做好HVI质量能力验证实验提高检验质量

■刘昆东

〔新疆阿拉尔棉花检验测试中心，新疆阿拉尔843300〕

为进一步提高棉花公证检验质量，按照中国纤维质量监测中心通知要求，阿拉尔实验室组织对HVI（棉花纤维大容量快速测试仪简称HVI）进行质量能力验证实验。HVI是棉花仪器化公证检验的关键设备，其运行状态跟检验质量息息相关。HVI质量验证实验是从质量源头抓起，保证仪器准确稳定运行的有效方式。此实验能够最大程度发现因HVI仪器自身故障原因而引起的测试数据异常，避免测试数据不准确而产生质量纠纷，进一步保证检测数据真实、准确、可靠，提升棉花公证检验实验室的公信力。确保棉花生产加工企业和纺织企业供需双方搭建起有效的平台，从源头抓好棉花质量，促进优质优价的品牌效益，为形成良好市场环境打下坚实基础。HVI质量验证实验通过对实验室现有HVI的进行实验数据分析对比，对主要指标进行量化验证，是仪器测试状态的晴雨表，若此仪器质量能力验证实验不通过，将不能正常投入使用。笔者通过举例部分HVI仪器的实验原始数据，分析比对并找出仪器产生异常数据的原因，不足之处，敬请同行批评指正。

一、HVI质量能力验证简要说明和实验步骤

此次HVI质量能力验证实验通过测试马克隆从低值到高值6个马克隆标准样品（6次/个），从低值到高值6个长/强标准样品（12次/个）。统计数据包括平均值、极差、标准差与变异系数。各项指标设定允差范围，通过此实验能够客观反映出仪器测试数据的准确性、离散性和稳定性。

1.收到实验样品后，首先确认收到实验样品，对照标准值修改对应参数，并下载相应能力验证实验方案和相关实验参数。

2.实验标准样品平衡48小时以上，控制实验室大气环境，温度为20 ℃±2 ℃，湿度为65%±3%。

3.质量验证实验前HVI仪器各模块需进行校准，并通过校准检查。

4.此次实验样品的标准值和允差范围（见表1）。

表1 HVI质量能力验证实验标准样品标准值和允差范围

5.实验步骤：模块测试——质量能力验证实验——马克隆模块（6个试样，6次/个）——长强模块（6个试样，12次/个）——通过质量能力验证实验。

6.质量验证实验过程中，认真测试每组样品查看每组测试数据是否在允差范围，若超出允差则实验不能通过。

二、HVI实验数据分析（例举1台）

（一）马克隆实验测试原始数据

样品编号1-2为低马克隆值样品，样品编号3-4为中等马克隆值样品，样品编号5-6为高马克隆值样品（见表2）。

数据分析：从测试平均值与标准值准确度来看（见图1），Mic3平均值和标准值相差0.06，偏差较大；Mic1号和Mic5号样品平均值和标准值相差0.01，测试准确。从变异系数来看，Mic5号样品变异系数为0.98%，离散度大，高马克隆值样品数据不稳定；Mic4号样品变异系数为0.23%，离散度小，测试值较稳定。

图1 同一机台马克隆测试数据对比

（二）机台1长/强模块数据分析

长/强模块测试原始数据如表2（样品编号1-2为长度偏短，强度较弱样品，样品编号3-4为中等样品，样品编号5-6为长度较长，强度较强样品。其中差异系数=标准差/平均值×100%，差异系数是反映数据离散度的指标，一般不超过5%。因长/强模块强度测试结果需要根据样品马克隆进行换算得到，长/强模块中测试出的马克隆值数据，仅供参考不做分析比对。极差数据反映相邻两次数据的离散程度，因极差数需要动态分析，随时需要暂停或者重复实验，极差数据不做分析比对（长/强模块详见表2）。

