原棉技术品级评价模型与应用

棉花品级是感官检验，是对照品级实物标准结合品级三条件即棉花的成熟程度、色泽特征、轧工质量进行综合评定。

原棉技术品级是棉纺织企业独有的综合评价原棉内在与外观质量的综合技术指标，该指标可以综合反映原棉的品质，其特点是简明、全面、实用、方便。

 

    原棉技术品级的确定所采用的方法是模糊综合评价。所谓对原棉品质进行模糊综合评价，就是采用模糊数学中的模糊分等和隶属度的概念，对原棉主要品质指标进行总的评价的定量计算方法。它可以计算出原棉的综合评价指数，并可根据数值的大小，得到所有原棉优劣排列顺序。此外，还可对各种原棉品质优劣的原因进行分析。这样，原棉品质的各项指标便统一于评价指数之中了。这一评价指数称为原棉技术品级。

 

    对于原棉内在品质优劣评定这一问题，其主要影响因素有上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度和马克隆值。评定时先对每一个具体的影响因素评定等级，然后利用加权平均法进行综合。

根据各个评定因素对原棉评定等级，首先应规定各个评定因素的分级特征值。分级特征值是参照有关标准制定的，可按长绒棉、细绒棉单独制订，也可按长绒棉、细绒棉混合制订。

表4为长绒棉、细绒棉混合分级特征值表，评定因素中的一级、二级为长绒棉，范围区间为[≥1.0；≤2.0]；评定因素中的三级、四级、五级为细绒棉，范围区间为[＞2.0；≤5.0]。

 

项目	长绒棉		细绒棉
评定因素/级别	一级	二级	三级	四级	五级
上半部长度（mm）	≥36.0	≥33.0；<36.0	≥29.0；<33.0	≥26.0；<29.0	<26.0
马克隆值	≥3.65；<4.25	≥3.45；<3.65	≥4.25；<4.95	<3.45	≥4.95
断裂比强度（cN/tex）	≥38.0	≥36.0；<38.0	≥32.0；<36.0	≥28.0；<32.0	<28.0
整齐度指数（％）	≥85.0	≥83.0；<85.0	≥80.0；<83.0	≥77.0；<80.0	<77.0

  

正向指标的隶属函数为： 

 

反向指标的隶属函数为：

这样，对于某一批原棉，将不再是仅能属于某一等级，而是可能以不同的隶属度归属于不同的等级。

对于原棉上半部长度、整齐度指数、断裂比强度的评定等级，用"[0，1]"度量法。马克隆值为非线性，用"0-1" 度量法分段处理。

 

原棉技术品级内在质量评价模型如下：

式中：

技术品级的物理意义为各原棉品质的模糊等级值。显然，技术品级数值愈小，则该原棉的品质越好。

    原棉技术品级外观质量评价为棉花的颜色指标。颜色指标如下：

（1） 反射率：表示棉花样品反射光的明暗程度,以Rd表示。

（2） 黄色深度：表示棉花黄色色调的深浅程度,以+b表示。

（3） 色特征级：依据棉花色特征划分的级别。棉花样品的反射率（Rd）和黄色深度(＋b)测试值在棉花色特征图上的位置所确定的级别。

HVI快速棉花测试仪测出棉花样品的反射率（Rd）和黄色深度(＋b)的测试值，在棉花色特征图上的位置所对应的色特征级，即为该棉花样品的色特征级。即（Rd，＋b）值落在色特征图上的位置，就可以确定该样品的色特征级。

（1）色特征级的划分。棉花按色特征分为3种类型13个级。色特征级用两位数字表示，第一位是级别，第二位是类型。类型分白棉、淡黄染棉、黄染棉。白棉分6级，代号分别为：11、21、31、41、51、61；淡黄染棉分4级，代号分别为：12、22、32、42；黄染棉分3级，代号分别为：13、23、33；31为色特征标准级。

（2）色特征图。色特征级的分布和范围由色特征图表示，各分布范围有各自的一组方程式（略）。

棉花的品级与色特征级的评定都要考虑棉花的颜色，这两项指标主要反映棉花的外观特征，但两者的检验方法、含义及其各自在标准的质量指标体系中所占的权重等方面都存在很大差异。棉花品级是感官检验，而棉花的色特征级是通过HVI测试棉花的反射率（Rd）、黄色深度（＋ｂ）及其在色特征图上的位置来确定的，它仅根据棉花表面的颜色特性确定。

棉花品级不分类型，而色特征级将棉花分白棉、淡黄染棉、黄染棉三个类型，因此棉花的品级与色特征级二者之间不可能一一对应，也无法进行转换。同一品级的棉花，色特征级不一定相同；同一色特征级的棉花品级不一定相同；色特征值相同，品级不一定相同。色特征级高的棉花外观上不一定比色特征级低的棉花好，品级高的棉花的Rd、+b不一定比品级低的棉花好。从总体上说，色特征级高的棉花品级也高，色特征级低的棉花品级也低。色特征级高的棉花，品级没有太低的；色特征级低的棉花，品级没有太高的。

表5是部分细绒棉和长绒棉的技术品级，可以看出，技术品级能全面反映原棉的内在质量。

 

Tab.5 The technical grade of raw cotton  

序号	棉花商业 等级代号	产地	原棉主要指标				技术品级
			上半部 长 度	整齐度 指 数	断 裂 比强度	马克 隆值	内在质量	外观质量 （色特征级）
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	山东	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	山东	29.46	83.60	28.60	4.40	3.62	白棉 11
18	329B2	山东	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	山东	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