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生丝电子检测试验方法国际标准简介
来源：生丝电子检测国际标准项目组 | 作者：佚名 | 发布日期： 2016-05-18 | 阅读次数：1011次
1.前言
生丝是天然纤维之一，属绿色环保可再生纤维，是生产真丝绸面料的主要原料，也是丝绸业中“承上启下”重要的初级产品。长期以来，各国生丝检测技术均采用传统的黑板检验来评定等级，其检验结果受检验人员的目光、素质、经验及情绪影响等问题，难以客观获得生丝条干、疵点等方面的质量情况。为此，欧洲、日本、中国等丝绸界均进行了大量的生丝电子检测技术研究，取得相应的技术成果。欧洲等国早在上世纪八十、九十年代就曾尝试采用USTERT-3条干均匀度仪进行生丝电子检验的研究，但因检验效率等问题在世界范围内无法得到推广。日本致力于生丝电子检测技术研究与开发也有20余年，如上世纪七十年代的光电式自动检测系统，九十年代的CCD图象传感和半导体激光传感相结合的自动检测系统等。中国也于上世纪80年代中期就开始着手了生丝电子检测技术的研究，先后对基于光电倍增管的匀度自动检验仪、基于CCD图象传感器技术的“生丝匀度清洁洁净检验仪”等进行研究，并曾引进过Uster-1和3型条干均匀度仪开展了大量的生丝电子检测可行性试验与研究，但因检验效率或生丝特有疵点（如裂丝、节等）无法检测而停止，在总结上述研究经验的基础上又提出了“光电+电容”传感及多锭检测的技术路线，进行了大量的检测试验及数据比对，并于2007年、2009年召开的中国国际丝绸论坛上与各国专家进行技术交流和沟通。
经过多年的技术研究与国际交流，“光电+电容”组合式生丝电子检测技术路线为各国所熟悉，并开始逐渐接受。为加快推广生丝电子检测技术，顺应丝绸行业发展需求，中国于2009年提出了《生丝电子检测试验方法》国际标准新工作项目提案，得到了意大利、日本、瑞士、法国、印度等国支持并派专家参与项目研制。各国专家均提出了大量有益的意见或建议，如日本专家提出电子检测过程中应使生丝保持调湿状态，意大利专家提出要进行国际生丝电子检测比对试验，瑞士专家提出要在标准中明确检测设备的技术要求，法国、印度专家提出要采用包括中国以外的生丝进行传统和黑板比对检测试验。标准起草小组根据各国专家的意见与建议，进行了大量的生丝电子检测及与传统检测比对试验，多次有针对性地对标准进行了的修改和完善，最终形成标准终稿。
2.研制过程
本标准历经ISO导则所规定的七个研制阶段（见表1）,组织召开或参加五次ISO国际工作组会议,开展生丝电子检测、传统检测等各类试验比对和分析，发布了数篇研究论文及试验报告(ISO官网),标准草案经过多次修改和完善，并在ISO/TC38/SC23成员国五轮投票中均获高比例赞成票通过。在各国专家共同努力下，历经四年的研制，ISO 15625：2014 《生丝 疵点、条干电子检测试验方法》国际标准正式被批准发布。
3.标准适用范围
本标准适用适用于所有浸泡或非浸泡的绞装或筒装生丝，其中纤度范围为13.3dtex～76.7dtex（12D-69D）。
在非浸泡丝检验的基础上，有关国家提出使用浸泡生丝更具有实际意义，本标准也进行了一些浸泡生丝的检测试验，将浸泡生丝纳入检测范围，用户可以根据自己的需要，采用浸泡或非浸泡生丝进行检测。
4.术语与定义
由于生丝电子检测方法是一个全新的检测体系，标准对一些关键的术语进行了定义，确保使用本标准时在理解上的一致性。分别有电子检测试验方法、糙疵、粗节、细节、雪糙、条干变异系数CVeven%, CV5m% , CV50m%，CVbetween%等。
