棉包回潮率测试辅助插入装置的应用研究

棉包回潮率测试辅助插入装置的应用研究

司文奎 史亦恒  徐腾飞

（陕西华斯特仪器有限责任公司   陕西西咸）

摘  要   本文主要是研究棉包回潮率测试的针插式测试方法，针对测试中存在的检测的效率低、人工检验劳动强度大、使用环境恶劣、插入间距和垂直度难以精确、人工损伤等问题，设计研发应用机械自动插入的辅助装置，以自动、智能、高效、准确等原则为设计理念，增加新的测试控制系统，加入升降、回转、伸缩机构，加入测距、测垂直、光感等检测技术，可以替代人工劳力，很好的解决在测试过程中的问题，使棉包回潮率测试更加自动、准确，对我国棉花收购检验工作在规范化、自动化、智能化的方向发展有积极的推进。

关键词：   棉花、回潮率、棉包、自动测试

1、棉花回潮率测试方法

我国是世界上最大的产棉用棉国家，对于棉花的质量品质检验历来重视。棉花回潮率不仅是棉花质量的重要评价指标，同时也是棉花交易时的重要结算依据，反映棉花水分大小的回潮率指标是强制性国家标准GB1103-2007《棉花细绒棉》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。国内目前棉花回潮率的测试方法有两种,即GB/T6102.1《原棉回潮率试验方法烘箱法》和GB/T6102.2《原棉回潮率试验方法电测器法》。烘箱法是回潮率测试的基准方法，但速度慢，需要复杂的条件和测试环境。电测器法是简便快速的测试方法，在国内应用广泛。电测器法采用的电子测试仪器通常简称为电测器。这两种方法都需要在整包棉包上取样，由于开包取样时与环境温湿度关系很大，检验结果易产生误差，目前棉包的测试采用针尖插入式测试棉包的回潮率。

2 棉包回潮率的测试

棉花是国民经济中的重要战略物资，棉花回潮率测试是决定棉花重量与品质的重要指标之一，是影响棉花安全储藏的重要因素，也是棉花收购监测的重要的考核指标之一，尤其是对国内棉花贸易产生重大影响，特别是对解决新疆棉花在贸易中存在的重量偏差问题，具有十分重要的现实意义。

我国棉花的产地主要集中在新疆地区，对棉包回潮率的测试主要集中在棉花贸易和收购监管的环节，检测由各地纤维检验机构进行第三方公正检验，以此来确定棉花交易结束的回潮率指标。目前棉包回潮率的测试使用的是MBS型棉包回潮率测定仪，测试时需将2跟6mm粗15cm长的探针并排间隔10cm插入棉包端面内部，以此点的测试值代表整个棉包的回潮率，仪器的测试过程由人工插入完成。

回潮率测试的技术指标：

测量回潮率范围：3.0%-13.0%

测量允差： 3.0%～6.0%:±0.2%；

6.1%～11.0%:±0.1%；

11.1%～13.0%:±0.2%；

测试电压：DC30V±1V；

工作环境温度：-30℃～+50℃；

工作环境湿度：20%RH～90%RH；

3  辅助插入装置

3.1  该应用研究的需求分析

棉花是我国仅次于粮食的重要经济作物，也是关系国计民生的战略物资，根据目前棉花市场的迫切需要，棉花回潮率检测应着力解决测试自动化快速和精度准确的问题。而棉花的含水量是影响棉花安全储藏的重要因素，因此，棉花水分的检测是棉花检验的一个重要内容，也是棉花收购监测的重要的考核指标之一，测量棉花水分的准确度和操作自动化直接影响到棉花收购的质量以及后续的存储加工工作，随着科学技术的不断发展，我国棉花收购检验工作正朝着规范化、自动化、智能化的方向发展，以确保水分检验的准确性。而本项目就是以此方向为设计理念，在市场上现用的 MBS 型棉包回潮率测定仪的基础上进行升级改进，以自动、智能、高效、准确等原则为设计理念，增加新的测试控制系统，加入升降、回转、伸缩机构，加入测距、测垂直、光感等检测技术，以解决当前棉包回潮率检测的效率低、人工检验劳动强度大、使用环境恶劣、插入间距和垂直度难以精确、人工损伤等问题，同时达到降低人工劳动成本，并保证棉包回潮率检测准确性。对我国棉花检测领域在科学、统一、公正、准确的原则有积极的推进作用。

3.2 该装置设计原理简介

该装置以解决棉包测试时需将2跟6mm粗15cm长的探针并排间隔10cm插入棉包内部的问题，以自动、智能、高效、准确等原则为设计理念，通过机械结构自动将2跟间隔10cm的长15cm探针垂直插入棉包端面内部，根据棉花回潮率检验的电阻法，不同回潮率的导电特性差异规律，测试出棉包的回潮率值。增加新的测试控制系统，加入升降、回转、伸缩机构，加入测距、测垂直、光感等检测技术，综合运用机电技术、自动控制、测温、测距、光感等先进技术，将升降、伸缩、回转等机构与小吨位的叉车充分结合，实现人坐在车上即可自动将探针垂直插入棉包，测试出棉包回潮率。

3.3 该装置具体操作简介

该装置的具体操作测试方式为:测试人员驾驶设备车开到棉包端面处，要求车上的检测装置距离棉包端面小于5

0cm，测试有上、中、下三个位置测试，对应了3层棉包的各自位置，测试时机构自动上升或下降到指定的高度位置，回转机构开始转动并同时检测与棉包的垂直度，检测采用双激光测距传感器进行2点距离差异判断垂直度，并确定回转运动的方向，确定垂直后，由一级伸缩机构开始前进到与棉包端面接触停，再由2级伸缩机构将2个探针插入到棉包内部，到位后系统开始测试棉包回潮率，回潮率测试结束后以2级伸缩、1级伸缩先后动作回位，再选择上下高度依次完成3层棉包的全部测试。

4结束

该棉包回潮率测试的辅助插入装置经过长时间的设计、试验和后续的优化，设备性能试验稳定可靠，解决了测试人工检验劳动强度大、人工损伤、测试方式的人为主观性强等问题，也通过机械的自动插入时测试的插入的位置、间距、垂直度得以精确，测试更加准确。

作者简介：

司文奎，1988年出生，男，自动化专业，工程师，主要从事电子、电气等方面的产品研发工作。

史亦恒，1978年出生，男，仪器仪表专业，高级工程师，主要从事检测仪器、专机设备开发、非标自动化生产线设计制造等工作。

徐腾飞，1991年出生，男，机械设计专业，工程师，主要从事机械设计等工作。