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摘要：棉花是一项关乎国民经济的战略资源，也是纤维纺织的重要材料，特别是当前社会环境中，社会需要大量的口罩，更加彰显了棉花的重要性，因此就应做好对于棉花纤维检验技术的掌握及对检验结果的质量控制。基于此，本文从保证棉花纤维检验质量的意义出发，提出了当下的智能检测系统、多光谱检测技术、机遇Matlab算法的检测技术等，并探讨了棉花纤维质量监督管理的方式，希望为有关部门提供参考。

关键词：棉花;纤维检测;高新技术;质量控制

引言：我国是棉花生产大国，也是棉花消费大国，而当前时代下，更应提升我国棉花纤维检验方面的技术，并做好对于检测结果的质量控制与监督管理，从而满足社会需求，促进棉花的品种改良，提升我国棉花种植户的收入，拥有着较大的现实意义，因此就应对当下棉花的纤维检测技术进行深入研究，并通过合理的质量控制方式，提升检测结果的准确性。

一、保证棉花纤维检验质量的意义

我国在棉花的种植产量、设备、药物等方面均进行了大量投入，但真正影响社会效益的还是棉花的产值，且随着人们物质生活的不断改善，生活中对于棉花的需求也在提高，在加速棉花产量的同时，就应通过纤维检验技术提高棉花产业整体的技术水平。棉花纤维检验质量还直接关系到纺织行业的发展，作为一项基础原材料，棉花可以为纺织行业的发展提供原动力，这就更加需要对棉花的纤维检验技术进行创新，且随着棉花交易市场的规范，也可以一定程度上推动我国棉花产业的发展，促进对于棉花检验技术与设备的改善，切实提升棉花产值，最终对棉花产业的总体业务造成促进作用。同时，通过对棉花纤维检测质量的有效控制，还可以提升检测结果的准确性，也有助于将棉花纤维检验推广到棉花产业的各个方面，提升棉花总产值，不断推动我国棉花产业的发展。

二、棉花纤维检验技术

棉花是我国的重要材料，因此棉花总会经历较为复杂的产业加工链条，例如从收获、到包装、到运输、到销售等各项流程，而在各项流程中很容易由于外界因素或人为因素等，让棉花纤维内部混入异常纤维，从而对棉花本身的品质造成影响，若使用具有异常纤维的棉花进行纺织，就很容易出现一整批布料或面料上呈现一条常常的不规则线条，降低其品质。而新时代下，人工分拣的方式难以保证效率及质量，已经渐渐被淘汰，当前可分别从棉花的内部颗粒纤维构造、棉花光谱呈现、棉花外在性状等进行检测，从而强化棉花的品质[1]。

（一）超声波智能检测

棉花纤维检测工作中的超声波智能检测可通过单片机分析超声波在棉花不同纤维中传播的回波信号进行测验，判定棉花中是否存在异性纤维，超声波测距模块在进行检测中，会向单片机传回一定脉宽的高电平信号，通过分析该信号的持续时间，并结合声速通过计算进行转换，即可测定棉花中纤维的间距，同时超声波穿透性较强，可以穿透棉花，而含有异性纤维的棉花相比于不含有异性纤维的棉花内部间距要小，因此在棉花中含有异性纤维时，单片机便可测定返回的高电平脉宽与不含有异性纤维棉花的高电平脉宽的差值，从而分析指出盖棉花样本中的纤维含量及纤维构造，若超声波探头反射信号较强，则可测定出该样本内含有异性纤维，一般可通过：

其中可代表棉花内部的纤维指数，代表计数器数值，同时也是超声波传输回来的声速，是溢出标志位数值，指经过温度补偿后的声速，通过测定声波的传输速度及传输信号的增减，对棉花内部的纤维情况进行判定，并通过补偿温度影响的声速进行内部距离测算，得到较为精准的棉花纤维情况。

（二）多光谱检测技术

棉花在运输、摊晒等过程中很容易受到环境的影响而混入异性纤维，其中包括塑料膜、毛发等，很容易降低棉花的产值与质量，因此除了可通过智能检测系统运用超声波进行检测外，还可以通过光谱检测技术进行检测，利用异性纤维在不同波段下的光谱特征，将棉花内混入的异性纤维直观地通过色差、灰度、光形态等方式呈现，更利于检测。

棉花纤维属于纤维素，而纤维中化学成分、分子结构等均有差异，光谱分析法则是可通过分子结构方面的差异进行探测，由于光谱辐射可以在微观方面对粒子状态进行调整，在通过光谱照射纤维时，纤维内的分子状态就会发生改变，且不同纤维对于能量的吸收也有所差异，光谱的反射状态也不一样，因此通过光谱成像便可以直观进行反应，可通过：

