籽棉在线回潮率测定装置
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摘要：棉花在自然空气状态下都是含有水分的，其含水量多少不但影响着棉花纤维的理化性能及机械力学性能，特别是直接影响着籽棉加工后的棉花的质量。我国是产棉大国，棉花回潮率检验是棉花质量检验特别重要项目，在籽棉加工过程中，回潮率大小对加工出来的棉花很大关系，关系到棉花纤维度、长度、含杂质程度等，涉及棉花纺织行业的各方利益，解决籽棉加工测水有着重要的意义。
关键词：籽棉回潮率；测量装置；机械装置
1籽棉在线回潮率测定仪的研究现状分析
1.1本研究的现有基础
陕西省机械研究院控股公司陕西华斯特仪器有限责任公司是专门从事纤维检测仪器研制开发和生产销售的高科技企业，具有独立法人地位的企业，技术力量雄厚，工艺手段先进，检测设施齐全，有国内首创的步进式宽幅调温调湿实验室，获国家发明专利一项，实用性专利10余项，应用软件著作权1项，科技论文50多篇，起草l国家棉检行业有关技术标准两个，自1989年以来已先后开发出8大类40余种棉检器具新产品。其有益于本研究中的设备和技术条件有：
（1）拥有调温调湿实验室，为本研究的试验研究奠定了基础。（2）成熟的单片机的设计技术，能够与电脑进行无线连接。（3）成熟的棉纤维技术，为本研究的继续开发奠定了基础。（4）研发团队的技术力量雄厚，能够较快的进入研发。
1.2本研究的技术发展趋势
1.2.1国内外技术现状、知识产权分析
美国是产棉用棉及棉花出口大国，但由于国情的不同，美国对棉花水分指标，仅用于棉花加工及纺织工艺，未用于对交易的棉花重量进行扣补，即在棉花贸易中采用的是“准重结算”。我国是世界上最大的产棉用棉国家，长期以来对棉花水分检验十分重视，反映棉花水分大小的回潮率指标是强制性国家标准GB1103-2007中规定的重要质量和重量指标，而加工后的棉花质量也是棉花的重要指标。
1.2.2国内外技术发展趋势
我国是世界上最大的产棉用棉国家。长期以来对棉花水分检验十分重视，反映棉花水分大小的回潮率指标是强制性国家标准GB1103-2007中规定的重要质量和重量指标。由于棉花回潮率指标的重要作用，使得我国对棉花回潮率快速检测方法的研究及快速检测仪器的开发历来十分重视，从而使我国回潮率快速检测技术一直位于世界前列。国内目前也有两三家小公司在做棉检仪器，做不同类型仪器，我们主要做测水分类仪器，在同行一直处于领先地位，我们投入的人力，财力最多，成果也最多，产品市场份额也最多，技术也最先进。
2籽棉在线回潮率测定仪的技术内容及方法分析
2.1本研究的主要内容
本研究的主要内容有：
（1）籽棉在线测水的精度提高应用试验研究；（2）籽棉在线测试功能稳定、可靠性试验；（3）籽棉回潮率数学模型试验；（4）研究籽棉温湿度对籽棉加工后棉花质量的影响。
2.2本研究的技术质量指标
本研究的主要性能指标有：
（1）适用范围：籽棉加工线（2）使用环境：-30℃～+50℃（3）测量范围：回潮率：6%～18%（4）温度补偿：-30℃～+50℃（5）准 确 度：回潮率：6%～18%：≤±0.2%温度：0℃～+50℃：≤±1℃
0℃～-30℃：≤±2℃
2.3本研究的技术方案分析
2.3.1本研究的技术原理分析
本研究是按照国标国家标准GB/T6102.2—2009《原棉回潮率试验方法电测器法》和国家计量检定规程JJG845—2009《原棉水分测定仪》的要求，在原有XJ130型原棉回潮率测定仪的基础上的基础上改进，加入籽棉测试系统，建立籽棉回潮率数学模型，采用无操作全自动模式，通过大数据的传输控制对加工中的籽棉进行实时跟踪监控并测试。
