我国棉花回潮率电测器技术发展综述

■ 张建柱

〔天津市纺织纤维检验所，天津300192〕

我国棉花回潮率电测器技术发展综述

■ 张建柱

〔天津市纺织纤维检验所，天津300192〕

棉花回潮率不但影响加工质量和存储安全，也是我国现阶段棉花贸易中重要的重量结算依据。测定棉花回潮率的方法主要有离线式和在线式两种方式。其中，离线式方式目前被广泛应用于棉花收购、加工生产、棉花储运和纺织生产过程。本文回顾了电测器的几个主要发展阶段，重点介绍了新型电测器的结构和技术特点。

棉花回潮率；测定技术；发展过程；新型电测器

1 前言

在我国，几十年来一直以准重做为棉花的结算重量，其中，棉花回潮率又是进行棉花贸易结算的重要依据，影响着交易双方的经济利益，不论是在籽棉交售结算环节还是在皮棉贸易结算环节，回潮率都是贸易双方关注的焦点。为了做到公平结算，国家相关部门历来十分重视棉花回潮率的测定工作，“原棉水分测定仪”一直以来被列入国家强制计量检定仪器设备目录，产品制造单位必须申请办理《计量器具制造许可证》。

从20世纪50年代开始到现在，一种采用电阻法原理来测量原棉水分的仪器，一直承担着棉花贸易中水分（回潮率）的测量，这就是大家熟知的“原棉回潮率测定仪”（简称电测器）。随着棉花质量检测技术的不断进步，“原棉回潮率测定仪”在结构、性能等方面也在不断改进和提高，已经从最初的指针式发展到现在的微电脑智能式仪器，检测结果数码即时显示并可根据需要进行自动传输。

国家标准GB/T 6102.2-2009《原棉回潮率试验方法 电测器法》，已经从2009年9月1日开始正式实施，国家相关部门为贯彻该标准制定了JJG845-2009《原棉水分测定仪》国家计量检定规程。

在实际工作中，为正确使用原棉回潮率测定仪，做好棉花回潮率的测定工作，有必要对电测器的发展过程做以了解。

2 电测器几个主要发展阶段

解放后，我国用于测定棉花回潮率（过去称为水分）的电测器主要经历了三个发展阶段，每一阶段仪器的结构、电器、面板都有所不同。

2.1 20世纪50～60年代仪器状况

2.1.1 主要结构

木箱加上固定、活动极板，这种结构至今还在被延用。

2.1.2 电气

由多节叠层电池串联，形成测试棉花水分两极板间电压。

2.1.3 面板形式

机械式波段选择开关、满度调节电位器、机械表盘。这时的仪器是与当时基础工业和科技水平相适应的。

2.2 20世纪70～80年代仪器状况

2.2.1 主要结构

木箱加上固定、活动极板，这种结构至今还在被延用。

2.2.2 电气

利用半导体三极管逆变，产生测试棉花水分两极板间电压，另外加上了热敏电阻。

2.2.3 面板形式

机械式波段选择开关、满度调节电位器、机械表盘。

与上一阶段相比，这个阶段仪器的进步主要体现在电器部分。

2.3 20世纪90年代～2009年仪器状况

2.3.1 主要结构

木箱加上固定、活动极板，至今还在被延用。

2.3.2 电气

在上一阶段的基础上，引入了微电脑单片机，测定结果可数码显示，部分机型还同时具备数据输出功能。这个阶段的仪器已初步具备了智能化特点。

2.3.3 面板形式

机械式波段选择开关、满度调节电位器、数字显示。这时的仪器虽然运用了微电脑单片机技术，但如何将微电脑单片机技术应用到最佳状态还存在提升空间。

3 新型电测器主要技术特点

为适应GB 1103-2007《棉花 细绒棉》的实施，根据我国棉花产业新形势发展需求，特别是新疆地区低温状态下传统检测仪器存在飘移的情况，中国纤维检验局于2007年就新型回潮率检测仪研制申请了国家课题，组织国内棉检仪器研制单位联合开展技术攻关和大量试验验证，于2008年研制成功新一代原棉回潮率测定仪—XJ130型电测器。该仪器重新建立了检测数学模型；在参比电路补偿、传感器的选择等方面都作了重大改进；对水份与电阻曲线的描述更为精确。是传统电测器的更新换代产品，解决了传统电测器低温不能测量、温度补偿不准确；回潮率数学模型不准确、分度不科学、非线性问题按线性处理；测试电压等级高、种类多，对制造、使用和准确测量都带来了不便等八个亟待解决的问题，把我国棉花回潮率测试技术提高到了一个新的水平。新型电测器已经于2008/2009棉花年度在全国进行了试用考核，证明仪器性能稳定，测定结果准确，操作方便，满足了我国棉花产业各领域的使用需求。