其中糙疵、粗节、细节、雪糙、条干变异系数是电子检测试验方法中对生丝品质评价的主要检测指标，与生丝黑板检测方法中的清洁、洁净、匀度及纤度偏差有异曲同工之处。
5.检测仪器和原理
5.1 测试仪器
生丝电子检测仪主要由光电、电容检测装置，信号处理单元，设备支撑体等三部分组成，可以采用电容传感技术检测生丝的质量变化、以光电传感技术检测生丝的外观形态变化，两者检测方法结果相互补充从而立体评判生丝的品质。
5.2 检测原理
电容检测：当试样通过两个电容极板时，电容量的变化与试样质量的变化正相关，电子检测仪计算出各类疵点大小、个数及条干变化。
光电检测：光电传感器采用双或多光路交叉的检测探头，当试样通过两个光电极板时，对检测样本进行截面投影面积大小进行评判并与试样平均截面投影面积进行比较，计算出各类疵点大小、个数。
6.试验方法
6.1 仪器参数
检测速度：仪器最高使用速度可达1200m/min，在高速状态下，生丝的检测张力稳定性比较难控制，高速也更容易让丝胶脱落，对检测结果产生比较大的影响，根据实际使用情况，标准规定非浸泡生丝采用600m/min，浸泡生丝可采用1000m/min的速度会。
预加张力：预加张力的确定是根据生丝纤度的大小以及传统络丝时保证丝条稳定一个经验值。一般为(0.20 ± 0.05) cN/dtex或g/den。
6.2 样品制取
本标准延续传统检测按每批600kg组批抽取检测样本。为保证检验样品的覆盖面，绞装丝：仍采用在批内各随机抽取24绞，每锭检测两绞样丝。筒装丝：在批内随机抽取12个筒子,每批检测试样长度不得少于150km。
6.3 检验程序
为保证检测数据的稳定，开始检测前仪器需要打开后进行预热30min。检测样本可以进行接头进行检测，接头不会包含在疵点范围内。
当发生以下情况时，样丝被测长度不足所设定的测试长度、样丝频繁断头、样丝卷取不正常导致检测数据非正常等试验情况时，终止试验，重新制取试样、设定参数并试验。
7.检测指标
7.1 糙疵
7.1.1 纱疵分级情况
当前纺织行业棉纱电子检测等糙疵长度设置为0-1 cm、1-2 cm、2-4 cm、4-8 cm、8-16cm，而在对生丝进行试验后发现，检测到的糙疵比较集中在0-1 cm区域，无法对生丝的糙疵大小、类型等统计分析，不能有效对生丝品质进行区分。
7.1.2 生丝糙疵特征
试验过程中，通过对检测到的生丝主要糙疵进行提取，发现其形态如下图1-3所示。
图1 生丝糙疵形态（一）
作为动物纤维的生丝糙疵特性与短纤纺的棉纱糙疵有非常大的不同，生丝表面光洁、没有毛羽，糙疵根据其成因大小都集中在不同的区域，不能简单使用棉纱糙疵分类进行区分。
7.1.3 生丝糙疵分类
传统生丝检测分大糙疵、小糙疵、螺旋、长结等，其疵点长度使用2mm、7mm、10mm、20mm进行区分，经过试验，决定仍采用传统检测生丝糙疵长度的划分，即：1-2mm、2-7mm、7-10mm、10-20mm、20mm以上五个长度区间。
糙疵大小设置为+100%、+150%、+250%、+400%，由于生丝质量要求比棉纱要高，而且生丝表面没有毛羽，我们增加了+80%的糙疵区域，有效的提高生丝的质量划分。糙疵划分如下图4所示。
图4 生丝糙疵分类图
整个糙疵分为25小类（SA、SB、SC、SD、SE区），糙疵分大糙疵和小糙疵。大糙疵由SA4～SE4、SA3～SE3、SC2～SE2和SD1～SE1区组成，小糙疵由SA2～SB2、SA1～SC1和SA0～SE0区组成。大小糙疵的划分主要考虑大糙疵可以进行清糙处理，而小糙疵清糙处理的成本比较高。当然大、小糙疵区域也可根据用户要求进行调整。
