做好HVI質量能力驗證實驗提高檢驗質量

■劉昆東

〔新疆阿拉爾棉花檢驗測試中心，新疆阿拉爾843300〕

為進一步提高棉花公證檢驗質量，按照中國纖維質量監測中心通知要求，阿拉爾實驗室組織對HVI（棉花纖維大容量快速測試儀簡稱HVI）進行質量能力驗證實驗。HVI是棉花儀器化公證檢驗的關鍵設備，其運行狀態跟檢驗質量息息相關。HVI質量驗證實驗是從質量源頭抓起，保證儀器準確穩定運行的有效方式。此實驗能夠最大程度發現因HVI儀器自身故障原因而引起的測試數據異常，避免測試數據不準確而產生質量糾紛，進一步保證檢測數據真實、準確、可靠，提升棉花公證檢驗實驗室的公信力。確保棉花生產加工企業和紡織企業供需雙方搭建起有效的平臺，從源頭抓好棉花質量，促進優質優價的品牌效益，為形成良好市場環境打下堅實基礎。HVI質量驗證實驗通過對實驗室現有HVI的進行實驗數據分析對比，對主要指標進行量化驗證，是儀器測試狀態的晴雨表，若此儀器質量能力驗證實驗不通過，將不能正常投入使用。筆者通過舉例部分HVI儀器的實驗原始數據，分析比對并找出儀器產生異常數據的原因，不足之處，敬請同行批評指正。

一、HVI質量能力驗證簡要說明和實驗步驟

此次HVI質量能力驗證實驗通過測試馬克隆從低值到高值6個馬克隆標準樣品（6次/個），從低值到高值6個長/強標準樣品（12次/個）。統計數據包括平均值、極差、標準差與變異系數。各項指標設定允差范圍，通過此實驗能夠客觀反映出儀器測試數據的準確性、離散性和穩定性。

1.收到實驗樣品后，首先確認收到實驗樣品，對照標準值修改對應參數，并下載相應能力驗證實驗方案和相關實驗參數。

2.實驗標準樣品平衡48小時以上，控制實驗室大氣環境，溫度為20 ℃±2 ℃，濕度為65%±3%。

3.質量驗證實驗前HVI儀器各模塊需進行校準，并通過校準檢查。

4.此次實驗樣品的標準值和允差范圍（見表1）。

表1 HVI質量能力驗證實驗標準樣品標準值和允差范圍

5.實驗步驟：模塊測試——質量能力驗證實驗——馬克隆模塊（6個試樣，6次/個）——長強模塊（6個試樣，12次/個）——通過質量能力驗證實驗。

6.質量驗證實驗過程中，認真測試每組樣品查看每組測試數據是否在允差范圍，若超出允差則實驗不能通過。

二、HVI實驗數據分析（例舉1臺）

（一）馬克隆實驗測試原始數據

樣品編號1-2為低馬克隆值樣品，樣品編號3-4為中等馬克隆值樣品，樣品編號5-6為高馬克隆值樣品（見表2）。

數據分析：從測試平均值與標準值準確度來看（見圖1），Mic3平均值和標準值相差0.06，偏差較大；Mic1號和Mic5號樣品平均值和標準值相差0.01，測試準確。從變異系數來看，Mic5號樣品變異系數為0.98%，離散度大，高馬克隆值樣品數據不穩定；Mic4號樣品變異系數為0.23%，離散度小，測試值較穩定。

圖1 同一機臺馬克隆測試數據對比

（二）機臺1長/強模塊數據分析

長/強模塊測試原始數據如表2（樣品編號1-2為長度偏短，強度較弱樣品，樣品編號3-4為中等樣品，樣品編號5-6為長度較長，強度較強樣品。其中差異系數=標準差/平均值×100%，差異系數是反映數據離散度的指標，一般不超過5%。因長/強模塊強度測試結果需要根據樣品馬克隆進行換算得到，長/強模塊中測試出的馬克隆值數據，僅供參考不做分析比對。極差數據反映相鄰兩次數據的離散程度，因極差數需要動態分析，隨時需要暫停或者重復實驗，極差數據不做分析比對（長/強模塊詳見表2）。

