1 概述

紗條條干均勻度測(cè)試是指在沿紗線長(zhǎng)度方向?qū)ζ浯旨?xì)不勻程度的檢測(cè)，紗條條干均勻度檢測(cè)通常有五種方法：測(cè)長(zhǎng)稱重法、機(jī)械式（薩氏）條干法、黑板條干法、光電式條干法、電容式條干法。電容式條干法測(cè)試的對(duì)象是由纖維紡制的條子、粗紗、細(xì)紗等制品，它的測(cè)試結(jié)果對(duì)于鑒定試樣的質(zhì)量、分析試樣結(jié)構(gòu)特征有著重要的作用。電容式條干均勻度測(cè)試儀在測(cè)試過(guò)程中能夠?qū)υ嚇拥臈l干不勻程度進(jìn)行定性、定量的分析，并繪制出相應(yīng)的曲線圖、波譜圖等圖形。如果儀器裝有專家分析系統(tǒng)，可以進(jìn)一步提高儀器使用價(jià)值，輔助我們分析、判斷產(chǎn)生條干不勻的成因。

2 目的與要求

通過(guò)紗條條干均勻度測(cè)試，了解測(cè)試原理，掌握電容式條干均勻度儀測(cè)試紗條條干不勻的方法，掌握讀取細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)（毛粒、麻粒）的疵點(diǎn)數(shù)的方法，培養(yǎng)根據(jù)測(cè)試結(jié)果來(lái)查找試樣不勻原因的分析能力。

3 采用標(biāo)準(zhǔn)

3.1 采用標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3292 、ASTM D1425《紡織品 紗條條干不勻試驗(yàn)方法 電容法》

3.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB 6529《紡織品的調(diào)濕和試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)大氣》、GB 8170《數(shù)值修約規(guī)則》

4 儀器與用具

YG137 型條干均勻度測(cè)試儀（圖26-1）。

儀器來(lái)源：

YG137型 電容式條干儀

5 原理

電容式條干均勻度儀是運(yùn)用電容測(cè)試原理（圖26-2 電容式條干均勻度儀原理框圖），當(dāng)被測(cè)試樣以規(guī)定的速度通過(guò)電容傳感器時(shí)，由于線密度變化會(huì)引起傳感器平行極板電容介電常數(shù)的變化，從而導(dǎo)致電容量變化，由檢測(cè)電路轉(zhuǎn)換成與線密度變化相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓變化，再經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后進(jìn)入計(jì)算機(jī)專用軟件管理系統(tǒng)，經(jīng)運(yùn)算處理后將試樣線密度不勻以曲線、數(shù)值、波譜等形式輸出 (見(jiàn)圖26-3測(cè)試系統(tǒng)主畫面) 。電容式條干均勻度儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)紗、粗紗、條子線密度不勻程度的測(cè)量，還可提供CV值、各檔門限疵點(diǎn)數(shù)等有價(jià)值的參考數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示紗條實(shí)時(shí)不勻率曲線圖、波譜圖及其他統(tǒng)計(jì)圖形。這些圖形能直觀的反映紗條狀況，有助于生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)控與分析。

儀器來(lái)源：

YG137T型 電容式條干儀

圖26-2 電容式條干均勻度儀原理框圖

6 取樣

根據(jù)各紡紗工序的紗條種類和測(cè)試需要，按以下建議隨機(jī)抽取實(shí)驗(yàn)室樣品。條子：每眼各一個(gè)條段。粗紗：每臺(tái)車四個(gè)卷裝，在粗紗機(jī)前、后排錠子上各取兩個(gè)卷裝。細(xì)紗：每品種取十個(gè)管紗。

