后将样品放回储存位置与所剩样品混合放置。同一棉样测试15把梳子以上，应废弃。使用校准棉样时每次只取用一种棉样，用毕放回原位后再取另一种棉样。6.6.2
11、 高、低两种HVI马克隆值校准棉样，马克隆值的差值应大于2.5。因马克隆样品测试若干次后容易成球，马克隆校准棉样使用三次后即应废弃。6.6.3 单个实验室在使用两台以上HVI（含两台）同时进行棉样分级时，应使用同一套长强及马克隆校准棉样进行校准。6.6.4 一套色度校准瓷板包括白色、棕色、黄色、灰色、中心色五块标准瓷板，各块瓷板标有权威机构标定的反射率值（Rd）和黄度（+b）值，精确到小数点后一位或两位。6.6.5杂质校准板一块，标有权威机构标定的杂质粒数值、杂质面积百分比值。6.6.6兆欧表（500V）。6.6.7 所有校准棉样均应在6.1所述实验室大气中平衡至少48小时才能用其进行校准。（
12、参考HVI大容量棉样纤维测试仪操作规程HVI1000型1.3节样品平衡相关内容）6.6.8 所有校准棉样的应储存在防火、通风、防潮、防霉变的室内，储存环境为常温，相对湿度不宜超过70%。美国农业部长强校准棉样有效期为2年，各实验室应尽量在有效期内使用长强校准棉样，如超过有效期，在验证棉样物理性质没有改变的情况下，可用其校准HVI。6.6.9 颜色校准瓷板及杂质校准板放在指定盒子内，使用时注意手不要接触板子的测试面，避免在其上留下指纹等污物，根据校准板使用频率，一般两三月清洁一次，使用中性洗涤剂清洁校准板测试面并用清水冲净，用软布擦试两面后，放置在通风的环境下自然风干，完全干燥后再使用软布擦一遍
13、测试面。清洁过程注意不要将校准板测试面划伤。7 校准项目及校准方法7.1外观检查：按第5.1-5.3条的规定对纤维测试仪进行检查,其结果应符合相应条款要求。7.2电器安全性能检查：应符合第5.4条规定。7.3长度/强度校准：依据附录进行校准。校准允差应符合第5.5条要求。7.4马克隆校准：依据附录进行校准。校准允差应符合第5.6条要求。7.5 颜色校准：依据附录进行校准。校准允差应符合第5.7条要求。7.6杂质校准：依据附录进行校准。校准允差应符合第5.8条要求。7.7 校准各指标通过为合格。7.8校准分周期校准、日常校准、校准检查。周期校准包括7.1至7.6项，日常校准内容根据仪器调试维修及
14、校准检查结果从7.3至7.6项目中选定，校准检查包括长/强、马克隆、颜色三个模块，具体见第8条。8 校准检查8.1测试中的校准检查8.1.1. 样品校准检查使用HVI长/强验证棉样，马克隆验证棉样，颜色中心校准板。长强校准检查每次从HVI长/强验证种样品中选择长度较短、中等、较长（见表8-1）各一个样品；马克隆校准检查时每次从HVI马克隆验证棉样中选择马值较高、较低（见表8-2）各一个样品；颜色检查使用中心校准板。长强、马克隆模块相邻两次校准检查应选择不同样品。所有验收棉样均应在6.1所述实验室大气中平衡至少48小时才能用其进行校准检查。（参考HVI大容量棉样纤维测试仪操作规程HVI1000型
15、1.3节样品平衡相关内容）。组别长度级长度较长36、37、38长度中等34、35长度较短31、32、33表8-1 HVI长强(不含短纤维指数及伸长率)校准检查验证棉样分组方法组别马克隆值范围马克隆值较高4马克隆值较低4表8-2 HVI马克隆校准检查验证棉样分组方法8.1.2. 测试次数校准检查在模块测试中进行。其中长强每个样品测4把梳子（左、右各两把），颜色每个样品测试4次，马克隆每个样品测试2次。8.1.3 允差各长强样品长度、整齐度、强度指标，各马克隆样品马克隆值，各颜色样品Rd、+b测试结果平均值与标准值之差应在如下允差之内：长度0.4mm，整齐度1，强度1.gf/tex，马克隆值0.1
