（纺织材料与纺织品设计专业论文）纱线条干疵点模型与软件开发的研究.pdf

摘要 纱线均匀度和纱线疵点是纱线非常重要的性质，直接影响着纱线的加工性能、 织物外观和内在质量。纱线条干疵点是衡量纱条品质的主要指标之一，纱线疵点的 多少不仅对纱线质量评定有影响，还将影响整个企业的经济效益。多年来，国内外 许多专家学者致力于纱线条干疵点的检测进行研究、不断的改进检测的方法和仪器， 以便能更好的检测纱线的疵点状况。 本文对目光检测法( 含光学放大测量) 和电容式条干仪法在疵点判别上的相似 性和差异性进行了测试分析，结果表明：电容式条干仪法对疵点的敏感性高于眼光 的敏感性，对低捻纱和强捻纱而言，光学测量和电容式测量的结果相似性较低。 对于电容式条干仪疵点检测模型进行了研究，把细节划分为8 种类型、粗节划 分为8 种类型、棉结划分为4 种类型，为疵点概念的精细化和公开化作了有益的探 索。采样频率对疵点的测定影响明显，本文对比较适合疵点测定的三个频率( 8 m m 周期采样，4 m m 周期采样和2 m m 周期采样) 作了对比分析，并在此基础上建立了 对应的疵点模型。通过实际数据验证，检测模型的准确性很高，达到了预期的目标。 在w i n d o w s 环境下，运用d e l p h i 软件开发工具，开发出了疵点检测软件，软件 分为用户模块、参数选择与数据处理模块，应用模块和打印模块四个部分。软件不 但可以对各类疵点进行分类计数和显示，而且可以对不匀曲线进行无级缩放，方便 了用户的分析和验证。 关键词：纱线疵点，光学检测，电容式检测，疵点模型 a s t u d y o nm o d u l ea n ds o f t w a r e d e v e l o p m e n to fy a r n e v e n n e s sd e f e c t s a b s t r a c t y a me v e n n e s sa n dy a r nd e f e c t sa l ev e r yi m p o r t a n ti ny a mp r o p e r t y , a f f e c t i n g d i r e c t l yy a mp r o c e s s i n gc a p a b i l i t y 、f a b r i ce x t e r n a la p p e a r a n c ea n di n t r i n s i cq u a l i t y y a r n d e f e c t si so n eo fi m p o r t a n ti n d e xe v a l u a t i n gy a r nq u a l i t y , y a md e f e c t sn u m b e r sn o to n l y i n f l u e n c ey a r nq u a l i t ye v a l u a t i n g , b u tt h ew h o l ee n t e r p r i s ee c o n o m i cb e n e f i t s m a n y e x p e r t sa ta b r o a da n dh o m ed e v o t et h e m s e l v e st ot e s t i n gr e s e a r c ho ny a me v c t l n e s s d e f e c t s ，i m p r o v i n gt e s t i n gm e t h o da n da p p a r a t u si no r d e rt ot e s ty a r ne v e n n e s sd e f e c t s t h ep a p e rt e s t e da n da n a l y z e dd e f e c t sd i f f e r e n t i a t ei nc o m p a r a b i l i t ya n dd i f f e r e n c e b yv i s u a lt e s t i n ga n dc a p a c i t a n c ee v e n n e s st e s t e rm e t h o d s t h er e s u l ts h o w s ：c a p a c i t a n c e e v e r l r l e s st e s t e rt od e f e c t ss e n s i t i v i t yh i g h e rt h a nv i s u a ls e n s i t i v i t y o p t i c st e s t i n ga n d c a p a c i t yt e s t i n gh a v el o ws i m i l a r i t yf o ru n d e r t w i s t e dy a ma n dh a r dt w i s ty a m t h ep a p e rs t u d i e sc a p a c i t a n c ee v e n n e s st e s t e rd e f e c t st e s