原棉技術品級評價模型與應用

棉花品級是感官檢驗，是對照品級實物標準結合品級三條件即棉花的成熟程度、色澤特征、軋工質量進行綜合評定。

原棉技術品級是棉紡織企業獨有的綜合評價原棉內在與外觀質量的綜合技術指標，該指標可以綜合反映原棉的品質，其特點是簡明、全面、實用、方便。

 

    原棉技術品級的確定所采用的方法是模糊綜合評價。所謂對原棉品質進行模糊綜合評價，就是采用模糊數學中的模糊分等和隸屬度的概念，對原棉主要品質指標進行總的評價的定量計算方法。它可以計算出原棉的綜合評價指數，并可根據數值的大小，得到所有原棉優劣排列順序。此外，還可對各種原棉品質優劣的原因進行分析。這樣，原棉品質的各項指標便統一于評價指數之中了。這一評價指數稱為原棉技術品級。

 

    對于原棉內在品質優劣評定這一問題，其主要影響因素有上半部平均長度、整齊度指數、斷裂比強度和馬克隆值。評定時先對每一個具體的影響因素評定等級，然后利用加權平均法進行綜合。

根據各個評定因素對原棉評定等級，首先應規定各個評定因素的分級特征值。分級特征值是參照有關標準制定的，可按長絨棉、細絨棉單獨制訂，也可按長絨棉、細絨棉混合制訂。

表4為長絨棉、細絨棉混合分級特征值表，評定因素中的一級、二級為長絨棉，范圍區間為[≥1.0；≤2.0]；評定因素中的三級、四級、五級為細絨棉，范圍區間為[＞2.0；≤5.0]。

 

項目	長絨棉		細絨棉
評定因素/級別	一級	二級	三級	四級	五級
上半部長度（mm）	≥36.0	≥33.0；<36.0	≥29.0；<33.0	≥26.0；<29.0	<26.0
馬克隆值	≥3.65；<4.25	≥3.45；<3.65	≥4.25；<4.95	<3.45	≥4.95
斷裂比強度（cN/tex）	≥38.0	≥36.0；<38.0	≥32.0；<36.0	≥28.0；<32.0	<28.0
整齊度指數（％）	≥85.0	≥83.0；<85.0	≥80.0；<83.0	≥77.0；<80.0	<77.0

  

正向指標的隸屬函數為： 

 

反向指標的隸屬函數為：

這樣，對于某一批原棉，將不再是僅能屬于某一等級，而是可能以不同的隸屬度歸屬于不同的等級。

對于原棉上半部長度、整齊度指數、斷裂比強度的評定等級，用"[0，1]"度量法。馬克隆值為非線性，用"0-1" 度量法分段處理。

 

原棉技術品級內在質量評價模型如下：

式中：

技術品級的物理意義為各原棉品質的模糊等級值。顯然，技術品級數值愈小，則該原棉的品質越好。

    原棉技術品級外觀質量評價為棉花的顏色指標。顏色指標如下：

（1） 反射率：表示棉花樣品反射光的明暗程度,以Rd表示。

（2） 黃色深度：表示棉花黃色色調的深淺程度,以+b表示。

（3） 色特征級：依據棉花色特征劃分的級別。棉花樣品的反射率（Rd）和黃色深度(＋b)測試值在棉花色特征圖上的位置所確定的級別。

HVI快速棉花測試儀測出棉花樣品的反射率（Rd）和黃色深度(＋b)的測試值，在棉花色特征圖上的位置所對應的色特征級，即為該棉花樣品的色特征級。即（Rd，＋b）值落在色特征圖上的位置，就可以確定該樣品的色特征級。

（1）色特征級的劃分。棉花按色特征分為3種類型13個級。色特征級用兩位數字表示，第一位是級別，第二位是類型。類型分白棉、淡黃染棉、黃染棉。白棉分6級，代號分別為：11、21、31、41、51、61；淡黃染棉分4級，代號分別為：12、22、32、42；黃染棉分3級，代號分別為：13、23、33；31為色特征標準級。

