HVI与烘箱法测定棉花回潮率的差异分析

HVI与烘箱法测定棉花回潮率的差异分析作者：王铭耿向阳曲京武
来源：《中国纤检》2011年第01期
摘要：
本文探索了HVI测试回潮率的方法，分析了利用HVI测试仪测试棉花回潮率的方法与传统测试法——烘箱法之间的差异，旨在寻找出一种更为简便的回潮率测试方法。

通过分析表明，利用HVI测试仪测试棉花回潮率相比烘箱法更为方便实用，是一种值得推广使用的新方法。

关键词：回潮率；烘箱法；HVI法
1影响棉花回潮率的因素
影响棉花回潮率的因素主要分为内部和外部两方面。

影响棉花回潮率的内部因素是指棉花本身的微观结构。

棉花是一种纤维素纤维，纤维素大分子上带有相当数量的亲水基团，对水分子具有相当的吸附力。

同时，棉纤维中由于纤维素分子链排列不匀，存在着结晶区和非结晶区，非结晶区的分子排列紊乱，有利于水分子的进入。

还有一个因素是纤维素的伴生物具有一定的吸水性。

这些都是影响棉花回潮率的内部因素。

影响棉花回潮率的外部因素是棉花的放置环境和放置方式。

不同的温湿度环境里，棉花达到吸放湿平衡后的回潮率是不同的。

而过于紧密的放置方式会影响到棉纤维的水分吸收。

同时，不同密度的棉花的吸水能力大小也不相同。

2两种方法的测试原理及特点
2.1烘箱法测试原理
称量一定量的棉花试样，置于一定温度的电热烘箱内烘干，使试样中的水分蒸发，直到试样达到恒重，从原始质量和烘干质量的差异计算出棉花的回潮率。

其特点是根据棉花回潮率定义的公式分别测试出棉花所含水分的质量与试样的干重，然后进行计算，直接得出棉纤维的回
潮率。

这种方法有受环境因素影响小、测试结果准确稳定的优点，但缺点是试验时间较长、能耗大、工作效率比较低。

2.2HVI法测试原理
通过HVI仪器中的水分感应元件与测试棉花的实际接触，将试样含水情况以数值形式传送到水分测试运算单元，由运算单元综合差异系数等得出最终的回潮率数值。

其特点是整个过程由电脑运算，这种方法具有试验快、步骤少、节省人力和效率高的优点，但由于水分感应元件的大小有限，这种方法测出的往往是一部分棉样的回潮率，需进行多次试验平均后方能得出较为准确的结果。

3计算方法
3.1烘箱法
S=（G－G0）/G0×100% （1）
式中：S——烘箱法测得的回潮率，%；
G——烘箱法测得的试样湿重，g；
G0——烘箱法测得的试样干重，g。

3.2HVI法
3.2.1试样回潮率
从HVI电脑显示上可以直接读出每次棉样测试的回潮率读数Ni(i为试验次数，i =1，2，…n)。

3.2.2平均回潮率
式中：T——HVI法测得的回潮率，%；
Ti——HVI法测得第 i个试样的回潮率，%；
n——HVI法测试此样品的次数。

HVI测得的回潮率数值有效数位为小数点后一位，平均结果T保存有效数位之小数点后两位。

4试验
4.1试验设备
烘箱法所用仪器为Y802A型八篮烘箱；HVI法所用仪器为M- 1000型HVI。

4.2试验方法
选取不同性质的20批棉花进行比对测试，保证每批棉花重量不低于2kg，将每批棉花分为重量相同的两等分，分别用作烘箱和HVI测试。

将进行两种试验的棉花试样置于同样的温湿度条件下，同一批次的棉花同时进行测试，减少因环境变化带来的误差。

（1）烘箱法
按照GB/T 6102.1—2006《原棉回潮率测试法烘箱法》要求，称取8份50g的棉花样品，适当加以开松后，依次放入烘箱的8个转篮。

开启烘箱，进行测试。

每隔一定的时间对样品进行称重一次，直到样品重量不再发生变化，达到恒重状态。

通过用链条天平称量记录下样品的恒重G0。

分别计算每个转篮中样品的回潮率，以8个转篮中样品的平均回潮率作为烘箱法测试的样品的最终回潮率。

（2）HVI法
选择HVI模块测试中的长/强模块程序进行测试，测试过程依照GB/T 20392—2006《HVI 棉纤维物理性能试验方法》的要求进行。

从样品中取出两份20g左右的棉花，分别放入HVI 仪器的两个取样器进行测试，电脑将取两个数值的平均结果作为本次试验的最终结果。

取出测试完毕样品，另取不同部位的棉花进行测试。

重复上述步骤10次，将10次试验得到的回潮率数值平均后，即为利用HVI法测得的样品的最终回潮率。

5结果处理
5.1数据分析方法
完成所有20批棉样的测试后，得出20批样品的回潮率数据。

在平面直角坐标系上将这些数值以数据点的形式呈现，观察其分布趋势，可以看出数据呈直线分布趋势，因此可以用一元线性回归法进行分析。

5.2计算公式
以S为变量x，T为变量y，依据直线回归原则，两者之间的关系应表现为：
y=a+bx
a——常数项；
b——回归系数。

根据以上20批棉样的回潮率测试结果进行计算，可以得到直线回归方程：
y=0.05+0.99x
5.3统计分析
式中r为两个变量的相关系数，运算可得r =0.9937。

当自由度n–2=18，在显著水平α=0.05时，利用相关系数检验法进行检验，rα=0.4174。

r =0.9937> rα，说明烘箱法和HVI法所得到的回潮率结果呈现显著相关，所求得的直线回归方程有实际意义。

6结论和建议
(1)通过分析，利用HVI法测得的回潮率结果与烘箱法测得的回潮率结果无显著差异，二者之间的关系可以通过直线回归方程来体现。

因此，在实际检测工作中推广使用HVI法测试棉花回潮率是可行的。

(2)与烘箱法相比，利用HVI法测试棉花回潮率更为简便快捷。

通过烘箱法测试一批棉样回潮率的时间大约为90分钟，而HVI法测试一次棉样的时间只有30秒，测试10次所花的时间也仅仅为5分钟左右，可以说大大提高了效率。

(3)由于HVI测试得到的回潮率结果的有效数位仅为小数点后一位，而GB/T 6012.1—2006《原棉回潮率测试法烘箱法》中要求回潮率的有效数值保存至小数点后两位，因此增加试验次数取其平均值作为最终结果。

(4)使用HVI法测定棉花回潮率，应在日常注意对HVI仪器的清洁保养，特别是对水分感应元件和水分电路板的保养，保证其处于最佳工作状态。

参考文献：
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[4]GB/T 6102.1—2006《原棉回潮率试验方法烘箱法》[S].
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(作者单位：山东出入境检验检疫技术中心)。