各种原理棉纺异纤清除机的效果分析在收购棉花过程中的种种原因，大量异纤混入棉包，如丙纶丝、有色和白色尼龙、毛发、布片等几十种，俗称“三丝”。严重影响了棉纺厂的产品质量。在这种情况下，国内外若干家企业近年来开发了多种原理多种形式的异纤清除机。从原理上有光电式、超声波原理、用高速摄像机进行图形识别处理原理。安装形式也有多种形式。在这里对这几种原理和形式做一效果分析，便于企业有针对性地选择异纤清除设备，更好的解决棉纺厂的异纤问题。

一．目前异纤清除机常用的几种异纤识别原理

1．光电式识别原理

光电式是采用光电三极管对棉花中的异纤识别，主要是通过异纤与棉花的色差反应到光电管的电流差别，经信号放大、处理比较来识别异纤。这种方法原理简单，制造成本低，光电管的选择必须选用进口大公司产品，否则光电管的灵敏度衰减太快，影响寿命，稳定性也不好。光源亮度要保持恒定，否则影响异纤识别并误判。由于是靠色差识别异纤，所以与棉花相近颜色的异纤无法识别，棉花中大量出现的白色丙纶丝不能识别。同样对有色细小异纤也无法识别，经大量的试验表明：如毛发或同样大小的有色异纤,在高速运行中，光电管识别不了，只能对大团或有一定体积的有色异纤进行识别。对细小异纤要求检出的纺织厂不能满足要求，整机异纤检出率不高，只适合粗检异纤。

2．超声波方式

超声波是人耳听不到的。其原理是超声波传感器发出超声波，发射到棉花上，然后再检测反射回来的信息。当棉花中有异纤时，由于异纤反射回来的信号强与棉花,从而经信号处理比较识别后识别异纤。超声波优点：不论异纤是什么颜色，白色或有色都能检出，是通过物体表面的密度差别识别异纤的。超声波必竟是声波，传输速度没有光波快，对异纤的识别反映速度慢，当异纤在通道中飞行速度太快时，来不及识别。另外，超声波对细小异纤同光电管一样，识别不了，只能识别较大体积的异纤。对纱线质量要求较高的棉纺厂不适用。从大量的试验结果表明，较大团塑料薄膜、纸片、布片、成团的异纤都能检出。由于超声波反应速度慢，不能识别细小异纤所以应用受到一定限制。

3．CCD高速摄像机

CCD高速摄像机分线扫和面扫两种。这两种CCD都可以采用，但线扫处理图像更加灵活，方便。也有一些异纤清除机生产商采用民用摄像机采集图像，这是不太合适的，达不到应有的效果，用户选用产品时要多加注意。

目前大多数厂家选用的CCD高速摄像机为2098像素，这是参照了前几年某些进口同类设备的选用。从图像效果看基本能满足纺织厂清除异纤的功能，对头发、动物毛发这种细小的异纤也能够识别，但细小毛发的识别困难。从研究效果表明，头发在棉花表面图像清楚的能识别，在部分隐藏或边角位置不易识别。头发识别率在60～70%之间，检出率在50～60%之间。比头发粗一点的棕丝，识别率在90%以上，对同样大小有色异纤识别率最佳状态为90%左右。所以选用2098像素的高速线扫基本上满足要求，对大部分棉纺厂都能满足要求，但对纱线产品要求出口并有更高要求的用户，2K像素高速线扫摄像机的识别率较为勉强，甚至达不到要求。

综观上述几种原理，光电管、超声波，优点是成本低，缺点是只能检出较大体积的异纤；CCD高速摄像机能检出细小异纤，2K像素线扫CCD基本满足要求，4K像素线扫CCD能满足要求，但制造成本高。