16、，Rd 0.4, +b0.4。8.1.4 频率每2小时15分钟（上次校准检查完成至下次校准检查开始的时间间隔）进行一轮。在联网状态下，当HVI需进行校准检查时，信息系统将通过“主机STX网络信息”窗口发送提示信息，HVI操作员根据提示给出的所需测试的模块、样品数及测试次数进行校准检查。在断网状态下，操作员需自行掌握校准检查时间间隔。8.1.5 校准检查步骤8.1.5.1 联网在联网状态下，信息系统将通过“主机STX网络信息”窗口对整个校准检查过程进行控制。某一模块校准检查时，样品测试完毕后，信息系统将根据预设允差对测试结果进行检查并通过“主机STX网络信息”窗口提示该样品是否合格，允差见8.1
17、.3节。如样品结果合格，按照提示进行下一样品测试。当某模块各样品测试结果均合格时，该模块通过校准检查。如某样品不合格，该样品需进行补测。如补测结果依然不合格，该模块校准检查不合格。此时，可对此模块再进行一次校准检查；或可对此模块进行校准，校准通过后再按本节起始流程进行校准检查（所有模块）。如连续两次检查（中间没有校准等操作）结果不合格，须对仪器进行调试、维修及校准后按本节起始流程进行校准检查。仪器校准后无论是否通过，均需通过发送远程监控数据（见8.1.6.4节）将校准信息发送给信息系统。校准如不通过需查找原因并对仪器进行必要的调试、维修，直到校准通过为止。注意：联网期间，如果某模块连续两次校准
18、检查（中间没有校准等操作）不合格后，不校准或不发送远程监控数据，直接进行校准检查，信息系统将发送信息提示HVI操作员（在HVI “主机STX网络信息”窗口中显示）数据无效并自动丢弃本次的校准检查数据。图 8-1 HVI1000校准检查流程图（联网）8.1.5.2 断网断网时HVI校准检查过程与联网时相同，但需由HVI操作员按校准检查方案顺序进行校准检查测试并判断各模块校准检查是否合格。断网期间无需发送远程监控信息。联网后HVI将自动发送断网时的校准检查数据至信息系统，信息系统判断接受到的校准检查数据是否合格，如有不合格数据，该次校准检查后的所有分级数据将拒接接收。另外，如系统测试数据不是在校准
19、检查进行并通过后的2小时15分钟内得到，则视为无效，信息系统业将丢弃这部分数据。注意：断网时校准检查样品及测试次数无提示，但HVI操作员仍需按照联网时测试顺序进行校准检查（模块顺序为马克隆、长强、颜色），如果不按顺序进行测试可能导致联网后数据被视为无效或不能识别，后续系统测试数据也将被视为无效而丢弃。当网络连通时，HVI会先发送断网期间各类数据，此过程中将不接收其它数据，因此操作人员在打开HVI软件且网络刚连通时需稍候几分钟再开始测试。如果进行校准检查过程中网络断开，则需将本次校准检查进行完，否则若校准检查耗时超过1小时，需重新对所有模块进行校准检查。图 8-2 HVI1000校准检查流程图（
20、断网）8.1.5.3 主动校准检查无论断网或联网状态，如果操作员因各种原因需提前（小于2小时）进行校准检查，可在各模块正常模式下进行测试，人工判断结果是否合格，需要的话对仪器进行调试、维修或校准，进行校准后在联网状态下需发送远程监控数据（见8.1.6.4节），然后再进行校准检查验证数据是否合格。但无论如何，主动校准检查数据不会作为后续2小时内分级数据合格的标记，仍需在联网状态下根据信息系统提示或断网状态下每隔2小时15分钟在模块校准检查模式下进行校准检查测试并通过。图 8-3 HVI1000校准检查流程图（主动校准检查）8.1.5.4 各模块校准检查通过后该HVI可继续进行系统测试，否则信息系
