原棉短纤维率标样验证试验分析研究报告——第二部分：原棉短纤维率标样的验证试验分析

为助力解决国产棉花中短纤维率质量水平与纺织行业需求不匹配的问题，促进国棉质量提升，以GB/T 35931—2018《棉纤维棉结和短纤维率测试方法 光电法》发布为契机，2018年中国纤维质量监测中心组织开展了第一轮棉花短纤维率风险监测专项行动。

为了进一步提升棉花短纤维率风险监测相关测试数据的可靠性，根据中国纤维质量监测中心的工作安排，河北省纤维检验局开发了10种原棉短纤标样（罗拉法赋值），并邀请3家不同原棉短纤维率仪器生产企业，对原棉短纤标样进行了验证试验，用于验证不同原棉短纤维率测试仪器的测试精度，本文重点介绍原棉短纤维率标样的验证试验情况。

本文短纤维率指标统称为12mm 短纤维率（质量）、16mm 短纤维率（质量）。

1 基本情况

1.1 原棉短纤标样研制

为了进一步增强原棉短纤维率风险监测数据的可靠性和准确度，应中国纤维质量监测中心要求，河北省纤维检验局组织开发了10种原棉短纤维标样（罗拉法），见表1所示。

表1 原棉短纤维率标样汇总（罗拉法）

1.2 检测依据、检测仪器及技术指标

1.2.1 产品标准

GB 1103.1—2012《棉花 第1部分：锯齿加工细绒棉》[1]。

1.2.2 方法标准

GB/T 6097—2012《棉纤维试验取样方法》[2]；

GB/T 6098—2018《棉纤维长度试验方法 罗拉式分析仪法》[3]；

GB/T 35931—2018《棉纤维棉结和短纤维率测试方法光电法》[4]。

1.2.3 测试仪器

Y111 罗拉式纤维长度分析仪 ；

XJ129L棉结和短绒测试仪（陕西长岭纺电） ；

aQqura 棉结和短绒测试仪（普瑞美） ；

KX111 纤维长度分析仪（上海康信）。

1.2.4 技术指标

测试指标包括：12mm 短纤维率（质量）、16mm 短纤维率（质量）。

2 原棉短纤标样验证数据分析

2.1 原棉短纤标样验证数据

表2所示为应用3种不同原棉短纤维率测试仪器测试10种原棉短纤标样的数据汇总。

图1所示为不同仪器测试原棉短纤标样12mm短纤维率（质量）分布情况，图2所示为不同仪器测试原棉短纤标样16mm短纤维率（质量）分布情况。

图1 不同仪器测试原棉短纤标样12mm短纤维率（质量）分布情况

图2 不同仪器测试原棉短纤标样16mm短纤维率（质量）分布情况

2.2 16mm短纤维率（质量）指标分析

2.2.1 Y111罗拉法与光电法（XJ129L、KX111、aQura）相关性分析

2.2.1.1 Y111罗拉法与XJ129L

表3所示为Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分析汇总。从表3可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与XJ129L线性相关决定系数由0.896提高至0.953，回归标准差由1.66降低至1.09；去除标样E1后，Y111罗拉法与XJ129L线性相关决定系数由0.896提高至0.926，回归标准差由1.66降低至1.10。

图3 所示为Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分布情况

2.2.1.2 Y111罗拉法与aQura

表4所示为Y111罗拉法与aQura线性相关性分析汇总。从表4可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与aQura线性相关决定系数由0.766微调至0.762，回归标准差由2.49微调至2.45，变化不大；去除标样E1后，Y111罗拉法与aQura线性相关决定系数由0.766提高至0.813，回归标准差由2.49降低至1.74。

表2 原棉短纤维率标样测试数据汇总[短纤维率（质量）] %

表3 Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分析（16mm）

表4 Y111罗拉法与aQura线性相关性分析（16mm）

图4所示为Y111罗拉法与aQura线性相关性分布情况，从中可知，10个标样错位现象比较严重，C1甚至偏离到（A1、A2、A3）与（B1、B2）之间。

2.2.1.3 Y111罗拉法与KX111

表5所示为Y111罗拉法与KX111线性相关性分析汇总。从表5可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与KX111线性相关决定系数由0.666提高至0.851，回归标准差由2.97降低至1.94；去除标样E1后，Y111罗拉法与KX111线性相关决定系数由0.666提高至0.788，回归标准差由2.97降低至1.86。图5为Y111罗拉法与KX111线性相关性分布情况。

表5 Y111罗拉法与KX111线性相关性分析（16mm）

图4 Y111罗拉法与aQura线性相关性分布情况（16mm）

图5 Y111罗拉法与KX111线性相关性分布情况

2.2.2 光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性分析

表6所示为光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性分析汇总。从表6可知，光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性决定系数均大于0.9，高于Y111罗拉法与光电法之间线性相关决定系数。图6为光电法XJ129L、aQura、KX111之间16mm短纤维率（质量）相关性分布情况。