7.2 粗节、细节
电容、光电粗、细节分类如图5、图6所示。粗节各分为10小类（SF、SG、SH、SI、SJ区）；细节各分10小类（SK、SL、SM、SN、SO区）。
电容与光电粗细节的长度设置一致，在（质量和面积）大小设置上有较大区别。这是根据检测原理的不同，对用同样大小粗细节，评判上存在差异，这样设置可以让同一个粗细节，检测时能够落在同样的区域。
7.3 雪糙SIE
生丝表面会有很多微小糙疵，雪糙SIE是描述生丝微小糙疵的情况。这里将长度≤1mm，质量或截面面积大于样丝质量或截面积平均值的80%的微小疵点定义为雪糙SIE。
7.4 条干变异系数
在一定测试长度片段间，试样质量的变异系数，分别衡量试样不同长度片段内的条干变化。其中，CVeven%是1cm丝条长度间质量变异系数，CV5m%是5米丝条长度间质量变异系数，CV50m%是50米丝条间的质量变异系数。
如果采用多锭的生丝电子检测仪，还可以条干变异系数CVbetween%衡量一批受测生丝的各绞或各筒样丝之间的条干变异系数值，即反映受测生丝的各绞或各筒样丝间的质量均匀程度。
7.检测报告
生丝电子检测报告应给出但不仅限于大糙疵、小糙疵、粗节、细节、雪糙（电容法），大糙疵、小糙疵、粗节、细节、雪糙（光电法），以及CVeven%、CV50m%、CVbetween%的检测结果。下图7是一批生丝的电子检测结果示例。
9.后记
生丝电子检测方法不是对黑板检验方法的取代，而是补充和发展，两种方法均可以检验生丝品质，但随着现代科技的发展，电子化、智能化检测是未来发展趋势，且更适合高品质生丝的检验应用。我们希望各国丝绸检测机构、织造企业（用户）积极应用生丝电子检测方法，为后续开展电子检测方法分级奠定技术基础。
生丝是天然纤维之一，属绿色环保可再生纤维，是生产真丝绸面料的主要原料，也是丝绸业中“承上启下”重要的初级产品。长期以来，各国生丝检测技术均采用传统的黑板检验来评定等级，其检验结果受检验人员的目光、素质、经验及情绪影响等问题，难以客观获得生丝条干、疵点等方面的质量情况。为此，欧洲、日本、中国等丝绸界均进行了大量的生丝电子检测技术研究，取得相应的技术成果。欧洲等国早在上世纪八十、九十年代就曾尝试采用USTERT-3条干均匀度仪进行生丝电子检验的研究，但因检验效率等问题在世界范围内无法得到推广。日本致力于生丝电子检测技术研究与开发也有20余年，如上世纪七十年代的光电式自动检测系统，九十年代的CCD图象传感和半导体激光传感相结合的自动检测系统等。中国也于上世纪80年代中期就开始着手了生丝电子检测技术的研究，先后对基于光电倍增管的匀度自动检验仪、基于CCD图象传感器技术的“生丝匀度清洁洁净检验仪”等进行研究，并曾引进过Uster-1和3型条干均匀度仪开展了大量的生丝电子检测可行性试验与研究，但因检验效率或生丝特有疵点（如裂丝、节等）无法检测而停止，在总结上述研究经验的基础上又提出了“光电+电容”传感及多锭检测的技术路线，进行了大量的检测试验及数据比对，并于2007年、2009年召开的中国国际丝绸论坛上与各国专家进行技术交流和沟通。
经过多年的技术研究与国际交流，“光电+电容”组合式生丝电子检测技术路线为各国所熟悉，并开始逐渐接受。为加快推广生丝电子检测技术，顺应丝绸行业发展需求，中国于2009年提出了《生丝电子检测试验方法》国际标准新工作项目提案，得到了意大利、日本、瑞士、法国、印度等国支持并派专家参与项目研制。各国专家均提出了大量有益的意见或建议，如日本专家提出电子检测过程中应使生丝保持调湿状态，意大利专家提出要进行国际生丝电子检测比对试验，瑞士专家提出要在标准中明确检测设备的技术要求，法国、印度专家提出要采用包括中国以外的生丝进行传统和黑板比对检测试验。标准起草小组根据各国专家的意见与建议，进行了大量的生丝电子检测及与传统检测比对试验，多次有针对性地对标准进行了的修改和完善，最终形成标准终稿。
