?1.前言

生絲是天然纖維之一，屬綠色環(huán)?？稍偕w維，是生產(chǎn)真絲綢面料的主要原料，也是絲綢業(yè)中“承上啟下”重要的初級(jí)產(chǎn)品。長(zhǎng)期以來，各國(guó)生絲檢測(cè)技術(shù)均采用傳統(tǒng)的黑板檢驗(yàn)來評(píng)定等級(jí)，其檢驗(yàn)結(jié)果受檢驗(yàn)人員的目光、素質(zhì)、經(jīng)驗(yàn)及情緒影響等問題，難以客觀獲得生絲條干、疵點(diǎn)等方面的質(zhì)量情況。為此，歐洲、日本、中國(guó)等絲綢界均進(jìn)行了大量的生絲電子檢測(cè)技術(shù)研究，取得相應(yīng)的技術(shù)成果。歐洲等國(guó)早在上世紀(jì)八十、九十年代就曾嘗試采用USTERT-3條干均勻度儀進(jìn)行生絲電子檢驗(yàn)的研究，但因檢驗(yàn)效率等問題在世界范圍內(nèi)無法得到推廣。日本致力于生絲電子檢測(cè)技術(shù)研究與開發(fā)也有20余年，如上世紀(jì)七十年代的光電式自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，九十年代的CCD圖象傳感和半導(dǎo)體激光傳感相結(jié)合的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)等。中國(guó)也于上世紀(jì)80年代中期就開始著手了生絲電子檢測(cè)技術(shù)的研究，先后對(duì)基于光電倍增管的勻度自動(dòng)檢驗(yàn)儀、基于CCD圖象傳感器技術(shù)的“生絲勻度清潔潔凈檢驗(yàn)儀”等進(jìn)行研究，并曾引進(jìn)過Uster-1和3型條干均勻度儀開展了大量的生絲電子檢測(cè)可行性試驗(yàn)與研究，但因檢驗(yàn)效率或生絲特有疵點(diǎn)（如裂絲、節(jié)等）無法檢測(cè)而停止，在總結(jié)上述研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又提出了“光電+電容”傳感及多錠檢測(cè)的技術(shù)路線，進(jìn)行了大量的檢測(cè)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)比對(duì)，并于2007年、2009年召開的中國(guó)國(guó)際絲綢論壇上與各國(guó)專家進(jìn)行技術(shù)交流和溝通。

經(jīng)過多年的技術(shù)研究與國(guó)際交流，“光電+電容”組合式生絲電子檢測(cè)技術(shù)路線為各國(guó)所熟悉，并開始逐漸接受。為加快推廣生絲電子檢測(cè)技術(shù)，順應(yīng)絲綢行業(yè)發(fā)展需求，中國(guó)于2009年提出了《生絲電子檢測(cè)試驗(yàn)方法》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)新工作項(xiàng)目提案，得到了意大利、日本、瑞士、法國(guó)、印度等國(guó)支持并派專家參與項(xiàng)目研制。各國(guó)專家均提出了大量有益的意見或建議，如日本專家提出電子檢測(cè)過程中應(yīng)使生絲保持調(diào)濕狀態(tài)，意大利專家提出要進(jìn)行國(guó)際生絲電子檢測(cè)比對(duì)試驗(yàn)，瑞士專家提出要在標(biāo)準(zhǔn)中明確檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)要求，法國(guó)、印度專家提出要采用包括中國(guó)以外的生絲進(jìn)行傳統(tǒng)和黑板比對(duì)檢測(cè)試驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)起草小組根據(jù)各國(guó)專家的意見與建議，進(jìn)行了大量的生絲電子檢測(cè)及與傳統(tǒng)檢測(cè)比對(duì)試驗(yàn)，多次有針對(duì)性地對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了的修改和完善，最終形成標(biāo)準(zhǔn)終稿。

