大容量棉花测试仪（HVI）常见故障处理及维护注意事项

李朋，刘俊，傅科杰，张亦琴，林闪，连素梅*

（1.石家庄海关，石家庄050051；2.乌鲁木齐海关，乌鲁木齐830011；3.宁波检验检疫科学技术研究院，浙江宁波315000）

大容量棉花测试仪（High volume instruments，简称“HVI”）是由颜色模块、长度/ 比强度模块（长强模块）、 马克隆值模块以及电脑工作站等构成的高度集成化的全自动设备，是目前世界上应用最为广泛的棉花品质检测仪器，具备检测快、指标全面、结果准确、易于操作等诸多优点。 自从我国棉花分级制度改革以后， 无论是国际还是国内棉花贸易，均以HVI 测试结果作为贸易、检测的认可数据。 我国作为世界上最大的棉花需求国，每年有大量棉花在贸易或配棉中须使用HVI 设备进行测试。 国内的纤检实验室、海关实验室以及大型纺织企业均配置了HVI 设备， 其中又以乌斯特技术股份公司（Uster）所产为主力机型。 因此，笔者以Uster 所产HVI 设备为例阐述不同模块使用中的常见问题及维护注意事项。

1 HVI常见故障及处理方法

1.1 颜色模块

HVI 设备的颜色模块由光源、摄像头、滤光器、压手等组成。 该模块用于测试样品反射率和黄度，测试原理是经压手施加一定压力压缩试样后，由光源照射试样后光通过滤光器返回到摄像头感光器，感光器得到数据经过Nickerson-hunter 色特征图计算后转化为反射率和黄度得出其颜色等级。

该模块故障率较低，主要故障是压力向下传感器错误。出现该故障说明棉花压手内部压力传感器得到的压力反馈有问题，一般是由样品厚度过大或过小，或者样品各部位厚度不一致造成的，对样品进行调整后一般可消除该故障。 根据操作经验，测试棉花颜色的样品厚度以与样品托盘持平或略低为佳；若皮辊棉密度较大，可适当降低其厚度。

1.2 长强模块

长强模块由真空电机、取样器、轨道、梳夹、夹钳、传感器以及动力装置（电机、气缸）等组成。梳夹从取样器中抓取一定量棉束，通过轨道传送到夹钳口中，然后通过光传感器测量棉束上半部平均长度和长度整齐度指数，通过夹钳夹断棉束测量断裂比强度和伸长率，故夹取的棉束状态对检测结果准确性至关重要，一般以宽度、厚度均匀的棉束为合格棉束[1]。 长强模块是HVI 设备最重要的模块，其测试项目、部件构成最多，且动作复杂程度最高，故其故障率、报警率也最高。 常见故障及其排除方法汇总如下：

（1）光通量偏高或偏低。 棉束的上半部平均长度是感光元件通过测量棉束的透光率得出，要求梳夹夹取的棉束纤维量处于合适的状态。如出现光通量偏高或偏低，说明棉束量过大或过小，则须对取样器中的棉花量进行调整后重新测试；若取样器中样品量已经很少却依然提示光通量偏高，则须加大梳夹到取样器的距离，反之则须减小该距离，梳夹到取样器的距离以HVI 出厂配套隔距尺厚度为准。

（2）拉断的纤维量不合适。在进行长度、强度测试时， 梳夹夹取的棉束应被顺利送入狭长的夹钳口，这一方面靠毛刷整理使棉束呈整齐没有分叉的状态，另一方面需要真空电机产生足够负压将棉束从夹钳口顺利吸入。拉断的棉纤数量不合适一般是因为上述环节出现问题。 此时，应检查真空箱内过滤网是否被过厚的纤维覆盖、真空箱到夹钳口之间的管路是否堵塞、真空电机是否工作正常。

（3）光学电压高于±0.5 V。 HVI 设备测试棉束长度时须将光信号转化为电压信号，电压信号应保持在合适范围内。造成这种故障的原因一般有如下2 种：一是夹钳口内遗留有纤维造成感光元件电压不正常，二是系统模拟板电压产生漂移现象。 相应的解决办法，一是检查夹钳口内部是否干净，二是使用小螺丝刀调整模拟板电压调节旋钮，使其恢复正常[2]。