2.研制过程
本标准历经ISO导则所规定的七个研制阶段（见表1）,组织召开或参加五次ISO国际工作组会议,开展生丝电子检测、传统检测等各类试验比对和分析，发布了数篇研究论文及试验报告(ISO官网),标准草案经过多次修改和完善，并在ISO/TC38/SC23成员国五轮投票中均获高比例赞成票通过。在各国专家共同努力下，历经四年的研制，ISO 15625：2014 《生丝 疵点、条干电子检测试验方法》国际标准正式被批准发布。
表1 ISO导则所规定的7个研制阶段
3.标准适用范围
本标准适用适用于所有浸泡或非浸泡的绞装或筒装生丝，其中纤度范围为13.3dtex～76.7dtex（12D-69D）。
在非浸泡丝检验的基础上，有关国家提出使用浸泡生丝更具有实际意义，本标准也进行了一些浸泡生丝的检测试验，将浸泡生丝纳入检测范围，用户可以根据自己的需要，采用浸泡或非浸泡生丝进行检测。
4.术语与定义
由于生丝电子检测方法是一个全新的检测体系，标准对一些关键的术语进行了定义，确保使用本标准时在理解上的一致性。分别有电子检测试验方法、糙疵、粗节、细节、雪糙、条干变异系数CVeven%, CV5m% , CV50m%，CVbetween%等。
其中糙疵、粗节、细节、雪糙、条干变异系数是电子检测试验方法中对生丝品质评价的主要检测指标，与生丝黑板检测方法中的清洁、洁净、匀度及纤度偏差有异曲同工之处。
5.检测仪器和原理
5.1 测试仪器
生丝电子检测仪主要由光电、电容检测装置，信号处理单元，设备支撑体等三部分组成，可以采用电容传感技术检测生丝的质量变化、以光电传感技术检测生丝的外观形态变化，两者检测方法结果相互补充从而立体评判生丝的品质。
5.2 检测原理
电容检测：当试样通过两个电容极板时，电容量的变化与试样质量的变化正相关，电子检测仪计算出各类疵点大小、个数及条干变化。
光电检测：光电传感器采用双或多光路交叉的检测探头，当试样通过两个光电极板时，对检测样本进行截面投影面积大小进行评判并与试样平均截面投影面积进行比较，计算出各类疵点大小、个数。
6.试验方法
6.1 仪器参数
检测速度：仪器最高使用速度可达1200m/min，在高速状态下，生丝的检测张力稳定性比较难控制，高速也更容易让丝胶脱落，对检测结果产生比较大的影响，根据实际使用情况，标准规定非浸泡生丝采用600m/min，浸泡生丝可采用1000m/min的速度会。
预加张力：预加张力的确定是根据生丝纤度的大小以及传统络丝时保证丝条稳定一个经验值。一般为(0.20 ± 0.05) cN/dtex或g/den。
6.2 样品制取
本标准延续传统检测按每批600kg组批抽取检测样本。为保证检验样品的覆盖面，绞装丝：仍采用在批内各随机抽取24绞，每锭检测两绞样丝。筒装丝：在批内随机抽取12个筒子,每批检测试样长度不得少于150km。
6.3 检验程序
为保证检测数据的稳定，开始检测前仪器需要打开后进行预热30min。检测样本可以进行接头进行检测，接头不会包含在疵点范围内。
当发生以下情况时，样丝被测长度不足所设定的测试长度、样丝频繁断头、样丝卷取不正常导致检测数据非正常等试验情况时，终止试验，重新制取试样、设定参数并试验。