表2 同一机台马克隆测试数据

长/强样品1测试数据：马克隆标准值4.14，测试值4.17，正超差0.03；长度标准值24.38 mm，测试值24.71 mm，正超差0.33 mm；强度标准值23.4 cN/tex，测试值23.2 cN/tex，负超差0.2 cN/tex；整齐度标准值77%，测试值77.18%，整齐度指数正超差0.18%。

长度标准差0.31 mm，变异系数1.26%；强度标准差0.92 cN/tex，变异系数3.97%；整齐度标准差0.59%，变异系数0.76%（详见表3）。

表3 样品1测试数据

长/强样品2测试数据：马克隆标准值4.48，测试值4.53，正超差0.05；长度标准值25.53 mm，测试值25.53 mm，超差0.0 mm；强度标准值24.1 cN/tex，测试值24.3 cN/tex，负超差0.2 cN/tex；整齐度标准值80.0%，测试值79.9%，整齐度指数负超差0.1%。长度标准差0.28 mm，变异系数1.1%；强度标准差0.3 cN/tex，变异系数1.2%；整齐度标准差0.41%，变异系数0.5%（详见表4）。

表4 样品2测试数据

长/强样品3测试数据：马克隆标准值4.2，测试值4.22，正超差0.02；长度标准值26.31，测试值26.26，负超差0.05 mm；强度标准值28.9 cN/tex，测试值28.6 cN/tex，负超差0.2 cN/tex；整齐度标准值79.6%，测试值78.9%，负超差0.7%。长度标准差0.31 mm，变异系数1.41%；强度标准差0.13 cN/tex，变异系数0.45%；整齐度标准差0.29%，变异系数0.37%（详见表5）。

表5 样品3测试数据

长/强样品4测试数据：马克隆标准值4.16，测试值4.18，正超差0.02；长度标准值28.78 mm，测试值28.56 mm，负超差0.22 mm；强度标准值30.7 cN/tex，测试值30.1 cN/tex，负超差0.6 cN/tex；整齐度标准值79.9%，测试值79.06%，负超差0.84%。长度标准差0.28 mm，变异系数0.98%；强度标准差0.97 cN/tex，变异系数3.22%；整齐度标准差0.61%，变异系数0.77%（详见表6）。

表6 样品4测试数据

长/强样品5测试数据：马克隆标准值4.33，测试值4.39，正超差0.06；长度标准值29.82 mm，测试值29.72 mm，负超差0.1 mm；强度标准值34.1 cN/tex，测试值34.12 cN/tex，正超差0.02 cN/tex；整齐度标准值83.6%，测试值83.7%，正超差0.1%。长度标准差0.28 mm，变异系数0.94%；强度标准差0.79 cN/tex，变异系数2.32%；整齐度标准差0.34%，变异系数0.41%（详见表7）。

表7 样品5测试数据

长/强样品6测试数据：马克隆标准值4.3，测试值4.28，负超差0.02；长度标准值30.23 mm，测试值30.09 mm，负超差0.14 mm；强度标准值35.9 cN/tex，测试值36.3 cN/tex，正超差0.4 cN/tex；整齐度标准值83.8%，测试值83.7%，整齐度指数负超差0.1%。长度标准差0.18 mm，变异系数0.6%；强度标准差0.57 cN/tex，变异系数1.57%；整齐度标准差0.29%，变异系数0.35%（详见表8）。

表8 样品6测试数据

（三）HVI机台1长/强模块实验综合评价

从平均值与标准值差值来看（见图2）：L/S样品-1、L/S样品-2、L/S样品-5、L/S样品-6，长度、强度和整齐度指数三项指标存在正负超差，均在允差范围；L/S样品-3、L/S样品-4、长度、强度和整齐度指数三项指标存在明显负超差，并且整齐度指标偏差较大。

图2 同一机台长/强实验数据分析

从长度、强度、整齐度指数差异系数来看（见图3）：L/S样品2、L/S样品3、L/S样品5、L/S样品6，测试数据差异系数较小，测试数据较稳定；L/S样品1、L/S样品4、差异系数较大，测试数据离散度大，测试较不稳定。