表2 同一機臺馬克隆測試數據

長/強樣品1測試數據：馬克隆標準值4.14，測試值4.17，正超差0.03；長度標準值24.38 mm，測試值24.71 mm，正超差0.33 mm；強度標準值23.4 cN/tex，測試值23.2 cN/tex，負超差0.2 cN/tex；整齊度標準值77%，測試值77.18%，整齊度指數正超差0.18%。

長度標準差0.31 mm，變異系數1.26%；強度標準差0.92 cN/tex，變異系數3.97%；整齊度標準差0.59%，變異系數0.76%（詳見表3）。

表3 樣品1測試數據

長/強樣品2測試數據：馬克隆標準值4.48，測試值4.53，正超差0.05；長度標準值25.53 mm，測試值25.53 mm，超差0.0 mm；強度標準值24.1 cN/tex，測試值24.3 cN/tex，負超差0.2 cN/tex；整齊度標準值80.0%，測試值79.9%，整齊度指數負超差0.1%。長度標準差0.28 mm，變異系數1.1%；強度標準差0.3 cN/tex，變異系數1.2%；整齊度標準差0.41%，變異系數0.5%（詳見表4）。

表4 樣品2測試數據

長/強樣品3測試數據：馬克隆標準值4.2，測試值4.22，正超差0.02；長度標準值26.31，測試值26.26，負超差0.05 mm；強度標準值28.9 cN/tex，測試值28.6 cN/tex，負超差0.2 cN/tex；整齊度標準值79.6%，測試值78.9%，負超差0.7%。長度標準差0.31 mm，變異系數1.41%；強度標準差0.13 cN/tex，變異系數0.45%；整齊度標準差0.29%，變異系數0.37%（詳見表5）。

表5 樣品3測試數據

長/強樣品4測試數據：馬克隆標準值4.16，測試值4.18，正超差0.02；長度標準值28.78 mm，測試值28.56 mm，負超差0.22 mm；強度標準值30.7 cN/tex，測試值30.1 cN/tex，負超差0.6 cN/tex；整齊度標準值79.9%，測試值79.06%，負超差0.84%。長度標準差0.28 mm，變異系數0.98%；強度標準差0.97 cN/tex，變異系數3.22%；整齊度標準差0.61%，變異系數0.77%（詳見表6）。

表6 樣品4測試數據

長/強樣品5測試數據：馬克隆標準值4.33，測試值4.39，正超差0.06；長度標準值29.82 mm，測試值29.72 mm，負超差0.1 mm；強度標準值34.1 cN/tex，測試值34.12 cN/tex，正超差0.02 cN/tex；整齊度標準值83.6%，測試值83.7%，正超差0.1%。長度標準差0.28 mm，變異系數0.94%；強度標準差0.79 cN/tex，變異系數2.32%；整齊度標準差0.34%，變異系數0.41%（詳見表7）。

表7 樣品5測試數據

長/強樣品6測試數據：馬克隆標準值4.3，測試值4.28，負超差0.02；長度標準值30.23 mm，測試值30.09 mm，負超差0.14 mm；強度標準值35.9 cN/tex，測試值36.3 cN/tex，正超差0.4 cN/tex；整齊度標準值83.8%，測試值83.7%，整齊度指數負超差0.1%。長度標準差0.18 mm，變異系數0.6%；強度標準差0.57 cN/tex，變異系數1.57%；整齊度標準差0.29%，變異系數0.35%（詳見表8）。

表8 樣品6測試數據

（三）HVI機臺1長/強模塊實驗綜合評價

從平均值與標準值差值來看（見圖2）：L/S樣品-1、L/S樣品-2、L/S樣品-5、L/S樣品-6，長度、強度和整齊度指數三項指標存在正負超差，均在允差范圍；L/S樣品-3、L/S樣品-4、長度、強度和整齊度指數三項指標存在明顯負超差，并且整齊度指標偏差較大。

圖2 同一機臺長/強實驗數據分析

從長度、強度、整齊度指數差異系數來看（見圖3）：L/S樣品2、L/S樣品3、L/S樣品5、L/S樣品6，測試數據差異系數較小，測試數據較穩定；L/S樣品1、L/S樣品4、差異系數較大，測試數據離散度大，測試較不穩定。