7 試樣

棉、毛、麻或混紡紗條等類型中的一種或幾種。

8 測(cè)試環(huán)境

8.1 試樣調(diào)濕和預(yù)調(diào)濕：試樣的調(diào)濕應(yīng)按GB 6529中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)大氣，即溫度為20℃2℃，相對(duì)濕度為65%3%，在該條件下將試樣平衡24h。對(duì)大而緊的樣品卷裝或?qū)σ粋€(gè)卷裝需進(jìn)行一次以上測(cè)試時(shí)應(yīng)平衡48h。試樣應(yīng)在吸濕狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)濕平衡，必要時(shí)可以按照GB 6529進(jìn)行預(yù)調(diào)濕。在調(diào)濕和測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持標(biāo)準(zhǔn)大氣恒定，直到測(cè)試結(jié)束。

8.2 非標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境測(cè)試：生產(chǎn)監(jiān)控測(cè)試中，試驗(yàn)室若不具備8.1條件，可以在穩(wěn)定的溫濕度條件下，使試樣達(dá)到平衡后進(jìn)行測(cè)試。平衡及測(cè)試期間的平均溫度為18～28℃，平均相對(duì)濕度為50～75%。其中，溫度變化率不超過(guò)0.5℃/min，相對(duì)濕度的變化率不超過(guò)0.25%/min。測(cè)試前儀器應(yīng)在上述穩(wěn)定環(huán)境中至少放置5h。

8.3 對(duì)于產(chǎn)品驗(yàn)收和仲裁測(cè)試應(yīng)按8.1規(guī)定執(zhí)行。

9 過(guò)程與程序

9.1 儀器預(yù)熱：打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，儀器首先進(jìn)入操作系統(tǒng)，然后計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)（如圖26-3），儀器預(yù)熱20min。

儀器來(lái)源：

YG137型 電容式條干儀

9.2 參數(shù)設(shè)置

9.2.1 選擇合適試樣類型，試樣分為棉型和毛型兩大類，點(diǎn)擊試樣類型右側(cè)鍵選擇。

9.2.2 根據(jù)表26-2選擇合適的幅度，幅度用于放大或縮小不勻曲線的幅值，系統(tǒng)提供了從12.5～100%共四檔選項(xiàng)以備選取，選擇幅度的大小跟測(cè)試的紗線種類有關(guān)（表中同時(shí)給出了試樣所用的測(cè)試槽）。

表26-2　幅度、測(cè)試槽設(shè)定表

9.2.3　比例設(shè)置：用于放大或縮小不勻率曲線在試樣長(zhǎng)度方向上的比例，以便觀察分析曲線變化趨勢(shì)，對(duì)紗條不勻情況做出及時(shí)地判斷。

9.2.4　測(cè)試速度設(shè)置：用以設(shè)置檢測(cè)器羅拉牽引紗線的速度，可參照?qǐng)D26-4所示，選擇系統(tǒng)所需的測(cè)試速度（注意：選擇的速度一定要與檢測(cè)分機(jī)上的設(shè)定速度相同）。

9.2.5 按圖26-5所示形式輸入測(cè)試時(shí)間。根據(jù)試樣的不同，建議按下表選取速度和時(shí)間：

表26-1　速度、時(shí)間設(shè)定

表26-3　測(cè)試槽適用紗號(hào)范圍

9.2.6 依次輸入測(cè)試所需的文件名、使用的單位名稱、測(cè)試者姓名、線密度、錠號(hào)等內(nèi)容。

9.3 測(cè)試前準(zhǔn)備

9.3.1 無(wú)料調(diào)零：在系統(tǒng)測(cè)試前必須先經(jīng)過(guò)無(wú)料調(diào)零操作。首先確保傳感器的測(cè)試槽為空，然后單擊調(diào)零按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入調(diào)零狀態(tài)。若調(diào)零出錯(cuò)，系統(tǒng)彈出提示框提示調(diào)零錯(cuò)誤，應(yīng)檢查測(cè)試槽及信號(hào)電纜，再進(jìn)行調(diào)零；若調(diào)零正確，可進(jìn)行下一步操作。