7.检测指标
7.1 糙疵
7.1.1 纱疵分级情况
当前纺织行业棉纱电子检测等糙疵长度设置为0-1 cm、1-2 cm、2-4 cm、4-8 cm、8-16cm，而在对生丝进行试验后发现，检测到的糙疵比较集中在0-1 cm区域，无法对生丝的糙疵大小、类型等统计分析，不能有效对生丝品质进行区分。
7.1.2 生丝糙疵特征
试验过程中，通过对检测到的生丝主要糙疵进行提取，发现其形态如下图1-3所示。
图1 生丝糙疵形态（一）
图2 生丝糙疵形态（二）
图3 生丝糙疵形态（三）
图3 生丝糙疵形态（三）
作为动物纤维的生丝糙疵特性与短纤纺的棉纱糙疵有非常大的不同，生丝表面光洁、没有毛羽，糙疵根据其成因大小都集中在不同的区域，不能简单使用棉纱糙疵分类进行区分。
7.1.3 生丝糙疵分类
传统生丝检测分大糙疵、小糙疵、螺旋、长结等，其疵点长度使用2mm、7mm、10mm、20mm进行区分，经过试验，决定仍采用传统检测生丝糙疵长度的划分，即：1-2mm、2-7mm、7-10mm、10-20mm、20mm以上五个长度区间。
糙疵大小设置为+100%、+150%、+250%、+400%，由于生丝质量要求比棉纱要高，而且生丝表面没有毛羽，我们增加了+80%的糙疵区域，有效的提高生丝的质量划分。糙疵划分如下图4所示。
图4 生丝糙疵分类图
整个糙疵分为25小类（SA、SB、SC、SD、SE区），糙疵分大糙疵和小糙疵。大糙疵由SA4～SE4、SA3～SE3、SC2～SE2和SD1～SE1区组成，小糙疵由SA2～SB2、SA1～SC1和SA0～SE0区组成。大小糙疵的划分主要考虑大糙疵可以进行清糙处理，而小糙疵清糙处理的成本比较高。当然大、小糙疵区域也可根据用户要求进行调整。
7.2 粗节、细节
电容、光电粗、细节分类如图5、图6所示。粗节各分为10小类（SF、SG、SH、SI、SJ区）；细节各分10小类（SK、SL、SM、SN、SO区）。
图5 粗、细节分类（电容法）
图6 粗、细节分类（光电法）
电容与光电粗细节的长度设置一致，在（质量和面积）大小设置上有较大区别。这是根据检测原理的不同，对用同样大小粗细节，评判上存在差异，这样设置可以让同一个粗细节，检测时能够落在同样的区域。
7.3 雪糙SIE
生丝表面会有很多微小糙疵，雪糙SIE是描述生丝微小糙疵的情况。这里将长度≤1mm，质量或截面面积大于样丝质量或截面积平均值的80%的微小疵点定义为雪糙SIE。
7.4 条干变异系数
在一定测试长度片段间，试样质量的变异系数，分别衡量试样不同长度片段内的条干变化。其中，CVeven%是1cm丝条长度间质量变异系数，CV5m%是5米丝条长度间质量变异系数，CV50m%是50米丝条间的质量变异系数。
如果采用多锭的生丝电子检测仪，还可以条干变异系数CVbetween%衡量一批受测生丝的各绞或各筒样丝之间的条干变异系数值，即反映受测生丝的各绞或各筒样丝间的质量均匀程度。
7.检测报告
生丝电子检测报告应给出但不仅限于大糙疵、小糙疵、粗节、细节、雪糙（电容法），大糙疵、小糙疵、粗节、细节、雪糙（光电法），以及CVeven%、CV50m%、CVbetween%的检测结果。下图7是一批生丝的电子检测结果示例。
图7 生丝电子检测报告示例
9.后记
生丝电子检测方法不是对黑板检验方法的取代，而是补充和发展，两种方法均可以检验生丝品质，但随着现代科技的发展，电子化、智能化检测是未来发展趋势，且更适合高品质生丝的检验应用。我们希望各国丝绸检测机构、织造企业（用户）积极应用生丝电子检测方法，为后续开展电子检测方法分级奠定技术基础。