t i n gm o d e l ，c l a s s i f y i n gt h i n p l a c e sf o r8 ，t h i c kp l a c e sf o r8 ，n e p sf o r4 ，e x p l o r i n gd e f e c t sc o n c e p tf i n e n e s sa n d o p e n i n g ，s a m p l i n gf r e q u e n c yh a v i n go b v i o u si n f l u e n c eo nd e f e c t st e s t i n g t h ep a p e r c o n t r a s t sa n da n a l y z e st h r e ef r e q u e n c y , s e t t i n gc o r r e s p o n d i n gd e f e c t sm o d e l t h r o u g h d a t a st e s t i 蛳n g , o b t a i n i n ge x a c tt e s t i n gm o d e la n da n f i c i p a t i v eg o a l s 1 i lw i n d o w sc i r c u m s t a n c e s ，d e l p h is o f t w a r et o o l sd e v e l o pd e f e c t st e s t i n gs o f t w a r e w h i c ha l ec l a s s i f i e df o rc o n s u m e rm o d u l e 、p a r a m e t e r 、d a t ap r o c e s s i n g 、a p p l y i n ga n d p r i n t i n gm o d u l e t h i ss o f t w a r en o to n l yc o u n t sa n ds h o w sf o ra l lk i n d sd e f e c t s ，b u tz o o m s s t e p l e s s l yf o ru n e v e n n e s sc u r v e ，p r o v i d i n ga n a l y z a t i o na n dt e s t i n gf o ru s e r s z h a n gp e n g - f e i ( t e x t i l em a t e r i a la n dp r o d u c td e s i 弘) d i r e c t e db yp r o f e s s o rz h a n gy i - x i n k e yw o r d s ：y a md e f e c t s ，o p t i c st e s t i n g ，c a p a c i t yt e s t i n g ，d e f e c t sm o d e l 西安工程大学学位论文知识产权声明 本人完全了解西安工程大学有关知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间 学位论文工作的知识产权归属西安工程大学。本人保证毕业离校后，使用学位论文工 作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工程大学。学院有权保 留送交的学位论文的复印件，允许学位论文被查阅或借阅；学校可以公布学位论文的 全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名 指导教师签名： 日 沙7 弓严 f 西安工程大学学位论文独创性声明 秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在 导师指导下进行的研究生工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注 和致谢的地方外，学位论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果，不包含本 人已申请学位或他人已申请学位或其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 学位做作者躲短码舀 日期 地7 。专。，乒 ， 绪论 l 绪论 1 1 研究纱线条干疵点的意义 纱线均匀度和纱线疵点是纱线非常重要的性质直接影响着纱线的加工性能、 织物外观和内在质量。随着新一代高速织机和针织机的出现，要求质量更高的纱线 与之相适应，而纱线疵点是造成纱线与织物降级和退货的主要原因。纱线均匀度和 纱线疵点不仅对纱线质量评定有影响，还将影响整个企业的经济效益。因为纱线条 干不匀和疵点会导致纱线的强力降低、强力不匀和捻度不匀，从而增加纺纱过程的 断头率。断头率的增加又将直接限制机器速度和看台数量以及时间效率的提高，结 果势必降低劳动生产率。此外，纱条不匀是影响织物的外观质量的决定性因素，尤 其是那些与布幅宽度成倍数关系的周期波，甚至会降低织物的等级。