9.3.2　張力調(diào)整：為防止試樣在經(jīng)過(guò)測(cè)試槽時(shí)抖動(dòng)而影響測(cè)量結(jié)果，測(cè)試前通過(guò)調(diào)整檢測(cè)分機(jī)上張力器的張力旋鈕來(lái)改變張力，使紗線在通過(guò)張力器到測(cè)試槽的過(guò)程中無(wú)明顯的抖動(dòng)。

9.3.3　測(cè)試槽的選擇：檢測(cè)分機(jī)上有兩個(gè)電容傳感器檢測(cè)頭，大檢測(cè)頭上裝有兩個(gè)測(cè)試槽，由左到右依次為1、2號(hào)槽，用來(lái)測(cè)量條卷和條子的不勻，小檢測(cè)頭裝有三個(gè)測(cè)試槽，由左到右依次為3、4、5號(hào)槽，用來(lái)測(cè)量粗紗試樣和細(xì)紗試樣的不勻。五個(gè)槽通過(guò)導(dǎo)紗裝置左右移動(dòng)來(lái)控制，可根據(jù)表26-3對(duì)測(cè)試槽進(jìn)行選擇。

表26-3　測(cè)試槽適用紗號(hào)范圍

試樣通過(guò)測(cè)試槽時(shí)，應(yīng)該掌握這樣一個(gè)原則：條子靠墻一邊走，粗紗上左下右斜著走，細(xì)紗靠山中間走。（見(jiàn)圖26-6示意）。

9.4. 測(cè)試

9.4.1 引紗操作

按啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，羅拉開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。將紗線或條子從紗架上牽引入張力器中，然后通過(guò)選定的測(cè)試槽，再按下羅拉分離開(kāi)關(guān)，羅拉脫開(kāi)后將試樣放入兩個(gè)羅拉中間，放開(kāi)開(kāi)關(guān)，羅拉閉合。

9.4.2 待試樣運(yùn)行速度正常并確認(rèn)紗線無(wú)明顯抖動(dòng)后，單擊開(kāi)始進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。當(dāng)一組試樣進(jìn)行首次測(cè)試時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整信號(hào)均值點(diǎn)，使曲線記錄在合適的位置上。單擊調(diào)零進(jìn)行調(diào)整均值，若調(diào)整有錯(cuò)，則顯示調(diào)均值出錯(cuò)，自動(dòng)停止測(cè)試。調(diào)整均值后，界面的主窗口上、下兩部分別顯示測(cè)試的不勻曲線、波譜圖。界面底端顯示相應(yīng)的測(cè)試指標(biāo)：CV值、細(xì)節(jié)、粗節(jié)、棉結(jié)等。

注：測(cè)試狀態(tài)中，不能改變測(cè)試參數(shù)中測(cè)試條件的設(shè)置，如速度、時(shí)間、類型、幅度等。為確保測(cè)試安全，界面設(shè)置參數(shù)按鈕變灰色不可改動(dòng)。

9.4.３ 單次測(cè)試完成后，若發(fā)現(xiàn)測(cè)試的數(shù)據(jù)中存在錯(cuò)誤，可選擇刪除功能刪除已經(jīng)測(cè)試的數(shù)據(jù)。

9.4.４ 當(dāng)整個(gè)測(cè)試批次結(jié)束后，系統(tǒng)退出當(dāng)前的測(cè)試狀態(tài)，單擊完成終止當(dāng)前的測(cè)試批次，顯示統(tǒng)計(jì)值。

9.4.５ 測(cè)試完成后，單擊打印進(jìn)入打印輸出界面。在打印輸出界面下的打印選項(xiàng)中，提供了不勻曲線、波譜圖、報(bào)表等選項(xiàng)。對(duì)于不勻曲線和波譜圖，提供了全部打印或部分打印兩項(xiàng)選擇；對(duì)于報(bào)表分為兩種，統(tǒng)計(jì)報(bào)表和常規(guī)報(bào)表，統(tǒng)計(jì)報(bào)表包含測(cè)試的所有指標(biāo)，而常規(guī)報(bào)表包含CV值和三檔常用的疵點(diǎn)值。