（2）色特征圖。色特征級的分布和范圍由色特征圖表示，各分布范圍有各自的一組方程式（略）。

棉花的品級與色特征級的評定都要考慮棉花的顏色，這兩項指標主要反映棉花的外觀特征，但兩者的檢驗方法、含義及其各自在標準的質量指標體系中所占的權重等方面都存在很大差異。棉花品級是感官檢驗，而棉花的色特征級是通過HVI測試棉花的反射率（Rd）、黃色深度（＋ｂ）及其在色特征圖上的位置來確定的，它僅根據棉花表面的顏色特性確定。

棉花品級不分類型，而色特征級將棉花分白棉、淡黃染棉、黃染棉三個類型，因此棉花的品級與色特征級二者之間不可能一一對應，也無法進行轉換。同一品級的棉花，色特征級不一定相同；同一色特征級的棉花品級不一定相同；色特征值相同，品級不一定相同。色特征級高的棉花外觀上不一定比色特征級低的棉花好，品級高的棉花的Rd、+b不一定比品級低的棉花好。從總體上說，色特征級高的棉花品級也高，色特征級低的棉花品級也低。色特征級高的棉花，品級沒有太低的；色特征級低的棉花，品級沒有太高的。

表5是部分細絨棉和長絨棉的技術品級，可以看出，技術品級能全面反映原棉的內在質量。

 

Tab.5 The technical grade of raw cotton  

序號	棉花商業 等級代號	產地	原棉主要指標				技術品級
			上半部 長 度	整齊度 指 數	斷 裂 比強度	馬克 隆值	內在質量	外觀質量 （色特征級）
1	137A	新疆	36.56	87.70	39.80	4.10	1.00	白棉 21
2	137B2	新疆	35.97	86.40	42.70	4.40	1.75	白棉 31
4	137B2	新疆	35.85	85.50	41.50	4.50	1.76	白棉 21
3	137B2	新疆	35.47	85.80	42.30	4.40	1.80	白棉 21
7	130A	新疆	30.36	83.90	27.20	4.10	3.05	白棉 31
6	329A	新疆	30.31	83.90	27.50	3.65	3.06	白棉 11
5	231C1	新疆	32.13	83.60	37.30	3.10	3.07	白棉 11
10	230B2	新疆	30.12	85.50	28.70	4.35	3.15	白棉 21
9	329A	山東	28.88	82.50	27.80	4.10	3.30	白棉 21
8	328A	美棉	27.89	81.40	30.30	3.69	3.34	白棉 21
12	328A	美棉	27.84	80.20	29.40	3.70	3.49	白棉 11
15	329B1	新疆	29.69	82.20	26.40	3.60	3.53	白棉 21
17	230B2	新疆	30.01	84.20	27.00	4.30	3.54	白棉 21
11	328B2	美棉	28.11	81.30	34.80	4.73	3.54	白棉 41
13	329B2	印度	29.59	83.60	29.20	4.30	3.56	白棉 21
16	329B2	山東	29.46	83.60	28.60	4.40	3.62	白棉 11
18	329B2	山東	29.54	83.40	28.70	4.40	3.64	白棉 11
14	231C1	新疆	31.14	83.30	31.00	3.30	3.65	白棉 11
19	328B1	美棉	28.37	81.00	28.60	3.52	3.68	白棉 21
20	329B2	新疆	29.13	83.30	28.40	4.90	3.68	白棉 11
23	329B2	印度	29.94	82.80	27.10	4.60	3.76	白棉 31
21	329B2	印度	29.40	82.30	28.40	4.40	3.76	白棉 31
22	329B2	新疆	28.30	82.90	28.60	4.30	3.78	白棉 11
24	329B2	山東	28.83	82.50	28.30	4.30	3.80	白棉 21
25	329B2	新疆	28.68	82.00	28.70	4.80	3.83	白棉 11
26	328B2	美棉	27.49	80.60	30.40	4.44	3.93	白棉 21
27	328B2	美棉	28.04	80.70	29.10	4.44	3.97	白棉 21
28	328B2	美棉	27.25	80.90	29.30	4.45	4.00	白棉 31
29	328C2	美棉	27.76	80.20	30.90	5.01	4.42	白棉 31
30	328C2	美棉	27.82	80.20	28.80	5.20	4.53	白棉 21