21、统将拒绝接收该台HVI分级数据。8.1.6 各模块操作目前信息系统要求的每次校准检查的顺序为马克隆模块、长强模块、颜色模块，如不按此顺序进行校准检查，信息系统可能会因数据不识别导致不接受数据。8.1.6.1 马克隆模块从主菜单单击模块测试后单击马克隆模块按钮进入马克隆模块测试设置界面。根据“HVI质量能力评价/校准检查样品编号规范”，在“样品编号”栏填入样品编号；在“测试模式”下拉项中选择“校准检查测试 (外部主机)”。单击开始测试按钮进入马克隆测试界面。单击开始按钮，参照HVI大容量棉花纤维测试仪操作规程（HVI1000型）2.3.3.3节进行测试，测试完后，单击完毕按钮，如此时网络连通，此
22、样品测试值将发至信息系统；如网络断开，测试数据将存储在HVI电脑中，直至网络连通后自动发送。在样品编号栏输入下一待测样品编号，单击开始按上述方法测试下一样品。8.1.6.2长强模块从主菜单单击模块测试后单击长度/强度模块按钮进入长度/强度模块测试设置界面。根据“HVI质量能力评价/校准检查样品编号规范”，在“样品编号”栏填入样品编号；“马克隆数据”选择“马克隆值由测试得到”；“长度单位/短纤维定义”选择“公制（mm）/16.5mm”；在“测试模式”下拉项中选择“校准检查测试 (外部主机)”。单击开始测试按钮进入长强测试界面。单击开始按钮，参照HVI大容量棉花纤维测试仪操作规程（HVI1000型
23、）2.3.3.3及2.3.3.5节进行测试，一个样品测试完后，单击完毕按钮，如此时网络连通，此样品测试值将发至信息系统，如网络断开，测试数据将存储在HVI电脑中，直至网络连通后自动发送。在样品编号栏输入下一待测样品编号，单击开始按上述方法测试下一样品。8.1.6.3颜色模块从主菜单单击模块测试后单击颜色/杂质模块按钮进入颜色/杂质模块测试设置界面。根据“HVI质量能力评价/校准检查样品编号规范”，在“样品编号”栏填入样品编号；“颜色压头/托盘运动”下拉项中选择“否/否（No/No）；”“棉花类型”下拉项中选择“中国色征图”；“测试模式”下拉项中选择“颜色校准检查测试 (外部主机)。单击开始测试
24、按钮进入颜色/杂质测试界面。单击开始按钮，参照HVI大容量棉花纤维测试仪操作规程（HVI1000型）2.3.3.4进行测试，一个样品测试完后，单击完毕按钮，如此时网络连通，此样品测试值将发至信息系统，如网络断开，测试数据将存储在HVI电脑中，直至网络连通后自动发送。在样品编号栏输入下一待测样品编号，单击开始按上述方法测试下一样品。注意：测试时，每测一次应将校准板转动90度再进行下一次测试，校准板应将窗口全部盖住，不能有氙灯光线透出。8.1.6.4 发送远程监控数据联网状态下，每次校准后进入“系统诊断/主机通信”菜单，单击“使用发送RemoteDiag.txt文件数据钮”右侧的方框激活发送按钮，
25、单击“发送RemoteDiag.txt文件数据”按钮，将校准信息发送给信息系统。8.1.7 其他说明8.1.7.1 中止校准检查如需中止正在进行的校准检查实验，可由信息员通过信息系统完成。中止校准检查试验即意味着本模块校准检查不合格，系统将通过“主机STX网络信息”窗口给予提示。如果系统此时不存在校准检查特批则会弹出新的校准检查窗口，如果存在校准检查特批则不再弹出新的校准检查实验窗口。8.1.7.2 特批中国纤维检验局对棉花分级实验室在校准检查不合格情况下进行系统测试的授权。8.1.7.3 HVI校准检查、校准不合格原因分析与解决措施如果HVI校准检查不通过，应检查影响结果的各因素，如电源、气
26、压、实验室环境、样品、仪器等是否符合要求，如HVI在校准后校准检查仍不通过，在排除仪器以外因素后，应由HVI维修员对仪器进行调试或维修。仪器调试或维修后，应再按8.1.5节进行校准检查直到通过。8.1.7.4联网状态，在一次校准检查实验期间，如果实验时间超过1小时，该模块被记为不合格，需要重新进行所有模块校准检查。8.1.7.5如果正在进行系统测试时，HVI弹出进行校准检查的提示，本次所做棉包数据会被丢弃，需做完校准检查之后重做。8.1.7.6如在做校准检查时系统设定棉样次数为n次，但在做测试时多做了几次，则系统会自动取设定的次数值，丢弃后面的测试数据。8.2 周期校准检查 周期校准检查每周进