与此相反，纱 线均匀度好的纱线强力大、强度均匀、纱线的断头率低；纱线均匀度好的织物布面 平整、纹路清晰、手感丰满、外观质量优良。因此研究纱线的疵点对于提高纱线质 量i 织物质量、企业的生产效率和效益具有重大的意义。 1 2 目前纱线条干疵点的测试方法 目前国内外检测纱线疵点的方法有多种：主要有测长称重法、电容式均匀度仪 测量法、黑板条干( 目光) 检测法和电子检视板( e i b ) 检测。【l 】【2 】【3 】【4 】 1 2 1 测长称重法 测长称重法是测定纱条粗细不匀的最基本、最简便的方法，可以定量分析纱疵 的重量及其变化规律，这种方法是按照试验精度的要求，将被测纱条切割成所需数 量的具有尽可能准确而相同的长度片段，分别称重，然后计算不匀率指标。这种方 法的缺点是测试计算工作量太大，因此，这种方法仅对要求准确度较高的研究工作， 或校正其它测定不匀率仪器的读数时才被应用。 1 - 2 r 2 电容式条干仪测量法 电容式条干仪测量法中应用最为广泛的是乌斯特条干均匀度仪，它是应用电容 变换原理检测纱条不匀率的一种电子仪器。电容式条干仪上显示纱线细节、租节、 棉结( 毛粒) 数，测试快速、稳定，并能定量的反映纱线疵点的程度，该仪器同时还 能获得条干c v 值、“不匀曲线”、“长度变异曲线”以及“波谱图”等质量信息，以适 应不同要求的不匀分析。 1 2 3 黑板条干检测法 目光检测法又称为黑板条干检测法，用黑板条干检验法来评定纱线的条干不匀， 这是被列为国家标准的检验项目之一的检验方法。这种评定方法是将纱线用专用仪 绪论 器按一定密度均匀的绕在一定规格的黑板上，然后将此黑板在一定光照条件下与标 准样板对比，根据黑板上纱线形成阴影的深浅，阴影面积的大小，粗节、细节、棉 结等疵点的大小和数量的多少，以及是否有严重疵点如竹节和严重规律性条干不匀 等情况，综合评定纱线品级。 1 2 4 电子检视板( e r a ) 电子检视板( e m ) 检测是目前一种比较新的纱线条干测试方法，它是由美国 劳森公司( l a w s o n h 锄p h i l l ) 利用c c d 技术开发出的，e i b 包括一个线状扫描摄 像头、一个照明系统、一个c t t 恒定张力纱线供送系统和一台微电脑。他的工作原 理是利用c c d 数字摄像技术对供纱系统输入的纱线进行扫描，再将得到的信息输 入电脑，通过数字光学分析和配套的软件进行数据处理。用户可获得纱线的外观图 像( 包括粗节、细节、棉结等纱疵的尺寸和数量等) 、纱线的直径和直径变化曲线等。 用e i b 检测纱线外观质量。其检测精度可大大提高。e i b 给出的条干均匀度指 标c v 值是纱线直径的变异系数，其取值单位为o 5 m m ，它比电容式均匀度仪更能 直接和精确地反映纱线表观直径的实际变化情况，而且不需要特别的实验室环境。 测试结果不受温湿度、纱线回潮率及其含油量等因素的影响。 1 3 课题的提出和研究内容 1 3 1 课题的提出 近年来，国际纺织市场竞争愈加激烈，质量要求愈来愈高，特剐是出口纱线，对 纱疵要求十分严格，除偶发性纱疵外，还重点提出成纱常发性纱疵的要求，即要求控 制成纱千米细节、粗节和结粒个数，且一般都要求达到乌斯特公报的5 0 以内的水平。 但对于上面的几种纱线条干疵点测试方法来说这些检测方法各有其缺点，各种测试 方法的缺点分别如下： ( 1 ) 测长称重法的缺点是测试人工工作量太大，比较麻烦。因此，这种方法仅 对要求准确度较高的研究工作或校正其它测定不匀率仪器的读数时才被应用。不适 用于一般性的常规检测。 ( 2 ) 电容式条干仪虽然摆脱了人为主观对测试结果的影响但也存在着不容忽 视的不足之处：测试值的精确性受测试条件( 大气状态、试样的历史回潮条件、调 湿处理的时间等) 影响。【5 i 【6 j ( 3 ) 目光检测法这种检验主要依赖检验人员的感官进行，采用目光评比，这种 方法所检验的，实际上是纱线的表观直径或投影。此法受人为因素影响较大，检验 人员对标准掌握的熟练程度、本身生理条件的变化、客观环境的不同等因素，都将 直接影响检验结果的正确性。因此具有随意性，缺乏客观性，重复性差，只能做定 性检测，不能做定量检测，而且测试结果不易保存。【7 】【8 】 2 绪论 ( 4 ) 电子检视板( e i b ) 的虽然能获得纱线的外观图像( 粗节、细节、棉节等纱 疵的尺寸和数量等) 、纱线的直径和直径变化曲线等。目前此测试方法尚未在我国广 泛采用。【9 l 现代科技的发展，促进了电子技术、计算机技术和新型传感器技术的不断更新， 使得纺织检测技术水平迅速提高。因此将纱线条干疵点模型计算机化以克服目测法 等的缺点，提高纱线质量检测的水平，就成为学术研究的一个重要课题。 1 3 2 课题的研究内容 本课题的主要目的是利用先进的面向对象程序设计，结合所建立的纱线疵点模 型，开发出套w i n d o w s 平台下的能够客观测试纱线疵点的应用软件，通过研究线 密度和目光检测疵点的关系定制出可变参数的疵点检测方法。 本文的主要研究内容有： ( 1 ) 对线密度法和目光检测法得到的纱线疵点进行分析比较。 ( 2 ) 分析研究纱线的外观特征，目光检测出常见纱线疵点的片段分布粗细节长 短特征。 ( 3 ) 通过分析纱线电容式不匀曲线( 纱条沿长度方向截面租细变化记录曲线) ，并 与目光检测法所得结果进行对比，分析两者之间的差异。即纱线疵点反映在条干仪 上的电信号与纱线疵点表观直径的对比，进而建立电容式纱线疵点检测模型。 ( 4 ) 开发出一套能够测评纱线疵点的软件。 2 细纱疵点的产生及分析 2 细纱疵点的产生及分析 2 1 细纱疵点的产生u o i 就广义来说，细纱疵点是包含在细纱条干不匀中的一项组成内容。由于细纱中 存在的疵点对后道工序产生较大的影响，即对其生产稳定性不利，又会使针织和机织 布面恶化，并远远超出细纱不匀率值增高所能表达的程度，故在细纱质量检验及生产 控制时，应予以注意。 细纱疵点的产生来源是多方面的。根据疵点性质大体可分为： ( 1 ) 由于纤维随机排列和牵伸波所形成的短片段周期性粗细节； ( 2 ) 由于原料、机械后工艺不良所产生的非周期性粗、细节和棉结： ( 3 ) 幅度差异超过+ 1 0 0 的粗节及长度较长的细节所组成的显性偶发性纱疵类。 2 1 1 纱条中纤维随机排列和牵伸波所形成的短片段周期性粗细节 短片段周期性粗细节的产生原因，在前道工序主要是纤维开松与梳理不足，表 现在进入后道各牵伸工序纱条中纤维分离度与平行度较差，而纤维分离度与平行度不 足是牵伸过程中产生高幅度牵伸波的主要原因。纤维原料中短纤维与杂质的含量较 多，也将造成牵伸过程中纤维浮游运动。杂质与棉结等的存在对纤维集束运动起不利 影响，最终表现在纺成纱条中叠加于纤维随机排列所引起的条干幅度变化，有更显著 的近周期性粗节与细节相隔离，其周期波长主要取决于纤维平均长度的影响外，还受 到牵伸特性的影响。如应用高倍牵伸的超大牵伸装置所纺制细纱的粗节，不仅起幅度 大，而同时租节的长度也比普通牵伸为长。因此：当牵伸工艺不良时，不仅细纱条干 不匀率u 或c v 值增高，同时不匀曲线的变化幅度也相应增大，即近周期性粗细 节更为显著。这类疵点的幅度与纱条截面的平均值相差不多，一般在平均截面的 士5 0 以内。当选用适当的疵点检测灵敏度档数时，可不计入疵点计数之内。这一类 近周期性细纱疵点，实际上只是短片段不匀率的另一种具体反映，对高档织物的表面 匀整性有影响；但对较粗纱支织物或线织物表面，其影响程度较小。 2 1 2 非周期性粗细节及棉结分布所形成的细纱疵点 除了在数量上占纱条不匀绝大部分的具有近周期性的粗细节外，一般在纱条中 还存在着数量较前者少的多、而幅度变异则较为显著的非周期性细纱疵点。其内容包 括：细节、粗节和棉结。其中棉结为对缠结纤维块或小粒的通称，可以由各种纤维组 成，不定为棉纤维。这些疵点的长度各异，分布也不规律，但其变异幅度一般都在 纱条截面平均值的5 0 以上。非周期性疵点形成的原因，从纤维原料及工艺方面考虑， 也基本上和周期性而幅度较小的粗细节相似，及由于前纺工序对纤维处理不完善等， 其中梳棉工序则直接对棉结的形成有关。牵伸工序中工艺参数，如罗拉隔距、加压等 2 细纱疵点的产生及分析 对周期性疵点形成的影响，较原料及前纺工艺影响为小；各道工序的操作及接头缺陷 也是该种疵点成因之一。非周期性粗节及细节的长度引起形成原因不同而异，但占 较大比率的长度在纤维平均长度的1 5 至2 倍之间。细节截面的差异程度多在纱条平 均截面的一3 0 至一7 0 之间，而粗节的差异程度则在纱条平均截面的+ 4 0 至+ 1 0 0 之间交化。在较长纱条长度中所测定的非周期性粗节和细节数量，与纱条条干 不匀率u 或c v 间存在着较密切的关联性。不匀率较高的细纱，其疵点数也相应 增多，这是因为影响细纱不匀率的一些因素，也对疵点的形成起相似作用。纤维原料 如杂质过多或梳理不良，必将引起束纤维量增多，而后者在恶化牵伸过程中，在使产 品纱条不匀增高的同时，由于纤维互相牵伸约束，将是非周期性粗细节数量增多，棉 结数则由于纤维缠结程度增高也相应增多。此外，不匀率与粗细节两者间的相关情况， 即使在试样量不充分的条件下，还是极易看出来的。相似于周期性粗细节，非周期性 疵点在纺纱过程中也是难以避免的。即使保持纺纱机械处于最优工艺参数时，也只能 使产品细纱的疵点数适当降低，而不能全部避免。其次，在整个纱条长度范围内，以 及各管纱间，非周期性疵点数的分布，也不稳定一致，随前工序处理的不一致性及机 械部件的差异性，而有较大程度的变化。 从纱条中粗细节与棉结的形成过程分析可以看到，原料纤维的质量对棉结的影响 较对粗节的影响为大。工艺因素，尤其是牵伸工艺则只对粗节的形成产生影响，而与 棉结的形成基本无关。 非周期性幅度较大的疵点，尤其是粗节，对单纱织物布面的外观质量影响甚大。 由于其产生机率，从大量纺制细纱来考虑，有高的数值，故无法在后道各工序，如在 络筒机，相对显性偶发纱疵那样加以切除。 2 2 常发性纱疵分析 纱疵按出现几率分，可分为偶发性纱疵和常发性纱疵。常发性纱疵的多少，不仅 对纺纱后道加工产生影响，更重要的是反映了纺纱生产水平的先进与否，是纺纱原料、 生产工艺、设备、操作水平的综合影响。 2 2 l 常发性纱疵的含义【1 l 】 常发性纱疵是一种截面变化小、长度较短的疵点，一般在电容式条干仪上计数测 得，分别对细节、粗节、棉结分档计数。 细节( t h i np l a c e s ) ：电容式条干仪上对细节按检测灵敏度分为四级，一3 0 、一 4 0 、一5 0 、一6 0 ，见表2 1 ，其中一5 0 细节，与细纱机断头率有密切关系，并 对织物尤其针织物外观质量产生影响。 