与传统电测器相比，XJ130型电测器在仪器结构、电器和面板几部分都有较大的改进。

3.1 主要结构

我们知道，干燥的原棉其等效电阻阻值很高，极值可达3.68G之多，因此，对仪器的绝缘指标有很高的要求。前三个阶段的仪器无一例外都采用厚实木板来做成木箱以满足仪器的以上要求。但是在实际使用过程，木箱变型、吸潮、制作尺寸精度保证等诸多问题困扰着仪器制造厂家。

XJ130型电测器的结构箱体，用加强型骨架与铝合金外箱内外两层组合替代了该类仪器用木箱作为壳体的传统工艺。其中，内层由金属钢板组成加强型骨架，外层由铝合金外箱组成，加强型骨架装入铝合金外箱中。除此之外，仪器的测试棉花腔体将原来传统仪器上固定绝缘极板，左、右绝缘侧板，底部绝缘板和压棉玻璃滑行槽，设计成无缝拼接的一体化簸箕状结构装置（注塑件），将仪器的活动极板归入簸箕状结构装置中进行纵向水平前后移动，实施机械加压735N，实现机械加压方式对原棉的密实度控制。这样既解决了金属钢板组成的加强型骨架和测试棉花腔体间的绝缘问题，又解决了仪器在使用过程中，棉纤维残留在仪器测试棉花腔体各绝缘板的拼缝之中而造成极板漏电，影响测量正确性问题；同时，也提高了原棉回潮率测定仪的外观质量，坚固性加强，测量结果受环境影响程度降低，仪器维护周期延长，生产效率提高。

原棉回潮率测定仪机芯总成、电池架总成分别安装在加强型骨架的上部和上部顶侧；板状固定电极安装在一体化簸箕状结构装置的固定绝缘极板上，板状活动电极安装在活动绝缘极板上并与压力器总成的外套筒端面紧固；压力器总成的齿条部分插入推杆压力器支架，压力器推杆支架紧固在加强型骨架下部的底板与后侧板上；将装配完成后的仪器总成装入铝合金外箱 （铝合金外箱左右侧开有供推杆操作压力的孔和供安装电池的长方孔）后紧固。

3.2 电气

为保证测量的正确性，同时提高其工作稳定性，新型电测器充分发挥单片机的智能化功能，将仪器的测量电压升级为稳压装置，同时为仪器今后使用可充电池留下改进余地；注塑一次成形的簸箕状绝缘结构的测试棉花腔体，大大改善了环境湿度变化对测试结果的影响，也避免了测试过程中残留纤维进入极板缝隙内而影响测量的准确性的情况，使传统仪器通常频繁出现的测试棉花腔漏电现象从源头上根除；另外，数字式温度传感器可高精度动态测量实验环境温度，对测定结果进行科学补偿。

3.3 面板形式及操作

丢弃机械操作部件，使用轻触按健操纵仪器，同时为仪器今后运用感应式按键留下余地；配以汉字大屏幕背光显示器，加之高质量语音和电池使用进程显示，极大地方便了仪器操作。

取原棉试样50 g，均匀放入测试原棉腔内，操作左右可选择式推杆加压装置加压，使活动电极板前移压紧原棉，达735 N时自动接通电源开始测试，并对测量的原棉回潮率数值进行非线性补偿修正，再将修正后的数值显示在液晶背光中文显示器上，同时将修正后的数值通过语音电路报出，测试过程完成。

4 结语

XJ130型电测器已通过国家有关部门技术鉴定并取得制造（修理）计量器具许可证，是目前唯一符合国家标准GB/T 6102.2-2009《原棉回潮率试验方法 电测器法》的离线式原棉回潮率测定装置。按照国家主管部门的统一规划，从2009/2010棉花年度开始，将逐步淘汰或升级传统的电测器，推广应用新型电测器，为修订国标GB 1103-2007《棉花 细绒棉》提供技术支撑。在实际应用中，为保证检测结果准确，操作者应遵守仪器操作规程；同时，要定期送检，确保仪器正确的技术状态。