1、中国棉花仪器化公证检验实验室优化研究（昌吉实验室）摘要：新疆昌吉州作为新疆产棉大州，2012 年度皮棉产量达到 25万余吨。新疆昌吉公检实验室于 2007 年建立，目前拥有 HVI 设备 12 台。大型恒温恒湿空调机组 2 套，大型空气压缩系统 2 套。实验室固定资产达 2400 多万元。每年昌吉公检实验室棉花检验量都排在全国前十。年检验量达 25 万吨，样品约为 120 万个。 关键词：棉花检验 数据分析 实验室改造 由于昌吉实验室建立较早，实验室基础建设部分已经老化，对检测数据和相符率产生一定影响。本文通过对影响昌吉实验室 HVI 检验数据和相符率的各种因素分析研究，提出改造实验室基础设施
2、建设方案。从而提高昌吉棉花公检实验室检验数据相符率。 一、环境对检验数据的影响分析及实验室改造 棉纤维的吸湿性改变了纤维的几何形态、物理和机械性能。因此棉花检验工作必须在统一的标准大气条件下进行，以确保检验结果的准确性。棉纤维放置在一定大气条件的环境中，经过一定时间后，单位时间内纤维从大气中吸收的水分子数等于从纤维内逸出返回大气的水分子数时，纤维的回潮率趋于一个稳定的值，这种纤维称为吸（放）湿平衡，所达到的回潮率成为平衡回潮率。样品平衡和样品检验必须在 202、653%环境下进行。 环境相对湿度对棉花强度的影响 环境相对湿度对棉花长度的影响 昌吉实验室使用的是格力和吉海尔特大型恒温恒湿空调机组
3、，保证两个检验室和两个平衡间温湿度在要求范围内。由于测试环境要求的是动态温湿度平衡，所以实验室环境建设采用的是地回风技术。检验室和平衡间地板底下是空的，作为回风通道。部分地板布满回风孔，使检验环境中的空气达到一种平衡流动方式，从而最大可能保证温湿度环境稳定，从而保证检验数据稳定。 按照中国纤维检验局要求实验室必须控制温湿度在标准范围，每间检验室和平衡间安装有温湿度监控探头，每当温湿度超标 30 分钟，实验室服务器自动停止接受 HVI 检验数据，从而使实验室停止检验。从 2007年实验室建设至今，已经突显了许多问题。 1、实验室格力空调机组在长时间使用后，湿度会偏离设定的中心线，例如标准范围在
4、62%-68%，中心线在 65%。但是在近几年检验期间，格力温湿度极限范围经常达到 59%-71%。导致检验中断。 实验室优化改造：根据本人在新疆多家实验室调研分析，计划改造格力空调温湿度控制系统，使用现在实验室较为稳定的约顿控制系统。因新疆水质较硬，改造空调的加湿罐大小，增加水质过滤系统，减少加湿罐堵塞。此项工程计划投资 10 万元。 2、因实验室地板底下的风道和通风地板板位置原因，经常被待测样品的棉样框架压住，从而导致回风不通畅，温湿度异常。 实验室优化改造：施工改变回风通道和回风地板位置，远离待测样品棉样框架，避开棉尘集中区域。加强检验期间对回风通道和回风地板的打扫次数。保证空调各回风通
5、道的畅通。此项工程计划投资 5 万元。 二、HVI 设备外设改造 除了 HVI 设备本身模块对数据的影响以外，还有设备外设对数据的重要影响。特别是对数据相符率的影响。根据 07 年至今的检验相符率分析，部分实验室外设需要进行改造。 棉花长度是棉花检验数据中最重要的一项指标，也是影响棉花价格的重要参数。从上图可以看出昌吉实验室 12 台 HVI 总体棉花长度相符率为 73.62%，相对于全国长度平均相符率 75%，还有一定距离。根据本人5 年实验室工作经验，除去 HVI 设备本身原因以外，发现影响棉花长度和强度的重要因素： 1、HVI 设备地板不平整对数据的影响 国内最早建设的公检实验室大部分做
6、的是地回风，地板下为空的回风通道，整个地面用钢架支撑。地板上层是绝缘硬质塑料，中下部为浇灌水泥层。HVI 设备大约有 600 多公斤。有两个大型箱体，8 个轮子所支撑。实验室地板上层偏软，在经过 HVI 设备检验过程中的震动和常年的重压下，地板发生形变。导致 HVI 箱体略微倾斜，从而使 HVI 测量长度和强度的塔体倾斜。塔体常年在倾斜的环境下工作，会使测量台电压偏移，照影曲线发生变化，导致长度和强度总是偏高或偏低一些。相符率一直无法提高。2011 年本人参加美国 HVI 实验室交流会议时，参观了美国棉花检测实验室。它们的实验室地面用的是水泥加固型地面，没有地回风，地面下为实心混凝土。除尘和控
7、制温湿度使用的是上回风，即每台 HVI 上部有大型回风通道，吸取棉尘和控制空气流动。 实验室改造：针对上述情况，本人建议在每台 HVI 下面铺设 5 毫米厚的防锈钢板，铺设完成后做水平。使得 HVI 处在一个有一定的承重、抗压、平整的地面上工作。此项工程预算 1 万元。 2、输入电压对长度和强度的影响 HVI 设备输入电压为 220V，HVI 自带有变压器，经过变压器的电压为美国标准电压 110V。根据本人在实验室实地的测量，实验室的输入电压不能稳定到 220V，会在在每天早上上升至 235V 左右，每天晚上的用电高峰期降低至 190V 左右。经过 HVI 变压器后，输入各电路控制板上电压会波
8、动，从而导致测量长度和强度等数据上下浮动。使得相符率降低。 实验室改造：针对上述情况，本人建议在每台 HVI 输入电源处安装小型稳压源。使得电压稳定在 220V，从而使长度和强度测试数据稳定，提高数据的相符率。改造预算为 5000 元 三、HVI 操作手法和校准对检验数据的影响分析 HVI 操作人员手法非常重要，特别是做长度、强度和马克隆时，不同操作手法和校准手法对于检测数据产生直接影响。 1、做马克隆模块时，不按照要求称量 9.5-10.5 克棉花，全部放入马克隆腔体，会导致马克隆腔体内棉纤维天平称取重量与实际测试重量不符，导致计算错误，数据错误。不按照要求开松棉样就进行测试，会使成团的棉纤维堵塞标准气流的通过，使得测量压差不准确，测试结果不准确。 2、做长强模块时，放入测量口的棉纤维必须避开样品的刀切面，手撕面应该向下。否则测量长度时会从刀切面量取样，测得长度数据偏小。3、做颜色模块时，必须按照要求放入 5 厘米厚的样品，否则颜色压手压下不能很好的使被压棉样遮住颜色摄像的测量口，使得颜色头闪光拍照漏光，测得反射率和黄度值不准确。 4、校准设备是非常重要的一项工作，必须按照要求使用美国农业部制作的标准棉样，按照标准操作手法校准，否则的话，会使得 HVI 校准曲线远离标准曲线，最终使检验数据全部错误。