2.研制過程

本標(biāo)準(zhǔn)歷經(jīng)ISO導(dǎo)則所規(guī)定的七個(gè)研制階段（見表1）,組織召開或參加五次ISO國(guó)際工作組會(huì)議,開展生絲電子檢測(cè)、傳統(tǒng)檢測(cè)等各類試驗(yàn)比對(duì)和分析，發(fā)布了數(shù)篇研究論文及試驗(yàn)報(bào)告(ISO官網(wǎng)),標(biāo)準(zhǔn)草案經(jīng)過多次修改和完善，并在ISO/TC38/SC23成員國(guó)五輪投票中均獲高比例贊成票通過。在各國(guó)專家共同努力下，歷經(jīng)四年的研制，ISO 15625：2014 《生絲 疵點(diǎn)、條干電子檢測(cè)試驗(yàn)方法》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正式被批準(zhǔn)發(fā)布。

表1 ISO導(dǎo)則所規(guī)定的7個(gè)研制階段

3.標(biāo)準(zhǔn)適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用適用于所有浸泡或非浸泡的絞裝或筒裝生絲，其中纖度范圍為13.3dtex～76.7dtex（12D-69D）。

在非浸泡絲檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，有關(guān)國(guó)家提出使用浸泡生絲更具有實(shí)際意義，本標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)行了一些浸泡生絲的檢測(cè)試驗(yàn)，將浸泡生絲納入檢測(cè)范圍，用戶可以根據(jù)自己的需要，采用浸泡或非浸泡生絲進(jìn)行檢測(cè)。

4.術(shù)語與定義

由于生絲電子檢測(cè)方法是一個(gè)全新的檢測(cè)體系，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一些關(guān)鍵的術(shù)語進(jìn)行了定義，確保使用本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)在理解上的一致性。分別有電子檢測(cè)試驗(yàn)方法、糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙、條干變異系數(shù)CVeven%, CV5m% , CV50m%，CVbetween%等。

其中糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙、條干變異系數(shù)是電子檢測(cè)試驗(yàn)方法中對(duì)生絲品質(zhì)評(píng)價(jià)的主要檢測(cè)指標(biāo)，與生絲黑板檢測(cè)方法中的清潔、潔凈、勻度及纖度偏差有異曲同工之處。

5.檢測(cè)儀器和原理

5.1 測(cè)試儀器

生絲電子檢測(cè)儀主要由光電、電容檢測(cè)裝置，信號(hào)處理單元，設(shè)備支撐體等三部分組成，可以采用電容傳感技術(shù)檢測(cè)生絲的質(zhì)量變化、以光電傳感技術(shù)檢測(cè)生絲的外觀形態(tài)變化，兩者檢測(cè)方法結(jié)果相互補(bǔ)充從而立體評(píng)判生絲的品質(zhì)。

5.2 檢測(cè)原理

電容檢測(cè)：當(dāng)試樣通過兩個(gè)電容極板時(shí)，電容量的變化與試樣質(zhì)量的變化正相關(guān)，電子檢測(cè)儀計(jì)算出各類疵點(diǎn)大小、個(gè)數(shù)及條干變化。

光電檢測(cè)：光電傳感器采用雙或多光路交叉的檢測(cè)探頭，當(dāng)試樣通過兩個(gè)光電極板時(shí)，對(duì)檢測(cè)樣本進(jìn)行截面投影面積大小進(jìn)行評(píng)判并與試樣平均截面投影面積進(jìn)行比較，計(jì)算出各類疵點(diǎn)大小、個(gè)數(shù)。

6.試驗(yàn)方法

6.1 儀器參數(shù)

檢測(cè)速度：儀器最高使用速度可達(dá)1200m/min，在高速狀態(tài)下，生絲的檢測(cè)張力穩(wěn)定性比較難控制，高速也更容易讓絲膠脫落，對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生比較大的影響，根據(jù)實(shí)際使用情況，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定非浸泡生絲采用600m/min，浸泡生絲可采用1000m/min的速度會(huì)。