二． 光源的运用

目前，视频检测领域常用的有高频荧光灯和LED光源等。

1．采用荧光灯光源

优点：荧光灯光源照射均匀、柔和、成本低，白色灯管寿命4个月，维护方便。用紫外灯管使用寿命只有1个月，甚至十几天。

缺点：光衰比较严重，温度高，寿命短，稳定性差。

2．采用LED光源

优点：使用寿命长达2年以上，稳定性好，运行成本低。

缺点：制造成本高，光线不柔和。

用户在选用时，可根据承受能力选择光源。

由于用大量的白色编织袋运装棉花，棉花中混有大量白色丙纶丝，严重影响了纱线质量。经我们对其白丙纶材料分析，多数丙纶丝中含有增白剂。而紫外光对含有增白剂的白色丙纶丝非常敏感，紫外光照到棉花中的白丙纶后变成蓝色而棉花不变色，从而将白色丙纶丝从棉花中分离出来。经过两年的使用，效果良好。从使用的效果看识别率在95%左右，检出率在85%以上。但紫外光只能对有增白剂的白色丙纶丝有效果，不含增白剂的丙纶丝没有效果，要采用其他方法检出不变色白色丙纶丝。

三．国内外厂家异纤清除机通常采用的基本原理

目前国内外研究制造异纤清除机的厂家一二十家，有量产的不多。大部分国内厂家异纤清除机的检出效果还不理想。原因是多方面的。其重要原因是多数厂家仿制进口产品没有自己创新的技术，只是照猫画虎，即使国外不成熟的产品也照样仿制，难免效果不好。

从几年来国外公司推出的异纤清除机看。瑞士Jossi公司，德国特律斯勒，亚深公司采用CCD摄象机原理，意大利Toptex公司采用光电和超声波两次识别检测，印度普尔美公司采用光电式检测。目前国内厂家大部分仿制力达公司下属的Jossi公司产品，也有少数仿制Toptex公司产品。

从市场上出现的产品情况看，Jossi公司的早期产品国内厂家仿制的较多，异纤识别率较低，效果不好，检出率在30～40%，其重要原因是安装位置不正确，棉花成团进入检测通道，异纤被包裹在棉花当中，摄相头看不到异纤而无法识别。国内多家生产商也如此仿制，效果自然不好。Jossi今年新推出的新型机安装在精开棉后效果有所改善，还达不到最佳效果，只有把开松后的棉花直接以最短的距离落入检测通道，才能保证异纤充分暴露而不打卷包裹在棉花中。

四．现有技术能做什么样的异纤清除机

从检测通道看2K CCD像素超过0.9米宽时分辨率不够，不能检出细小异纤。产量超过600公斤，通道必须加宽，这样对细小异纤的检出率会大大下降，有些异纤清除机采用1.2米通道来提高产量，仍然采用2K像素CCD是不合适的。达不到纺织厂要求的异纤检出率。

如果CCD线扫采用4K像素时，经试验表明，将对细小异纤识别率有较大的提高，头发的识别率也有提高。
目前，在现有技术能做到的理想异纤清除机，在考虑以检出效果为主，生产成本为次的条件下，应采用4组CCD线扫，对通道中的棉花进行2次检测来识别异纤，并采用4KCCD。目前，计算机技术的水平只能做到这一步，只有针对性的对各种异纤分类识别，才能有效的将无色、有色异纤检出。

五．异纤检出率的计算

众多厂家生产的异纤清除机中，大部分异纤检出的指标都在80%以上。一般是推算出来的，没有一个公认检验标准。建议用两种检测方法。

其一，将各类异纤几十种按比例选好，包括毛发，有色及无色丙纶丝等100根，最少做3组，在棉花入口处，将杂质包入棉花中，从入棉口丢入异纤清除机，然后从杂质箱检出的异纤数量与总数相除得检出率。
其二，在生产现场用200公斤以上原棉进入清花生产中，将杂质箱里的异纤数量计数，再用人工把成卷的棉花卷撕开，反复仔细拣出杂质数为漏检数量，按检出率=杂质箱数量/（杂质箱数量+漏检数量），进行计算，这种方法是比较客观准确的。

总之，纺织厂根据自身的条件，把握好目前异纤清除机的技术动态，有针对性的选择适应本单位使用的设备。有经济实力的应选择二次检测，选用4KCCD线扫的异纤清除机，将会得到好的检出效果。