粗节( t h i c kp l a c e s ) ：粗节按检测灵敏度分为四级，+ 1 0 0 、+ 7 0 、+ 5 0 、 + 3 5 ，见表2 1 ，一般粗节长度为纤维平均长度的1 5 倍左右【1 i 】。粗节处往往捻度 2 细纱疵点的产生及分析 较少，造成强力弱环，造成织机停台增加，并对织物尤其针织物外观质量产生影响。 棉结( n e p s ) ：片段长度为l m m 左右，其检测灵敏度也分为四级，+ 4 0 0 、+ 2 8 0 、+ 2 0 0 、+ 1 4 0 ，见表2 1 ，棉结可分为原料棉结和加工棉结两大类，严重 的棉结不仅影响织物外观，更会影响针织加工生产。 纺纱生产质量控制中，一般以千米细节( 一5 0 ) 个数、千米粗节( + 5 0 ) 个 数和千米棉结( + 2 0 0 ) 个数计测控制，乌斯特统计值中一般也以此作为主要统计 对比值。 表2 - 1 纱线疵点的定义【1 1 】 疵点类型设定值疵点的定义疵点的描述 细节处的截面仅等于或严重细节( 易于从位于几米远 一6 0 小于纱线平均截面的4 0 处的纱线黑板上辨认) 一5 0 细节处的截面仅等于或较严重细节( 能从位于1 米处 细节 小于纱线平均截面的5 0 的纱线黑板上辨认) 细节处的截面仅等于或较小的细节( 仅能从位于短距 一4 0 小于纱线平均截面的6 0 离处的黑板上辨认) 细节处的截面仅等于或很小的细节( 在黑板上很难辨 - - 3 0 小于纱线平均截面的7 0 认) 粗节处截面等于或大于 + 1 0 0 严重粗节 纱线平均截面的2 0 0 + 7 0 租节处截面等于或大于较严重粗节( 易于从位于几米 粗节 纱线平均截面的1 7 0 远处的纱线黑板上辨认) 租节处截面等于或大于较小的粗节( 在短距离的纱线 + 5 0 纱线平均截面的1 5 0 黑板上辨认) 粗节处截面等于或大于很小的粗节( 在纱线黑板纱很 + 3 5 纱线平均截面的1 3 5 难辨认) 棉结截面等于或大于纱 + 4 0 0 0 6 很大的棉结 线平均截面的5 0 0 + 2 8 0 棉结截面等于或大于纱较大的棉结( 易于从位于几米 棉结 线平均截面的3 8 0 远处的纱线黑板上辨认) 棉结截面等于或大于纱较小的棉结( 在短距离的纱线 + 2 0 0 线平均截面的3 0 0 黑板上辨认) 棉结截面等于或大于纱很小的棉结( 作近距离检验 + 1 4 0 线平均截面的2 4 0 才能在纱线黑板上辨认) 倘若直径表示纱段的纤维密度，上表可以形象地表示如图2 1 6 2 细纱疵点的产生及分析 砖t叠冀 图2 i 纱线疵点的定义图 2 2 2 常发性纱疵的影响因素 常发性纱疵的数量对于工艺流程及机型相同的纺纱加工过程而言主要取决于原 料的性能。如纤维的细度、成熟度、短绒率、含杂等，纤维的细度越细，棉结越多。 短纤率高时，由于在牵伸过程中短纤维不易被控制而成为游浮纤维，因而很容易造成 纱线中的细节与粗节旧。 除原料因素外，纺纱的加工过程，特别是工艺流程的合理性，使用设备的先进程 度，梳棉机的针布型号，并粗细工艺的牵伸形式及工艺的合理性，细纱机皮辊的弹性 硬度，落筒的通道光洁度及清纱工艺等，均在一定程度上影响着常发性纱疵的数量。 在一定的设备条件下降低原料中的短纤维含量，增加梳棉机盖板速度，采用新型 金属针布等都对细节、粗节、棉结的减少有利，同时加强操作管理，提高纱条通道光 洁，减少飞花附着，也是降低粗节的措施之一。必须指出，设备的更新改造和粗细工 序牵伸的合理配置是显著改善常发性纱疵的有效办法l 。 2 2 3 纱线疵点在纺织工业中的重要性 常发性纱疵所以重要，这不仅因为它们影响成品的质量，而且根据其大小和数量、 对后道加工过程在不同程度上也是有害的。 粗节和细节：纱线中的粗节和细节严重的影响机织物和针织物的外观，而细节和 粗节数量的增加也是一种特别有意义的信息，它表明原材料或j j n t 方法出现了问题： 但不能从某种纱线细节数量的增加得出织布机或针织机的停台时间也以同等程度增 加的结论【1 们。因为细节处通常呈现较高的捻度( 因为截面处纤维数量较少一直抗扭力 矩较小) ，因而纱线的强力并不随纤维数量的减少而成比例地减小。 粗节则与细节相反，截面处较多的纤维导致较高的抗扭力矩，因为粗节处的捻度 在多数情况下比细节处平均捻度低，因而在粗节处的纱线强力一般不与纤维根数成比 较。以上这种考虑主要适用于环锭纺纱。 2 细纱疵点的产生及分析 棉结：棉结会十分严重地影响机织物或针织物的外观。此外，一定大小以上的棉 结可能使加工困难，特别在针织工业方面。因此，在纺纱工程中避免产生棉结是纺织 技术的个根本问题。 棉结基本上可区分为两类：一原料棉结，二加工棉结。原料棉结主要由原棉中的 植物性杂质和未成熟纤维造成的。加工棉结( 毛粒) 是在轧棉过程中产生的，也在梳 棉、粗纺及精纺梳毛过程中产生的。棉结的构成受针布类型、盖板隔距、工作罗拉隔 距、剥棉罗拉隔距以及所用的生产速度的影响【1 3 1 1 h j 。 2 3 消除纱线疵点的重要性 纱疵直接影响棉布的内在质量和外在质量。例如，越建蛙姥纬不仅影响棉布外观， 而且对棉布的强力也有很大的影响；紧捻纱疵直接影响起绒织物的起绒效果。