圖3 同一機臺差異系數數據分析

三、不同機臺數據分析比對

選取5臺HVI做數據比對，其中馬克隆實驗數據如圖4所示。

圖4 HVI機臺馬克隆模塊實驗比對

從測試平均值和標準值差值看，均不同程度存在超差，機臺1超差0.04，幅度較小；機臺2、機臺3，Mic樣品3超差0.08，存在一項較大幅度正超差；機臺4測試Mic樣品3超差-0.1，存在1項較大幅度負超差；機臺5測試樣品2和樣品3超差0.08，存在兩項較大幅度正超差。據此實驗數據，雖均在允差范圍，但仍需針對不同機臺不同測試樣品的具體情況，檢查儀器設備，進一步提高馬克隆測試準確性。

從馬克隆測試差異系數來看（見圖5），機臺1、機臺3和機臺5綜合綜合差異系數較大，數據離散大；機臺2和機臺4綜合差異系數小，測試數據較穩定。

圖5 不同機臺馬克隆差異系數數據對比圖

（一）不同機臺長/強模塊數據分析

HVI的長度、強度、整齊度指數測試對比數據見表9（L1，S1，U1-L5，S5，U5標識分別表示HVI機臺1-機臺5的長度、強度和整齊度差異數據）。

表9 不同機臺HVI的長度、強度、整齊度指數測試對比數據

從實驗測試平均值和標準值之間的差值來看：

機臺1長度和強度差值小，測試準確；整齊度4個樣品出現負超差，最大超差-0.84%。

機臺2長度指標差值小，測試準確，強度指標5個樣品出現正超差，說明機臺2強度測試值偏大；整齊度6個樣品出現負超差，最大差值-0.84%。

機臺3長度和整齊度指標偏差小，測試準確；強度測試中6個樣品均出現負超差，最大超差-0.9 cN/tex，強度測試值偏低。

機臺4長度和整齊度指標較好，個別樣品測試偏差幅度大，樣品1長度超差0.35 mm，樣品2整齊度超差0.80%，強度測試值有4個樣品強度出現正超差，樣品2強度偏差1.3 cN/tex。

機臺5，長強和強度存在明顯負超差，整齊度既有正超差也有負超差，長度最大超差-0.35 mm，4個樣品長度負超差，強度測試值有5個樣品出現正超差，強度最大偏差-1.2 cN/tex，整齊度測試中樣品6差值-0.9%，樣品3差值0.8%。

從與標準值比較來看（見圖6），各機臺差值均在允差范圍內，但差距各有不同，需要根據長度、強度、整齊度具體情況，針對儀器設備進行進一步檢查，使儀器達到最佳測試狀態。

圖6 不同機臺長/強數據差值對比

從綜合長/強測試差異系數來看（見圖7），機臺1長/強數據差異系數大，數據離散度高，測試值不穩定；機臺2和機臺3長/強數據差異系數小，測試穩定；機臺4和機臺5長/強差異系數略大，測試穩定性一般。

圖7 不同HVI機臺長/強差異系數對比

四、存在的問題及建議

存在測試值與標準值偏差較大的情況，可以重新進行校準，匹配新的參數；出現極差超差的情況，要檢查儀器兩個夾持器運行狀態，解決一致性的問題。出現標準差超差的情況，說明儀器測試數據離散程度高，測試值不穩定，需要檢查儀器軟件硬件設置，電壓、傳感器、數據傳輸等存在問題。存在對測試中異常數據的認識不到位的情況，對個別指標異常的情況，要有針對性的對儀器各組件進行檢查調整設置。

綜上所述，質量驗證能力實驗是提升檢驗質量的有效方式。通過質量驗證實驗，測試數據的準確性、穩定性得以充分顯現，能夠發現HVI儀器日常運行中難以暴露的問題，幫助維修人員更好地檢修儀器。實驗室在做好實驗室管理、溫濕度環境控制、標準樣品管理等方面工作的同時，更需要對儀器的使用狀態有充分認識。質量驗證能力實驗能有效量化儀器各項檢驗指標，是提高HVI檢驗數據的準確性，提升棉花檢驗質量的關鍵。建議纖維檢驗實驗室積極定期開展此項實驗。