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HVI是一种综合性的棉花质量检测仪器，现阶段国内对HVI的应用主要集中在测试强度和马克隆值方面，在确定棉花外观等级方面应用较少。通过分析HVI在品级检测中的应用得出，在多数情况下，HVI检测结果可以作为品级检测的最终结果。相对于人工检测，HVI测试是一种简单实用的新检测方法。
关键词：HVI；棉花；品级检测；品质；相关度
Abstract：HVI is a comprehensive testing equipment for cotton-testing. At the present stage,the main applications of HVI are cotton-strength and micronaire tests, it is rare to use in cotton appearance-grade test. To analysis application of HVI in cotton grade test,we can know that,the HVI test results can be treated as the final test results in most cases. HVI testing is a more simple and more practical test method.
Key Words: HVI；Cotton； Grade test； Quality；Correlation
品级检测是棉花试验中的重要项目。由于棉花自身特性以及在生长、加工中受到的不同外界因素的影响，导致棉花质量存在差异。传统品级检验方法是分级员根据棉花质量的差异进行分级鉴定，品级越高表明棉花的质量越好，反之则越差。棉花品级高低与棉花的经济价格和实用价值有很大关系。通过分级鉴定，工厂可以合理配棉，降低成本，提高成纱品质；贸易上通过品级检验，掌握棉花质量标准，有利于双方贸易计价结算。
1 人工品级测试
1.1 试验光线条件
我国检验棉花品级时习惯采用北窗或北向天窗射入的光线，这种光线被称作北向昼光。经研究，太阳被云层遮没时的昼光光色被认为是最适合棉花品级检测的条件，其色温为7500K。
因为天然昼光变化较大的原因，现在多数实验室都专门建立了模拟昼光分级室，它的光色质量和照度都较天然昼光稳定，可使棉花分级鉴定不受昼夜、气候、纬度及来自窗外建筑物和树木反射光的影响，消除了由于天气条件和地理位置带来的困扰。
模拟昼光分级室的检测条件需满足GB/T 13786要求的模拟日光条件，即：
照度：（750±100）lx。
色温：（7500±200）K。
显色指数：不少于92。
1.2 检测依据
1）进口棉按原产国标准成交的，凭原产国检验标准检验。
2）进口棉按美国通用陆地棉标准成交的，凭美国棉花标准检验。
3）国产棉按国家标准成交的，凭国家指定的品级实物标准，结合品级条件，观察棉花纤维成熟程度、色泽特征、轧工条件等3个因素评定相应品级。
4）凭样成交的，按照小样检验。
1.3 检测流程
1）待验样品按批次整理登记，放置分级室内，任其自然松弛，恢复原状。
2）鉴定品级时，应两人共同评定，避免感官鉴定的人为误差。
3）分级开始以前，检验员应对实物标准或成交小样进行详细观察，并熟记棉花标准和小样的品级条件和界限。
4）分级时如在自然光线下检验的，用手轻轻抓起棉样，反转向上，拿于稍低于肩部离眼睛40cm~50cm处，用直觉目力对照实物标准或小样进行鉴定。每只棉样主要检视其上下两面，如认为有必要，还可进行内层检验，再作出最终评定。
采用灯光检验的，当需要对照标准和小样时，需用手卷起，使其相当于标准盒内棉样大小块状，在标准盒或小样近旁进行比较鉴定。
5）在进行实际分级时，本着以色定型、以泽分类的原则，先确定棉花类型，然后确定棉花品级。
2 HVI测试棉花品级
2.1 HVI测试指标