因此， 布面纱疵是评定棉布质量品等的主要依据之一，棉布的分等是由物理指标、棉结杂质 与布面疵点( 包括纱疵与织疵) 楣结合进行评定的。布面纱疵的多少直接影响棉布的 下机一等品和入库一等品率两项质量指标。有些纱疵虽然评分不会使棉布降等，但也 会影响棉布外观，需要在验布中做出标记，进行修补。这不但要花大量的人力和物力， 而且修织后常会造成内在质量的不良，影响棉布的使用效果。有的纱疵会造成织造过 程中的断头；在织造中发现明显的纱疵，需停机“拆坯布”；这两点都直接影响布机的 产量和效掣”1 。 纱疵、织疵多，是当前我国棉布质量主要问题之一，是影响棉布出口竞争能力的 关键。我国棉布走向国际市场，必须大力降低纱疵。 2 4 消除纱线疵点的特殊性 纱疵的产生涉及到纺纱原料、工艺设计、机械设备、温湿度、操作、运转管理等 各方面的工作。所以，纱疵是纺纱各项基础性工作的综合反映，也是衡量一个企业技 术工作和管理水平的重要标志。降低纱疵工作涉及面广，必须加强调查研究，严格科 学分析，做到技术上精益求精，管理上丝不苟，层层落实，切实做好各项基础性工 作。棉布外观疵点的定等是全部检验的，不像纱线的定等定级是抽样检验的。因此， 要求比较高，任何微小的疵点都会在验布时显示出来。减少布面纱疵必须特别重视消 灭突发性纱疵。突发性纱疵来势猛，影响大，不仅会造成大量疵布，甚至会迫使纺织 各工序机台大面积的停机关车，严重影响产量、质量计划的完成，造成灾难性的损失。 总之，减少纱疵涉及技术管理各个方面，工作面广、量大。纱疵产生虽不可避免， 但只要贯彻预防为主的方针，从纱疵分析着手。建立减少纱疵的保证体系，纱疵就可 能被消除在织造以前。 3 电容式条干仪_ 睑测纱线疵点 3 电容式条干仪检测纱线疵点 3 1 电容式条干仪的发展及趋势3 1 1 1 5 】 电容式条干测试仪有较长的发展历史，是目前世界各国测量纱条不匀率采用的最 广泛的仪器。其主要型式有最初发展于英国的非尔邓华克条干均匀度仪和瑞士兹尔 韦格公司发明的乌斯特均匀度仪。4 0 年代瑞士兹尔韦格公司发明了第一代以电容传 感器为基本检测单元的电子条干仪g g p ，把条干均匀度的检测方法在科学实用的方 向上大大推进了一步。7 0 年代乌斯特公司在g g p 条干仪的基础上几经改进，从1 9 7 0 年开始逐步推进了u t - i i b 型、u t - i i c 型、u t - i b 型、u r - i c 型和l 限3 型等多种 电容式条干仪。这些型号的条干仪除了都使用电桥法测试原理以外，研制时还分别采 用了当时许多最先进的检测技术，因而，乌斯特条干仪在国际上长期保持领先地位。 1 9 8 8 年u t - 3 型条干仪问世，其功能性能又有新的突破。微机的应用使条干仪的智能 化踏上了一个新的台阶，长岭股份有限公司在1 9 8 6 年研制成功我国第一代电容式条 干仪y g l 3 1 ，率先使用z 8 0 芯片微机。1 9 8 9 年又推出y g l 3 1 c 型长丝条干仪。新一 代的y g l 3 5 型条干均匀度测试分析仪已于1 9 9 4 年8 月问世。此外，长风机械总厂先 后研制生产了y g l 3 3 型和y g l 3 3 a 型条干仪，其中y g l 3 5 型使用8 0 5 l 单片微机。 为了校验条干仪，长蛉、长风两厂还分别研制生产了y g l 3 2 型y g l 3 4 型标准信号发 生器，向条干仪用户销售。 近十年来，我国纺织工业取得了长足发展，纺织机械的设备技术水平、产品开发 能力、设备质量的稳定性都有了很大的提高，这就为下游企业开发新产品、提高产品 质量奠定了可靠基础。特别是我国各类纺织检验仪器的技术水平也有了不同程度的提 高，不仅满足了纺织企业的需要，同时也打破了国外企业在这一领域的霸主地位。1 9 8 7 年前后分别推出了y g l 3 1 ( 陕西宝鸡长岭) 和y g l 3 3 ( 苏州长风) 型纱线条干均匀度 仪，1 9 9 3 年至1 9 9 5 年分别鉴定y g l 3 5 型条干仪和y g l 3 3 a 型，技术水平和u s t e r i i i 相似或略低。到现在，u s t e r 公司推出了全计算机型的u s t e r 一4 ，中国推出了全计 算机型的y g l 3 5 g 、y g l 3 6 ( 长岭) 、y g l 3 3 c ( 长风) ，其中y g l 3 5 g 型条干仪除了完全 实现了u t - i i i 型的全部技术指标和功能外还增加了偏移率门限曲线、线密度( + 1 0 0 - - + 2 3 0 ) 频率分布图和c v 值水平、不匀指数i 值水平和专家诊断分析系统，并对变 异系数切段长度曲线实现了实时7 5 点自动计算，显示了曲线细密弯曲变化，使电容 条干测试分析系统的水平跃上了一个新的台阶。另外y h l 2 1 在线条干仪可用于在细 纱机上逐锭对纱线条干进行检测，操作简单易行；y g l 3 5 t 条干仪专门用于前纺，提 供条子和粗纱的c v 值、波谱图；y g l 3 6 可测量条子、粗纱、细纱，提供c v 值、1 2 档纱疵值、精细波谱图、d r 值等很多图形数据，而且罗拉转速和启动停止均完全实 现自动控制；y g l 3 5 c 条干仪具有宽工作电压、过压过流保护的特点，并具有故障自 3 电容式条干仪检测纱线疵点 动诊断的专家系统；y g l 3 6 a 在y g l 3 6 的基础上增加了毛羽功能，可提供国际认可 的h 值检测。