图6 光电法XJ129L、aQura、KX111之间16mm短纤维率（质量）相关性分布情况

2.3 12mm短纤维率指标分析

2.3.1 Y111罗拉法与光电法（XJ129L、KX111、aQura）相关性分析

2.3.1.1 Y111l罗拉法与XJ129L

表7所示为Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分析汇总。从表7可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与XJ129L线性相关决定系数由0.875提高至0.959，回归标准差由4.05降低至2.53；去除标样E1后，Y111罗拉法与XJ129L线性相关决定系数由0.875降低至0.841，回归标准差由4.05提高至5.31。

图7所示为Y111罗拉法与XJ129L 12mm短纤维率（质量）指标线性相关性分布情况。

图7 Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分布情况（12mm）

2.3.1.2 Y111罗拉法与aQura

表8所示为Y111与aQura线性相关性分析汇总。从表8可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与aQura线性相关决定系数由0.637提高至0.659，回归标准差由4.42提高至6.83；去除标样E1后，Y111罗拉法与aQura线性相关决定系数由0.637提高至0.669，回归标准差由4.42提高至5.58。

表6 XJ129L、aQura 、KX111之间相关性分析（16mm）

表7 Y111罗拉法与XJ129L线性相关性分析（12mm）

表8 Y111罗拉法与aQura线性相关性分析（12mm）

图8所示为Y111罗拉法与aQura 12mm短纤维率（质量）指标线性相关性分布情况，从图中可知，10个标样错位现象比较严重，C1甚至偏离到（A1、A2、A3）与（B1、B2）之间。

图8 Y111罗拉法与aQura线性相关性分布情况（12mm）

2.3.1.3 Y111罗拉法与KX111

表9所示为Y111罗拉法与KX111线性相关性分析汇总。从表9可知，去除标样D1后，Y111罗拉法与KX111线性相关决定系数由0.554提高至0.839，回归标准差由7.62降低至2.98；去除标样E1后，Y111罗拉法与KX111线性相关决定系数由0.554提高至0.583，回归标准差由7.62提高至8.41。

表9 Y111罗拉法与KX111线性相关性分析（12mm）

图9所示为Y111罗拉法与KX111 12mm短纤维率（质量）指标线性相关性分布情况。

2.3.2 光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性分析（12mm）

表10所示为光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性分析汇总。从表10可知，光电法XJ129L、aQura、KX111之间12mm短纤维率（质量）相关性决定系数均大于0.8，高于Y111罗拉法与光电法之间12mm短纤维率（质量）线性相关决定系数。

图9 Y111罗拉法与KX111线性相关性分布情况（12mm）

表10 XJ129L、aQura 、KX111之间相关性分析（12mm）

图10所示为光电法XJ129L、aQura、KX111之间12mm短纤维率（质量）相关性分析。

图10 光电法XJ129L、aQura、KX111之间相关性分布情况（12mm）

3 结论和建议

（1）基于一端平齐试样，罗拉法（Y111）通过分组称重的方式确定试样短纤维率（质量），光电法（XJ29L、aQura、KX111）通过光电照影仪获得试样长度排列图，从而得到试样短纤维率，两种方法从测试原理而言，存在显著差异。

（2）光电法测试数据与罗拉法测试数据线性相关性不是非常理想，其中XJ29L与罗拉法的线性相关性高于其他两种仪器（aQura、KX111）。

（3）3种光电法（XJ29L、aQura、KX111）测试数据之间的相关性高于与罗拉法测试数据之间的线性相关性。

（4）10种原棉短纤标样（罗拉法赋值）中D1与E1样品，在光电法测试仪器上均存在倒挂现象，即光电法16mm短纤维率（质量）D1测试数据大于E1，与罗拉法测试数据相反，C1样品除了在XJ29L之外，在aQura、KX111也存在不同程度的倒挂现象。

（5）光电法（XJ29L、aQura、KX111），D1与E1样品测试数据存在异常状况，即偏离线性范围程度较为严重；对于16mm短纤维率（质量），E1样品在XJ29L、aQura偏离线性范围较为严重，D1样品在KX111偏离线性范围较为严重；对于12mm短纤维率（质量），E1样品在XJ29L、KX111偏离线性范围较为严重，D1样品在aQura偏离线性范围较为严重。

（6）建议通过业务样品（30～50批次），进一步研究罗拉法与光电法测试数据的相关性，从而确定光电法（XJ29L、aQura、KX111）最优校准模型，最大程度上解决罗拉法与光电法测试数据的一致性。