图3 同一机台差异系数数据分析

三、不同机台数据分析比对

选取5台HVI做数据比对，其中马克隆实验数据如图4所示。

图4 HVI机台马克隆模块实验比对

从测试平均值和标准值差值看，均不同程度存在超差，机台1超差0.04，幅度较小；机台2、机台3，Mic样品3超差0.08，存在一项较大幅度正超差；机台4测试Mic样品3超差-0.1，存在1项较大幅度负超差；机台5测试样品2和样品3超差0.08，存在两项较大幅度正超差。据此实验数据，虽均在允差范围，但仍需针对不同机台不同测试样品的具体情况，检查仪器设备，进一步提高马克隆测试准确性。

从马克隆测试差异系数来看（见图5），机台1、机台3和机台5综合综合差异系数较大，数据离散大；机台2和机台4综合差异系数小，测试数据较稳定。

图5 不同机台马克隆差异系数数据对比图

（一）不同机台长/强模块数据分析

HVI的长度、强度、整齐度指数测试对比数据见表9（L1，S1，U1-L5，S5，U5标识分别表示HVI机台1-机台5的长度、强度和整齐度差异数据）。

表9 不同机台HVI的长度、强度、整齐度指数测试对比数据

从实验测试平均值和标准值之间的差值来看：

机台1长度和强度差值小，测试准确；整齐度4个样品出现负超差，最大超差-0.84%。

机台2长度指标差值小，测试准确，强度指标5个样品出现正超差，说明机台2强度测试值偏大；整齐度6个样品出现负超差，最大差值-0.84%。

机台3长度和整齐度指标偏差小，测试准确；强度测试中6个样品均出现负超差，最大超差-0.9 cN/tex，强度测试值偏低。

机台4长度和整齐度指标较好，个别样品测试偏差幅度大，样品1长度超差0.35 mm，样品2整齐度超差0.80%，强度测试值有4个样品强度出现正超差，样品2强度偏差1.3 cN/tex。

机台5，长强和强度存在明显负超差，整齐度既有正超差也有负超差，长度最大超差-0.35 mm，4个样品长度负超差，强度测试值有5个样品出现正超差，强度最大偏差-1.2 cN/tex，整齐度测试中样品6差值-0.9%，样品3差值0.8%。

从与标准值比较来看（见图6），各机台差值均在允差范围内，但差距各有不同，需要根据长度、强度、整齐度具体情况，针对仪器设备进行进一步检查，使仪器达到最佳测试状态。

图6 不同机台长/强数据差值对比

从综合长/强测试差异系数来看（见图7），机台1长/强数据差异系数大，数据离散度高，测试值不稳定；机台2和机台3长/强数据差异系数小，测试稳定；机台4和机台5长/强差异系数略大，测试稳定性一般。

图7 不同HVI机台长/强差异系数对比

四、存在的问题及建议

存在测试值与标准值偏差较大的情况，可以重新进行校准，匹配新的参数；出现极差超差的情况，要检查仪器两个夹持器运行状态，解决一致性的问题。出现标准差超差的情况，说明仪器测试数据离散程度高，测试值不稳定，需要检查仪器软件硬件设置，电压、传感器、数据传输等存在问题。存在对测试中异常数据的认识不到位的情况，对个别指标异常的情况，要有针对性的对仪器各组件进行检查调整设置。

综上所述，质量验证能力实验是提升检验质量的有效方式。通过质量验证实验，测试数据的准确性、稳定性得以充分显现，能够发现HVI仪器日常运行中难以暴露的问题，帮助维修人员更好地检修仪器。实验室在做好实验室管理、温湿度环境控制、标准样品管理等方面工作的同时，更需要对仪器的使用状态有充分认识。质量验证能力实验能有效量化仪器各项检验指标，是提高HVI检验数据的准确性，提升棉花检验质量的关键。建议纤维检验实验室积极定期开展此项实验。