这些年来随着计算机软硬件技术的发展，计算机深深改变着条干仪的 结构形式。如前乌斯特公司推出的u r _ 4 型、长岭纺电公司推出的y g 1 3 5 g 型条干 仪都是采取由测试头和计算机两大部分组成的模式，充分利用计算机软硬件的优点。 近5 年国内的纺织仪器厂家锐意进取，不断推出新品，如长岭纺电公司推出了c t 2 0 0 0 型全自动条干均匀度仪和y h l 2 1 型在线条干均匀度仪等系列产品，其y g l 3 6 a 型带 有专家分析诊断系统。莱州电子仪器有限公司推出了y g l 3 7 型电容式均匀度仪，其 检测头的长期零漂比较稳定，各槽转换电压线性良好，其工艺比对实验表明，c v 测 试结果比较接近u t 产品的测试数据。乌斯特技术公司最新推出的u t - 5 型条干均匀 度仪，与以往型号相比，有了许多新的特点，如最高测试速度达到了8 0 0 m m i n ，新 增了异纤检测功能，可测短纤维纱上的异纤个数，装有温室度传感器，监测检测头部 分的环境温室度，以作调整。 国内外纤维、纱线、织物测试仪器发展的主要标志是计算及技术的广泛应用和自 动化程度的不断提高。在努力开发低成本和高适应性的轻便式试验仪器的基础上，不 仅积极拓展高新技术在纺织测试领域的应用，而且正在由传统原料质量住能检验向利 用纤维和纱线的质量性能数据进行成品质量的预测和评估方向发展，并在高速度、多 参数测试及简化测试程序、减少人工操作和人为因素、提高试验结果准确度方面进行 了有效的探索。 当前条干仪在这种大形势下主要向以下几个方面发展( 16 】： ( 1 ) 条干仪的计算机化、软件化 以计算机软硬件为平台的纺织测试仪器是以后纺织测试仪器的发展趋势，特别是 软件功能的开发大大简化了仪器机械及电器结构，降低了成本，增加了功能。如条干 仪专家系统的建立及不断完善。为这一仪器的应用提供了更大的用武之地。此外，其 数据采集、处理、统计、打印全由计算机进行，大大减少了劳动强度。 ( 2 ) 对纱线不匀的指标要求细致化、充分化 条干仪在开始发展的2 0 年中，只有一个u 值或c v 值，后来增加了波谱图、疵 点值，近年来增加了许多指标( 如变异长度曲线、线密度分布图等) 。这不仅从理论 上，而且从实践上说明纱线条干不匀是种非常复杂的现象，不应该也不可能用少数 几个指标全面表达出来。利用计算机所保存数据的可重复利用性，充分运用新的理论、 方法不断提取出新的指标，从而把条干仪的作用发挥到最大，这将是以后相当长一段 时间的工作。 3 2 电容式条干仪的应用 电容式条干仪可用于测量各种条子、粗纱、细纱、及股纱的单位长度重量不匀率， o 3 电容式条干仪检测纱线疵点 适合试验的材料包括棉、羊毛、化纤、混合纤维、丝、亚麻、大麻、苎麻及黄麻等。 对粘胶丝及各种合成纤维的长丝也可以加以试验，但在试验时应加一假捻装置，以消 除戍纱“截面形态”效应。 对经过漂白、染色等后处理工艺的纱线，只要这些处理过程对纱条所附加的物质 或处理性能是均匀分布的，则对不匀率的试验结果准确性的影响是可以忽略的。对混 纺纱条，则只要纤维混合均匀，试验的结果也仍然准确。当纤维混合不均匀时，在大 多数情况下仅产生一个较小的附加不匀率，其数值很小，并可以估算。 应用电容式条干仪时，应该注意避免具有高湿度或湿度不均匀的试样。在这种情 况下，必须先将在标准湿度的试样室中加以湿度平衡，其平衡时间须视原有湿度差异 和试样卷装的紧密度而定。在一般情况下，试样需要约三天时间才能达到全部平衡。 同时，试样的吸湿和放湿平衡的效应也不同应尽可能采用符合国际规定的要求的吸湿 平衡，且其需要时间也较短。此外，还应避免试样中包含金属纤维或较多的化学物品。 应用电容式条干仪时，应注意试样通过电容检测的速度。从数理统计对不匀率测定 数值的误差角度来看，用同样的时间，试样速度越快，即意味着试样长度增加，对数 据准确度就越有利。但从实践来看，试样速度也不可能无限提高，主要限制因素有两 个，一是速度越高，试样的摩擦阻力也越大，运行稳定性也逐渐降低，条子则往往在 高速时易发生断裂。二是采样频率大幅度提高，对采样数据的稳定性和实时处理能力 提出了更高的要求。随着数字化技术的不断发展，第二项因素在逐渐被克服。 3 3 电容式条干仪的检测原理【1 t i 1 s 2 0 l 均匀度试验仪用于连续地指示一个数值，该数值应以线性关系比例于条子、粗纱 或细纱单位长度上的重量。这个单位长度决定于由电容检测所构成的测量电场的长 度，对乌斯特均匀度仪来说，其值为g _ 之o 舢，其中8 m m 应用于细纱，2 0 m m 则用 于条子，其实际数值须视所试样品的重量而定。当进行试验时，记录器所记下的单位 长度重量值是相对的，即仪器自动采集数据求取平均值，并定位于不匀曲线图的中心 线上，此后，不匀曲线的上下偏离就是纱线粗细的偏移，且以百分数标示。 纱条 图3 一l 放入纱条前后条干仪中电压变化图 w 3 电容式条干仪检测纱线疵点 图3 2 竽与充满度叩关系曲线图 l 0 电容式条干仪的检测原理可用图3 - i 及图3 2 加以说明：检测电容置于高频振荡 电路中，当施加高频交变电压w 时，在电容两极板间形成交变电场。