27、行一次，内容为短纤维指数、断裂伸长率、杂质校准检查。 因目前HVI短纤维指数及断裂伸长率测试结果重复性较差，因此HVI验证棉样短纤维指数及断裂伸长率没有标准值，只有参考值。8.2.1 短纤维指数8.2.1.1 样品使用HVI长强验证棉花或HVI长强校准棉花进行短纤维指数校准检查，推荐使用HVI长强验证棉花。分别从表8-3中短纤维指数较高、中等、较低的三组样品中每组选择一个进行测试。组别短纤维指数范围短纤维指数较高28短纤维指数中等20且28短纤维指数较低20表8-3 HVI短纤维指数校准检查验证棉样分组方法各实验室2009年之前采购的HVI验证棉样（信息系统编号为06XX、08XX）短纤维指数
28、参考值与梳片法（Suter Webb Array）测试水平一致，而2009年之后采购的HVI验证棉样（信息系统编号为09XX）短纤维指数参考值与罗拉法测试水平一致，因此，各实验室需使用09年之后采购的HVI验证棉样对短纤维指数进行校准和校准检查（见表8-4）。HVI校准棉花16.5mm短纤维指数参考值可通过“长度/强度校准”菜单查出，即进入此窗口，将所用校准棉花标准值输入到“棉花标准值”框中，选中“短纤维指数：从长度和整齐度确定”选项，单击“更新标准值”按钮，短纤维指数参考值即显示在相应的文本框内。部分HVI校准棉花可能因长度、整齐度不符合查表要求而没有短纤维指数参考值，请更换其它HVI校准棉
29、花。通过长度和整齐度确定的短纤维指数与罗拉法测试水平一致。如果有实验室在用的HVI长强验证棉样没有短纤维指数参考值或有参考值但可进行校准检查和校准的样品不全，建议根据附录1.2使用HVI校准棉花每周进行一次校准，校准检查暂不进行。长度级包号信息系统编号短纤维指数(英制 0.5英寸)短纤维指数(公制 16.5mm)3133559090115.540.63233246090213.5343333616090311.928.23333617090411.927.33433728090510.7243433730090610.423.53534265090712.328.23534266090812.
30、628.136314170909917.9363141809108.615.6373239009118.514.7383299309128.314.2表8-4 HVI长强验证棉样短纤维指数参考值8.2.1.2 步骤校准检查在长强模块测试中进行，测试前马克隆数据选择“从键盘输入”，然后在右侧文本框内输入样品包装盒标签上的马克隆值，长/强数据选项选择“左右梳均为好样品”；长度单位/短纤维定义选择“公制（mm）/16.5mm；测试模式选择“正常测试”。单击开始测试进入测试菜单，每种棉样测试10把梳子。8.2.1.3 判定各样品10把梳子16.5mm短纤维指数测试平均值与参考值之差应在1.8之间。如不
31、符合以上要求，应进行短纤维指数校准，校准方法请参考附录1.2。8.2.2 断裂伸长率8.2.2.1 样品使用HVI长强验证棉花进行断裂伸长率校准检查。分别从表8-5中断裂伸长率较高、中等、较低的三组样品中每组选择一个进行测试。断裂伸长率参考值见8-6，这些参考值由乌斯特美国公司确定，可以溯源到斯特洛仪测试结果。如果有实验室在用的HVI长强验证棉样没有断裂伸长率参考值或有参考值但可进行校准检查和校准的样品不全，可暂不进行校准和校准检查。组别断裂伸长率范围断裂伸长率较高7断裂伸长率中等6且7断裂伸长率较低6表8-5 HVI断裂伸长率校准检查验证棉样分组方法长度级包号信息系统编号断裂伸长率参考值（%）3130