HVI测得的可以表示棉花等级的指标包括：反射率、黄度、颜色等级、杂质数目、杂质面积、杂质等级。
HVI测定棉花等级的数据由两部分组成：颜色等级和杂质等级。颜色等级不能直接测得，它是由色度计测得的反射率（Rd）与黄度（+b）为坐标，在色征***上定点所在的区域而决定的。***1和***2分别是USDA棉花色征***和中国棉花色征***，从***上我们可以清楚地看到不同色征级区域的情况。杂质等级是根据杂质多少而划分的级别，这个数值越大表示棉花所含杂质数量越多。
试验中所取得的“综合等级”结果由颜色等级前两位和杂质等级组成，例如某一样品的颜色等级为21-2，杂质等级为3，那么其综合等级就是21-3。
2.2 HVI检测流程
1）使用前需先用标准棉样对HVI进行校准。
2）选择“颜色/杂质”模块。
3）将已经准备好的测试试样放入色杂取样器，按下热敏按钮，仪器自动传送试样至测试窗，进行所需的测试。
4）测试结果和其他有关信息将显示在显示器上，同时提示进行下一个测试。
5）测试结果自动存入数据处理系统。
3 HVI测试结果与人工测试结果相关度分析
3.1 样品的选择
为了保证比对的结果更具代表性，选取不同品质、不同级别的多批样品进行测试。品种单一、品质优良、物理性能一致性好的棉花在检测中出现误差的可能性较小，为保证检测样品品质的一致性和均匀性，在对样品选择时，尽量选取这种性质的棉花。
选取样品的数量为20批，具体情况见表1。
3.2 测试结果
由于HVI颜色/杂质测试窗口的大小局限，一次试验不能完全地代表每批样品的品级程度，因此取棉样中4个不同位置的纤维进行测试后，将其平均结果作为最终结果使用，作为最终值的平均结果见表2。
3.3 相关分析
3.3.1 结果分析
将两种方法最终定级情况在表3中列出。
由表3的结果可知，人工目光测试品级结果与HVI测试品级结果数值相近，20批样品中结果完全相同的有10批，级差为半级的有9批，根据相关检测标准规定，级差半级为标准误差，因此两种方法的测试结果有95%在误差范围以内。只有批号为19的印度棉级差较大，达到了一级半，通过对这只样品进行复验，发现样品中杂质含量较多，分布不均匀，部分叶屑杂质面积较大，HVI测量位置的选取将大大影响最终的结果。
3.3.2 方法分析
HVI测试棉花的品级是通过其色泽情况和含杂情况综合评定的结果。通过HVI仪器分别测得反射率、黄度和含杂率，然后由人工对数据进行一定的组合，得到最终的结果。HVI测试棉花品级相比传统的目测法有以下优点：
1）快速性。HVI有两个最重要的特点，一是检测速度快，二是数据全面。HVI进行一次颜色/杂质单项测试的时间仅为10s左右，在光学模块接收到被棉花反射回的光线的同时，运算结果已出现在电脑屏幕上，这是人工所不能达到的速度。
2）无特别条件限制。人工目光测试棉花品级对光线的要求较高，采用自然光检测的实验室在下雨阴天的情况下基本不能进行测试。而HVI测试采用的是反射光原理，光源属于仪器的一部分，不会产生大的变异，因此其适合在任何外部条件下执行检测。
3）误差较小。由于人体机能原因，目光定级在检测人员疲劳的情况下容易产生主观误差，而且由人眼辨认杂质数目往往会产生偏差。而HVI测试则完全不用担心这种情况，仪器完全按照固定程序运行，很难产生误差，客观存在的数据更具有说服力。
4 结论
（1）相比人工分级，HVI品级测试具备速度快、误差小、设限少等优点，在效率上有较大的提高。
（2）HVI测试颜色/杂质的窗体较小，在对大面积的棉花样品进行等级评定时，杂质较多、分布不均匀的棉样的结果容易产生误差。
（3）如果利用 HVI进行棉花品级检验，检验的对象应为外观表现较为均匀的棉花，这样可以提高检测效率。而对于部位差异较大的棉花，如低等级印度棉和巴基斯坦棉，在进行品级测试时尽量以人工分级为主。
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（作者单位：山东出入境检验检***局）
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