其中棉花纤维内纤维灰度会随着光谱波长的变化发生改变，且检测中，由于纤维种类较多，每种纤维又拥有不同的光谱波长，因此可导入离散波段中，为此可测定光谱中的最佳频段，利用图像融合算法将光谱图像进行合并，获得单幅纤维特征图像，从而直观地展现清晰的棉花内部纤维情况，拥有较高的效率[2]。

（三）基于Matlab算法的检测技术

在棉花纤维的检测中，还可通过Matlab智能系统进行检测，该检测系统通过高分辨率的CCD摄像机检测传送带上的棉花样本，并将采集到的信号输送到计算机处理系统中，通过图像处理技术与识别技术进行分析，直接定位到棉花内蕴含的异性纤维，再通过计算传送带的延时，通过控制装置上的高压气枪将异性纤维抽出，既可以进行纤维情况的检测，也可以剔除出不良纤维。

其中CCD摄像机在上传图片后，还会由于设备外部环境受到干扰，例如噪声、信号等，使其降低图像品质，因此还应搭配降噪滤波功能，增强图像质量，同时还应配合边缘检测算法，也就是Matlab算法，可以通过该算法，将目标棉花样本的边界进行标记，并与另一个特征区域进行划分，例如可以计算纤维灰度、颜色、纹理特征等，标记棉花内异常纤维，与普通纤维区分开，其中就需要系统通过CCD摄像机所给出的图像中，高速运转系统资料库，并统计照片中棉花纤维的特征，与数据库内的资料进行匹配度分析，若发现属于异常纤维，就可以对其标记，再通过高压气枪进行剔除，既可以起到检测效果，又可以起到剔除效果，保障棉花的质量。

三、影响棉花纤维检验质量的因素

（一）棉花收购因素

我国棉花的种植以散户为主，就算大型的棉花厂商也是通过收购散户的棉花进行生产，为此也难以保证棉花种植户的种植质量，这些从散户受众收购的棉花在质量上具有较大的差异，棉花质量参差不齐，厂商很容易收购到质量较差的棉花而影响生产质量，从而导致棉花中蕴含的杂质较多。其次很多棉花种植散户在棉花的回收处理中也有区别，一些种植面积较大的散户，可通过机械的方式进行回收，而种植区域较小的则通过人工的方式采摘，很容易出现质量问题。最后很多散户在保存棉花的过程中，也会出现在露天环境保存棉花的情况，很容易导致棉花沾染灰尘或落叶，出现更多的杂质，而也有些散户通过编织袋进行保存，这就加大了棉花受到鼠害、蚁害的几率，大幅度降低棉花的质量，让棉花频繁出现脏污的情况。

（二）工厂生产因素

很多厂商在棉花的生产中，由于前期从散户手中收购了不同质量的棉花，虽然工厂自身会经过多层检验工作，但依然会由于工人素质不足或操作手段不当的问题，而导致棉花出现更多的质量问题，通常棉花的质量问题若不通过专业仪器检验，仅凭借肉眼观看是难以察觉的，普遍都具备隐蔽性，为此再加上棉花的生产中，由于棉花的在加工与制造过程中的复杂环节，工作人员出现操作失误等情况，就很容易导致棉花在厂商手中发生更多的污染，特别是很多厂商还不具备安全防护措施，棉花在厂商中还会受到火灾的影响，造成大量的损失，为此工厂的生产因素也是导致棉花质量出现问题的重要因素之一，对于棉花的纤维检验提出了较高的挑战。

四、棉花纤维检验质量监督管理方式

（一）合理控制检验流程

各项对于棉花纤维的检测技术中，都会涉及较为繁杂的工序，但每个工序又联系密切，一旦某一环节出现问题，就很容易对整体检验结果造成影响，因此为把控检结果的准确性，应对检测环节进行一定的监管，避免漏检或环节出错等现象发生。

条码是当前我国社会中的常用工具，可以通过小图案反映各项信息，而在检测过程中，也可以运用条码，例如在每个环节验证样品条码，可将样品条码加载棉花样本中间部位，避免棉花飘落而丢失，而在摄像机检测方式中，可将棉花固定在条码上，避免影响摄像，确保检测环节的质量。而检验过程中还会面临网络掉线、数据传输失误等问题，造成漏检或漏记的情况，为此通过每一步的样本条码检验记录，就可以通过系统对未加检测的样本重新抽取再进行检测，确保每一个检测环节的正确性与可行性，做好质量控制[3]。

（二）优化棉花筛选工序

在棉花纤维检验过程中，应优化棉花的筛选工序，确保筛选工序符合我国棉花检验标准，这其中应包括棉花的生产与采摘环节，首先对于准备检验的棉花应依据种类充分做好烘干或加湿处理，同时做好清理工作，降低棉籽的杂质，其次在送检前，应对不孕籽等进行回收处理，或将单位体积重量过小的松散棉花进行清理，从源头上提高棉花质量，降低棉花纤维在检测过程中的杂质，以及对检测结果的影响，提升检验质量。