（4）梳理的棉束常带有棉结或游离纤维。 梳夹从取样器夹取的棉束要先经过毛刷整理去除杂质和游离纤维， 才能正常移至夹钳口检测长度和强度。 如果在测试时发现整理后的棉束经常带有棉结、游离纤维或其他杂质等，则说明毛刷长时间使用后长度变短，对棉束施加的压力降低。 此时要使用工具检测毛刷压力，若不能达到标准则要更换新毛刷。

（5）测试完拉断的纤维不能被顺利清理。 负责清理测试后被拉断棉束的部件是取样器圆筒上的黑色刷条，该部件能随着取样器反向旋转将拉断的棉束从夹钳上扫除。 拉断纤维不能被干净清理时，应检查该刷条是否发生了老化破损，必要时进行更换。另外，夹钳上梳针如果松动，也会使棉束塞入缝隙而难于清理，这时须对松动的梳针进行加固或者更换。

1.3 马克隆值模块

HVI 马克隆值模块是利用不同细度棉纤维透气性的差异来测试，较粗的棉纤维透气性好，反之透气性差，通过测量气腔两侧气压差得出马克隆值数据。马克隆值测试完成后，气腔锁死机构打开，这时气腔盖会自动弹开，进行下一次测试。

其常见故障及其排除方法：（1） 马克隆气腔盖不能打开。 气腔盖是依靠轴承内部弹簧弹开，由于一直处于高频率开合工作状态，弹簧容易发生老化甚至断裂造成气腔盖不能打开。 遇到这种情况，更换气腔盖轴承弹簧即可解决。 （2）没有质量（重量）数据。 马克隆值模块是HVI 设备中唯一准确控制样品质量的测试模块。 样品量须控制在9.5～10.5 g。 有时候发生天平数据不能顺利传输至电脑，这一般是由于连接天平和电脑的数据线接口松动引起的， 将数据线两端重新连接即可解决问题。（3）马克隆值测试值一直偏高或偏低。 当马克隆值测试值偏高或偏低，超出了设备允差，且使用校准样品对设备进行校准，马克隆值测试结果依然偏高或偏低时，须使用气腔塞在诊断功能里进行气桥气压诊断，如果发现气压持续错误，则须对气腔大小进行调整以调校气桥压力[3]。

2 HVI维护注意事项

棉花样品中常常带有较多的尘土、叶屑、棉籽等杂质，尤其是到处漂浮的棉纤维很容易飘到设备内部各个地方， 造成该设备的使用环境较为恶劣。更重要的是HVI 设备存在很多气缸、 电机等驱动原件，这些原件在工作时不停运动，久而久之发生磨损和故障。 故作为昂贵的高精度仪器，HVI 设备的定期维护对于保持其状态良好、保证检测结果准确和延长使用寿命方面十分必要。

HVI 设备的维护可根据检测工作需要分为日常维护、中度维护以及深度维护。（1）日常维护可由实验室检测员在每天的检测工作完成以后进行，主要包括：对HVI 设备中掉落的杂质进行清理，使用防静电毛刷清理各电子元件和各电路板；使用吸尘器吸走机箱表面和内部的纤维和其他杂质；清理真空箱内的纤维及过滤网； 清洁颜色测试窗口玻璃等。 （2）中度维护和深度维护须对设备关键部件进行拆卸检查，检查零件磨损情况、润滑情况、各部件之间的互相位置和距离等专业内容，这些维护只能由HVI 售后工程师或经过专业培训的维修人员进行。 值得注意的是，虽然中度、深度维护对HVI 检查较为全面，但并不建议频繁进行，除去维护费用较高不说， 对设备进行拆装本身就存在一定风险。中度维护可根据检测业务量进行： 一般单台HVI各棉花年度平均检验量低于20 000 个样品时，则每2 年进行一次； 单台HVI 各棉花年度平均检验量高于20 000 个样品，则每年进行一次。 单台HVI各棉花年度平均检验量较小（低于5 000 个样品）时， 中度维护以清洁检查为主， 适当减免拆卸工作。 单台HVI 检验量达到40 000 个样品时，则须进行深度维护[4]。