預(yù)加張力：預(yù)加張力的確定是根據(jù)生絲纖度的大小以及傳統(tǒng)絡(luò)絲時(shí)保證絲條穩(wěn)定一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。一般為(0.20 ± 0.05) cN/dtex或g/den。

6.2 樣品制取

本標(biāo)準(zhǔn)延續(xù)傳統(tǒng)檢測(cè)按每批600kg組批抽取檢測(cè)樣本。為保證檢驗(yàn)樣品的覆蓋面，絞裝絲：仍采用在批內(nèi)各隨機(jī)抽取24絞，每錠檢測(cè)兩絞樣絲。筒裝絲：在批內(nèi)隨機(jī)抽取12個(gè)筒子,每批檢測(cè)試樣長(zhǎng)度不得少于150km。

6.3? 檢驗(yàn)程序

為保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，開始檢測(cè)前儀器需要打開后進(jìn)行預(yù)熱30min。檢測(cè)樣本可以進(jìn)行接頭進(jìn)行檢測(cè)，接頭不會(huì)包含在疵點(diǎn)范圍內(nèi)。

當(dāng)發(fā)生以下情況時(shí)，樣絲被測(cè)長(zhǎng)度不足所設(shè)定的測(cè)試長(zhǎng)度、樣絲頻繁斷頭、樣絲卷取不正常導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)非正常等試驗(yàn)情況時(shí)，終止試驗(yàn)，重新制取試樣、設(shè)定參數(shù)并試驗(yàn)。

7.檢測(cè)指標(biāo)

7.1? 糙疵

7.1.1 紗疵分級(jí)情況

當(dāng)前紡織行業(yè)棉紗電子檢測(cè)等糙疵長(zhǎng)度設(shè)置為0-1 cm、1-2 cm、2-4 cm、4-8 cm、8-16cm，而在對(duì)生絲進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)到的糙疵比較集中在0-1 cm區(qū)域，無法對(duì)生絲的糙疵大小、類型等統(tǒng)計(jì)分析，不能有效對(duì)生絲品質(zhì)進(jìn)行區(qū)分。

7.1.2 生絲糙疵特征

試驗(yàn)過程中，通過對(duì)檢測(cè)到的生絲主要糙疵進(jìn)行提取，發(fā)現(xiàn)其形態(tài)如下圖1-3所示。

圖1?? 生絲糙疵形態(tài)（一）

圖2?? 生絲糙疵形態(tài)（二）

圖3?? 生絲糙疵形態(tài)（三）

作為動(dòng)物纖維的生絲糙疵特性與短纖紡的棉紗糙疵有非常大的不同，生絲表面光潔、沒有毛羽，糙疵根據(jù)其成因大小都集中在不同的區(qū)域，不能簡(jiǎn)單使用棉紗糙疵分類進(jìn)行區(qū)分。

7.1.3 生絲糙疵分類

傳統(tǒng)生絲檢測(cè)分大糙疵、小糙疵、螺旋、長(zhǎng)結(jié)等，其疵點(diǎn)長(zhǎng)度使用2mm、7mm、10mm、20mm進(jìn)行區(qū)分，經(jīng)過試驗(yàn)，決定仍采用傳統(tǒng)檢測(cè)生絲糙疵長(zhǎng)度的劃分，即：1-2mm、2-7mm、7-10mm、10-20mm、20mm以上五個(gè)長(zhǎng)度區(qū)間。

糙疵大小設(shè)置為+100%、+150%、+250%、+400%，由于生絲質(zhì)量要求比棉紗要高，而且生絲表面沒有毛羽，我們?cè)黾恿?span lang="EN-US">+80%的糙疵區(qū)域，有效的提高生絲的質(zhì)量劃分。糙疵劃分如下圖4所示。