同时棉花样本在送检时，也应通过专业检验人员进行抽取，厂商不可自行抽取，避免对检测造成影响，检测人员应遵循我国2016年《国家储备棉纶出公证检验办法》的相关规定，并按每批次100%进行取样，还应注意在取样时，仓库内的棉花应进行随机抽查，并确保样品棉花与扦样扣棉花的一致性，还应对交割棉取样部位的棉包切口进行检验，按照国家标准控制切口深度，再贴上相应的条形验证码，保证不同批次的棉花样本不混到一个袋内。

（三）保持实验室环境的稳定

在棉花检测工作中，检测结果的准确性还会被实验室的环境所影响。空气中的水分子及温度等很容易让棉花纤维产生波动，影响其恒定的长度与强度系数等，一次你一般棉花检测实验室的室内温度应控制在18℃～22℃之间，相对湿度应控制在63%～67%之间，且稳定的实验室环境中，空气中水分子的含量也相对稳定，还可以对棉花纤维的吸湿与放湿效果提供保障，降低棉花受到不规律环境的影响，特别是可以确保棉花内部纤维长度与强度的稳定，降低摄像等环节中的误差。

另外，棉花在检测前还应进行回潮率测试，应保证棉花样本的回潮率不超过6.5%，保持样本内部的平衡，让棉花处于放湿状态，有效达到内部纤维的干湿平衡，同时还可以确保只有纤维大分子才可以与水分子结合达到饱和，让棉花样本的测试结果更趋近真实值，提升检测结果的准确性。

（四）做好仪器设备的维护管理

当前对于棉花纤维的检测工作普遍都放弃了人工分拣，转而变成了效率与质量更高的机器检测，例如光谱仪、单片机、超声波仪器、CCD摄像机等，大幅度提升了检测数值的准确性，但同时机器也拥有使用寿命，且随着使用还会出现故障，因此为了确保棉花检测结果的精准度，就应及时对检测设备及检测仪器进行维护与检修。

当下各个棉花实验室应出具专门的管理条例，应规定定时检修设备与仪器的期限，且应在每年的棉花生产旺季增加维护次数，全面确保设备与仪器使用的稳定性与精准性，及时修复或更换设备内部的受损零件，排除故障隐患。另外实验室也应出具完善的设备维修检测记录，并根据仪器设备的种类分类进行维护管理，例如针对空调系统、电力供给等环境的设备，光谱仪、单片机等检测设备，确保棉花检测设备的平稳运行，且实验室还应常备备用设备，以便在机器检修时也可以进行工作，提高整体工作的运作效率。

（五）加强检验人员培训管理

检测人员是检测工作的核心所在，但当前很多实验室都由于采用了全智能化检测设备，而忽略了对于检测人员的专业能力要求，甚至很多实验室在棉花生产旺季，由于人手问题还聘用了社会人员，其专业能力与文化水平参差不齐，且不具备把控棉花检测质量的责任心，难以短时间认识到棉花检测工作的各项要点，例如样品断面应紧贴在取样器圆孔处、颜色样品必须完全覆盖透光面、样品必须完全放入检测器皿内等，因此也难以保证棉花检测工作的质量[4]。

为此各实验室都应加强对于检测人员的聘用条件与素质的提升，不可由于人员不足就降低准入门槛，避免操作人员不具备基础的责任及操作意识，且对于日常工作人员，也应进行培训工作，提升其对于各项新技术、新知识的掌握，并可熟练运用各项新设备、新仪器等，营造一个有序且重质量的棉花检测环境，真切提升棉花检测质量。

结语：总而言之，棉花纤维的检测工作关乎着我国棉花产业的发展，有着极为重要的作用，当下主要可通过纤维光谱检测、超声波智能检测、Matlab算法检测等方式进行棉花纤维的检测，为提升检测质量，应合理控制检验流程、保持实验室环境的稳定、及时做好仪器设备维护、提升检测人员素质等确保检测结果的质量，促进我国社会与棉花产业的发展。

参考文献：

[1]武雪. 棉花异性纤维含量的有效检验技术分析[J]. 纺织报告，2022，41（02）：18-20.

[2]何阳. 探索当下棉花纤维检验技术及质量监督管理[J]. 中国纤检，2021，（11）：35-36.

[3]刘冰欣. 棉花纤维品质和异性纤维含量检验技术探讨[J]. 化纤与纺织技术，2021，50（06）：80-81.

[4]王爱英，张乐柱. 棉纤维检验技术在棉花产业中的应用分析[J]. 中国纤检，2021，（05）：71-72.

作者简介：张静雯，性别：女，民族：回族，籍贯：新疆玛纳斯，出生年月：1976年4月出生，本科学历，职称：中级工程师，主要研究方法：棉花、纺织品检验检测和行政执法等。