当在电容极板 间引入被试验纱条时，由于纤维具有较空气为高的介电系数，因此使检测电容的电容 量随极板间纤维量的多少而变化，即由纤维量转变为电量的变化。现假定在检测电极 板中引入纱条，如图3 - 1 所示。则可将由空气和纤维所组成的复合电容看作由两个具 有不同极距和介电系数组成的串联电容，故总电容量c 值可由c l ( 空气所组成的电 容量) 和c 2 ( 纤维所组成的电容量) 计算而的，即有 111 = 一 c c ic ! c 1 南d c 2 = c oe ，o d 式中： c o 一未放纤维时的检测电容值； 6 0 空气的介电系数，6 0 = 1 d 一未放纤维时的电容极板宽度； d 一纤维所占电容极板相应宽度； 占一根据纤维类别所决定的介电系数。 3 电容式条干仪榆测纱线疵点 故有c = c c o 式中的a c 为电容量变化值。 丝：兰二! ( 3 1 ) c o 1 + c ( 1 - - 一1 ) 式中r 为纤维对电容极板的充满系数，刁= 吾。 当纤维的介电系数占 l 和极板充满系数玎“1 近似可得到： a c 百2 叩 即检测电容的电容量相对变化值近似等于充满系数或相当于纱条在检测电容中 的重量，而和其他参数，如由线种类所决定的介电系数及纱条的回潮率等几乎无关。 这是电容式均匀度试验仪检测纱条不匀率的重要性能之一，依次可用来测定混纺纱及 回潮稍有变化的纱条不匀率。因为混纺纱条的组成纤维间以及纤维与水分间都存在介 电系数值的差异而当保持充满系数玎值远小于1 时，占值变化将不对所测定的不匀率 值起显著影晌，而常用的充满系数玎值一般保持在0 1 0 2 之间，以符合上述要求。 图3 2 中横坐标为纱条中纤维介电系数，在横坐标下方的标尺为纱条的含水率而 常用的充满系数r 在0 2 以下时，曲线程近乎水平的趋势，表明电容量的变化值不随 纤维种类或含多少而变。此外，曲线问的距离，当充满系数玎值较小时，如图中阴影 所示，和柙值接近正比关系，即相应于式3 i 的关系。 3 4 纱线疵点的测试 3 4 1 乌斯特m 型电容式条干仪的疵点检测方式 乌斯特电容式条干仪细纱疵点计数仪一般不以独立检测的方式工作，而多作为均 匀度仪的附加仪器。目前，应用较多的是和乌斯特均匀度仪联用的疵点计数仪，可在 测试细纱不匀率的同时，用数字之间表达出超过设定差异范围的疵点数目。其疵点类 别包括细节、粗节和棉结三种，其中棉结可以是不同种类短纤维缠结所形成粒状疵点。 在均匀度仪主机上连接周期波波谱仪以及疵点计数仪后，组成一套完整的测试纱条均 匀结构的仪器，对控制纺纱过程中各半制品与成纱质量，稳定生产，能起非常有效的 作用。 疵点计数仪的信息，取于均匀度仪主机根据纱条截面重量差异转变而成的相应 3 电容式拳干仪检测纱线疵点 变化电信号。疵点仪本身还装有平均值自动补偿器，更具均匀度仪的设定纱条平均厚 度值，对实际纱条由于长片段不匀的存在进行补偿调节。当实际平均厚度与设定平均 厚度间产生差异时，或当均匀度仪主机的平均厚度值校正不准确时，仪器检测的相对 灵敏度能保持不变。在电路结构中，平均值设定由r c 网络构成，其时间常数，当选 用纱条检验速度为2 5 m r a i n 是为3 2 s ，当纱条检验速度为5 0 n d m i n 及1 0 0 m r a i n 时， 则分别为1 6 s 及0 ，8 s 。平均值自动补偿器对测试细节、租节和棉结均同时有效。应注 意的是在细纱被导入检测电容板时，极板间除检测纱条外，应无其它纤维存在，否则 相当于给定一错误的平均值。此时仪器本身，将处于经常性高幅度平均值补偿条件下 工作，对测试数据的准确性将有影响，此外，疵点仪工作是当均匀度已处于“常规” ( n o r m a l ) 实验条件下进行工作的，同时要求主机的灵敏度保持士1 0 0 ：疵点仪的选 择开关则根据纤维材料及试样速度放置在相应的档数上。 当用疵点仪检测混纺纱时，常会遇到按纺纱系统选择的设定问题。在疵点仪上 有两种设定，一种适用于精梳毛纺系统，另一种适用于棉纺系统。分别以“毛型”键及 “棉型”键来加以确定，其主要区别在于疵点长度的不同。对于混纺纱条，一般可藉助 于其波谱图较准确的选择设定键，这是因为通过波谱图可以取纤维平均长度。当被测 纱条的纤维平均长度小于4 0 m m 时。应选用“棉型”键，而当纤维平均长度大于4 0 m m 时，则选用“毛型”键。为了应用简便起见，如波谱图的高峰相应波长在l l c m 以下时， 应选用“棉型”键，而峰的波长在l l e m 以上时，则选用“毛型”键。如无法得到波谱图， 则需用退捻法测定纱条的纤维平均长度。还应指出：疵点仪仅对细纱疵点进行计数， 对粗纱或条子不进行疵点测定。 为了制取疵点标本或进行疵点检核，在疵点计数仪中，还装有疵点制动检验装 置。平时制动检验装置不进行工作，当需要检验或摘出细节、粗节或棉结三者之一时， 可按下相应的键。当纱条中出现超过设走幅度变异的疵点时，相应于该疵点的电信号 即将导纱罗拉予以分离，纱条输出自停，然后即可在检测电容板下方一定距离处，找 到该疵点。疵点离极板的距离随纱条输出速度而定，其数值可参考仪器使用手册。 与目测条干相比较，疵点仪在检测速度和客观评价一致方面，尚属较好。从电 容检测原理分析可知，由于疵点处纱条截面常显著偏