本研究现有的技术关键点：
（1）籽棉在线测水的精度提高应用试验研究；（2）研究籽棉温湿度对籽棉加工后棉花质量的影响；（3）建立全面、准确的籽棉回潮率数学模型。（4）籽棉在线回潮率测试实现自动化。
2.3.2本研究的实施方案分析
本研究是测试籽棉回潮率，主要确定建立籽棉回潮率的数学模型，实验以烘箱法为依据，通过“理论回潮率=（籽棉湿重-籽棉干重）/籽棉干重”公式计算出回潮率。实验中取1000g籽棉，烘干称取籽棉干重910.5g，通过温湿度试验箱对籽棉进行加湿，去回潮率不同的点进行测试，并和130原棉回潮率测定仪进行对照调整，建立籽棉回潮率的数学模型。
3籽棉在线回潮率测定仪的生产工艺
3.1生产工艺流程
来料检验→电路板检验→插件→焊接→焊后检验→剪脚→元件校对→排线→组装→上电烤机→性能调试→质量检验→外形包装→终检→封箱
3.2籽棉在线回潮率测定仪的生产技术标准
测量电压 ∽220v±15%；
测量回潮率范围 6%～18%；
测试准确度 ≤±0.2%；
温度测试范围 -30℃～+50℃；
温度测量允差 0℃～+50℃：≤±1℃
0℃～-30℃：≤±2℃
4籽棉在线回潮率测定仪的研究进程
4.1籽棉在线回潮率测定仪实施安排
第一阶段：立项、方案论证和总体思路设计；电气原理图的设计、印制线路板设计、系统结构件的设计以及各系统部件的分布和布局设计；机械部分设计及加工制造；籽棉数据库实验；程序软件设计；印制线路进行整机组装联调，完成初步的调试工作和试验数据的整理工作。
第二阶段：完成一代样机，样机验证，进行最终试验数据的整理和归档。
第三阶段：样机定型，形成小批量的生产和销售，逐步拓展销售市场。
第四阶段：通过使用反馈意见进行进一步调整和改善，大批量生产及销售，并进行最终成果鉴定。
现阶段已完成样机定型，小批量生产销售，完善实验数据及用户使用反馈数据。
4.2研究完成及改进计划
籽棉在线回潮率测定仪经山东天鹅棉业机械股份有限公司籽棉加工设备配套使用，小批量销往新疆各地棉花加工企业，仪器的各项性能指标符合要求，存在使用过程中大量测试时，数据测试、传输速度较慢等问题，现针对此问题正在对本产品进行改进下一代产品，改用大数据测试、无线传输的功能。
5结论
籽棉在线回潮率测定仪经过一年多的实验、测试，仪器的各项性能指标符合要求，可以正常生产。正在建立了严格地质量保证体系，使产品在质量、性能上得以保证，完善相关生产工艺文件，工艺路线，准备小批量试生产。
参考文献
[1]韩刚著.原棉水分电测器的原理及应用指南.陕西科学技术出版社，1992.
[2]刘坤，赵红波，张宪栋编著.51单片机C语言应用开发技术大全.北京：人民邮电出版社，2012.
[3]丁静贞著.棉检仪器学.中国商业出版社，1991.
作者简介：司文奎（1988.08-），男，陕西省西安市人，工程师，主要从事棉检仪器的研究开发工作；
通訊作者：毕明科（1967.04-），男，陕西省西安市人，工程师，从事机械设计研发；
史亦恒（1978.11-），男，陕西省咸阳市人，工程师，主要从事棉检仪器的研究开发销售工作；
马文娟（1982.07-），女，陕西省咸阳市人，工程师，主要从事棉检仪器的研究生产工作。
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