泰州HVI棉花检验实验室2008年度末在进行棉花大包检测时，系统测试双面包较多，出现率高达20%以上，主要表现为强度双面包，其次表现为长度双面包，严重影响测试的效率和准确性。我们根据有关检修规程停止测试并进行了维修保养。现将维修中一些经验加以总结，以供同仁们商榷。

1故障现象及检查

    （1）系统测试时，双面包出现较多，其强度双面包约占80%，长度双面包约占20%。见图1。

图1 系统测试结果

    （2）长/强校准和长/强验收测试较难通过。原因主要是强度均值和标准差指标超过允差范围；其次是长度均值和标准差超过允差范围。

    （3）在模块状态下，测试任意棉样样品20次时，长度和比强度标准差均表现异常，说明测试数据离散性较大，尤其以比强度标准差偏大高达1.5至2.2左右。见图2。

图2 长度/强度模块测试图

    维护人员根据上述现象进行了进一步检查测试及调整。

    a）检查了梳夹与梳齿、梳夹与毛刷台、梳夹与测量台的隔距均设置正常，分别为0.025英寸、0.040英寸、0.030英寸；

    b）分别进入“轨道马达”、“测强度马达”菜单，对梳夹与取样器、毛刷台、测量台相对位置进行重新检查，并对夹钳隔距1/8英寸也进行了重新设置，将夹钳气压力重新调整至3.0 bar（3×10⁵Pa）。并从“测强度马达”的界面上观察到强力传感器的电压值在正常范围之内，表明力传感器正常；

    c)进入“测长度马达”菜单，测试马达前进、后退电流均在30mA以下为正常值；

    d)进入“调整光学零点”菜单，对光学零点进行了重新设置调整，均达到规定的要求。

    e)最后，进入“长/强分步测试”菜单。左右梳夹的两个照影曲线正常，且重合性尚好，但左右梳夹的力—应变曲线波峰相差很大，见图3。

图3  力-应变曲线图

    说明左右梳夹的拉断应力相差很大，因而根据光通量所折合的断裂比强度相差很大。

 2故障分析

    HVI棉测仪长度测量，是利用纤维照影曲线计算得出的。其原理与我国早期生产的光电长度仪有相似之处。照影曲线是根据透过纤维的光强度与纤维束截面积成一定的相关性原理而描绘出来的。具体讲：当梳夹移到测量台相对位置时，测量台随着智能马达的推动而缓缓向棉纤维须丛移动，此时棉纤维进入测量台内的数量（纤维的根数或者截面积）由0逐步增加，而此时下面的发光二极管所发出的光源经透镜玻璃由下而上照射的光强度因纤维数量的增加而渐渐减弱，即模拟板上所接受的光强度因纤维数量的增加而渐渐减弱。这就得到有一函数关系的两个物理量，一个是测量台移动的距离；一个是模拟板接受的光强度这个物理量（电流或电压），后一个物理量可以理解为光通量。因此三者存在一定的关系：测量台移动的距离——纤维数量（纤维的根数或者截面积）——光通量。因而只要测量台平滑地移动，软件会自动采集99个足够的测量点位，并测出各点相对应的光通量，从而描绘出一支平滑下降的正常纤维照影曲线图。如果测量台移动时阻力较大，软件采集不到足够的点位，软件就会自动出现“照影曲线有问题”。我们以棉纤维刚进入透镜玻璃前的光通量为100%，那么随着测量台移动所采集的其它各点的光通量均是相对于此点的光通量，我们称之为相对光通量。根据美国赫脱尔照影曲线的理论，横坐标表示：纤维须丛的长度（与测量台移动的距离相关）；纵坐标表示：纤维重量的百分比（与相对光通量有关）。由于照影曲线采用的是相对光通量，因此只要能描绘出足够点位的照影曲线来，根据赫脱尔有关理论就可以求出纤维须丛的各种长度值。如图4。

图4  长纤维照影曲线图

    纤维照影曲线表明：纤维长度（测量台移动的距离）与纤维重量百分比（相对光通量）成一定比例关系。测量台移动的距离，纤维进入透镜的重量、相对光通量三者呈一定比例关系。

    HVI棉测仪强度测量，是拉断应力随移动距离而变化得出力—应变曲线图计算出来的如图3所示。力—应变曲线表明：前夹钳不动，而后夹钳向后移动的距离与棉纤维承受的应力二者之间的关系。由于我们要求的是棉纤维断裂比强度，断裂比强度指标是纤维断裂时每单位线密度上所承受的力。因而断裂比强度应该是与纤维数量无关的物理指标，所以要求出正确的断裂比强度既要测出拉断时的强力还要测出拉断处纤维的数量以及线密度。

    拉断时纤维的数量是由断裂处的位置的光学量求得的，这里必须要校准好透镜到断裂点的距离，否则断裂比强度值将由不正确的纤维量计算得到。而纤维的线密度值由马克隆测试所得。因此，影响断裂比强度指标不仅与拉断器（影响强力的测试）有关而且与断裂处的光通量及马克隆值有关。

如下为影响断裂比强度的因素：

    1）透镜到断裂点的距离——影响断裂比强度标准差。

    2）透镜玻璃——影响照影曲线，从而影响断裂处纤维量的测试值。

    3）马克隆值的测试——影响棉纤维的线密度的值。

    4）力传感器——它是将拉断应力转为电信号的传感器，直接影响拉力的测试值。

    5）夹钳间的隔距1/8英寸——1/8英寸处所测试的棉纤维断裂比强度与成纱强力有很好相关性。

    6）施加于夹钳的气压——应为3.0bar（3×10⁵Pa）。过大或过小均不利于拉伸，且影响应力应变曲线。

    7）光学零点调整——影响绝对光通量的测试。

    8）使用的滤光片调整增益——影响绝对光通量的测试。

3 故障排除

    经过上述分析，确认造成双面包的故障锁定在拉断器的部分。因此，我们重点将测量台进行一一拆卸，在拆卸时对每一个零件进行检查，发现透镜玻璃上有细小的裂纹。细小的裂纹造成光线的折射，从而影响纤维照影曲线，由于纤维照影曲线是根据相对光通量描绘的，但绝对光通量却发生了变化。虽然长度测量影响不大，但对拉断时绝对光通量的测量影响较大，从而影响棉纤维的数量的测量，进而影响断裂比强度的测量值。这就是在系统测试时，常出现长度、强度双面包且以强度双面包为主的原因所在。

    我们将已损坏的透镜玻璃拆卸，用新的透镜玻璃进行了更换，并重新安装调试好。在模块测试下，长度标准差为0.4以下，强度标准差为1.2以下；在系统测试下，无论长度，或者强度双面包现象均不见了。

4维修总结

    1）分析问题、解决问题要学会抓住主要矛盾，次要矛盾往往会迎忍而解。在本文出现的双面包中，断裂比强度双面包占80%；长度双面包占20%。集中精力抓住了断裂比强度这一主要矛盾来分析原因，进行解决。解决了这一主要问题，长度双面包也随之解决了。

    2）一个问题往往可能由于多种原因影响造成的。这时我们要进行一一排查，最终锁定故障现象的原因。如本文影响断裂比强度测试的原因大致有8种。我们通过测试检查，排除了一些可能的原因，从而缩小排查的范围，使得问题尽快解决。

    3）不满足于某一故障的排除，而要从故障的出现、分析、排除的全过程进行认真总结，才能使我们的实际维修经验不断提高，才能为棉花新体制改革做好维护保养工作。

（中国纤检 吉汝金）