圖4? 生絲糙疵分類圖

整個(gè)糙疵分為25小類（SA、SB、SC、SD、SE區(qū)），糙疵分大糙疵和小糙疵。大糙疵由SA4～SE4、SA3～SE3、SC2～SE2和SD1～SE1區(qū)組成，小糙疵由SA2～SB2、SA1～SC1和SA0～SE0區(qū)組成。大小糙疵的劃分主要考慮大糙疵可以進(jìn)行清糙處理，而小糙疵清糙處理的成本比較高。當(dāng)然大、小糙疵區(qū)域也可根據(jù)用戶要求進(jìn)行調(diào)整。

7.2? 粗節(jié)、細(xì)節(jié)

電容、光電粗、細(xì)節(jié)分類如圖5、圖6所示。粗節(jié)各分為10小類（SF、SG、SH、SI、SJ區(qū)）；細(xì)節(jié)各分10小類（SK、SL、SM、SN、SO區(qū)）。

圖5? 粗、細(xì)節(jié)分類（電容法）

圖6? 粗、細(xì)節(jié)分類（光電法）

電容與光電粗細(xì)節(jié)的長(zhǎng)度設(shè)置一致，在（質(zhì)量和面積）大小設(shè)置上有較大區(qū)別。這是根據(jù)檢測(cè)原理的不同，對(duì)用同樣大小粗細(xì)節(jié)，評(píng)判上存在差異，這樣設(shè)置可以讓同一個(gè)粗細(xì)節(jié)，檢測(cè)時(shí)能夠落在同樣的區(qū)域。

7.3 雪糙SIE

生絲表面會(huì)有很多微小糙疵，雪糙SIE是描述生絲微小糙疵的情況。這里將長(zhǎng)度≤1mm，質(zhì)量或截面面積大于樣絲質(zhì)量或截面積平均值的80%的微小疵點(diǎn)定義為雪糙SIE。

7.4 條干變異系數(shù)

在一定測(cè)試長(zhǎng)度片段間，試樣質(zhì)量的變異系數(shù)，分別衡量試樣不同長(zhǎng)度片段內(nèi)的條干變化。其中，CV_even%是1cm絲條長(zhǎng)度間質(zhì)量變異系數(shù)，CV_5m%是5米絲條長(zhǎng)度間質(zhì)量變異系數(shù)，CV_50m%是50米絲條間的質(zhì)量變異系數(shù)。

如果采用多錠的生絲電子檢測(cè)儀，還可以條干變異系數(shù)CV_between%衡量一批受測(cè)生絲的各絞或各筒樣絲之間的條干變異系數(shù)值，即反映受測(cè)生絲的各絞或各筒樣絲間的質(zhì)量均勻程度。

8.檢測(cè)報(bào)告

??? 生絲電子檢測(cè)報(bào)告應(yīng)給出但不僅限于大糙疵、小糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙（電容法），大糙疵、小糙疵、粗節(jié)、細(xì)節(jié)、雪糙（光電法），以及CV_even%、CV_50m%、CV_between%的檢測(cè)結(jié)果。下圖7是一批生絲的電子檢測(cè)結(jié)果示例。

圖7?? 生絲電子檢測(cè)報(bào)告示例

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9.后記

生絲電子檢測(cè)方法不是對(duì)黑板檢驗(yàn)方法的取代，而是補(bǔ)充和發(fā)展，兩種方法均可以檢驗(yàn)生絲品質(zhì)，但隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，電子化、智能化檢測(cè)是未來發(fā)展趨勢(shì)，且更適合高品質(zhì)生絲的檢驗(yàn)應(yīng)用。我們希望各國(guó)絲綢檢測(cè)機(jī)構(gòu)、織造企業(yè)（用戶）積極應(yīng)用生絲電子檢測(cè)方法，為后續(xù)開展電子檢測(cè)方法分級(jí)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

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生絲電子檢測(cè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目組周穎執(zhí)筆