注1：測(cè)試完成后，界面各項(xiàng)設(shè)置參數(shù)按鈕回復(fù)到起始狀態(tài)，可以進(jìn)行設(shè)置、下次檢測(cè)。

注2：需經(jīng)常用毛刷清掃測(cè)試槽周圍的飛花，用薄紙片或皮老虎清洗測(cè)試槽內(nèi)的雜物。

10 結(jié)果計(jì)算

10.1 標(biāo)準(zhǔn)差S

標(biāo)準(zhǔn)差S可表示試樣線密度的離散性，其計(jì)算公式如下：

（26-1）

式中：　 --采樣次數(shù)；

--各采樣點(diǎn)測(cè)得的與線密度相關(guān)的數(shù)據(jù)；

--各采樣點(diǎn)測(cè)得數(shù)據(jù)的平均值。

10.2 變異系數(shù)CV值

（26-2）

注：在CV值的計(jì)算中，考慮了偏離平均值的較大偏差（ - ）這一項(xiàng)被平方，CV值從數(shù)值上較全面地反映了紗條的不勻程度。

10.3 不勻率U值

其中：--不勻指標(biāo)最終的平均值；

--各管的測(cè)試數(shù)據(jù)；

--測(cè)試所用的最大時(shí)間；

-- 與 在幾何意義中的面積差的絕對(duì)值。

10.4 U值與CV值之間的換算關(guān)系：

如被測(cè)試的紗條其線密度變化服從正態(tài)分布，則其U值與CV值之間一般可按下式換算：

（26-4）

11 測(cè)試報(bào)告

11.1 記錄：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；樣品材料、規(guī)格和數(shù)量，必要時(shí)說(shuō)明樣品來(lái)源；測(cè)試環(huán)境(溫、濕度)；儀器型號(hào)；紗條速度、取樣長(zhǎng)度等必要的測(cè)試參數(shù)；偏離細(xì)節(jié)等。

11.2 計(jì)算：CV（U)值、千米紗疵數(shù)或一批試樣的平均CV（U）值、平均千米紗疵數(shù)。

11.3 分析：不勻曲線圖、波譜圖、變異長(zhǎng)度曲線圖等。

12 相關(guān)知識(shí)

12.1 波譜圖

12.1.1測(cè)定紗條條干不勻的目的，除了希望得到條干不勻的大?。–V%或U%），即數(shù)量的概念外，還希望通過(guò)測(cè)定了解造成不勻的原因及機(jī)器上產(chǎn)生不勻的部位。因?yàn)橹芷谛圆粍驅(qū)椢锿庥^質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。實(shí)際上各種紗條條干不勻的變化曲線一般表現(xiàn)為非周期性函數(shù)，它是由若干個(gè)隨機(jī)波和周期波疊加而成。設(shè)想這一非周期函數(shù)的波形為一波長(zhǎng)周期為的周期函數(shù)，根據(jù)傅立葉級(jí)數(shù)原理可將其分解為波長(zhǎng)為0的無(wú)數(shù)個(gè)正弦波。用該無(wú)數(shù)個(gè)正弦波出現(xiàn)頻率及相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)作圖，則形成周期性函數(shù)的波譜圖（圖中將波長(zhǎng)按對(duì)數(shù)方式劃分為若干個(gè)波段（一般54～80個(gè)波段），故波譜圖呈條樣狀，見(jiàn)圖26-3、圖26-8界面。

12.1.2波譜圖的縱坐標(biāo)為分解后某周期性條干不勻波的出現(xiàn)頻率，橫坐標(biāo)為分解后周期性條干不勻波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)。對(duì)波譜圖應(yīng)用的幾點(diǎn)說(shuō)明：

12.1.2.1 各道加工機(jī)器上，具有周期性運(yùn)動(dòng)的部件的缺陷會(huì)給紗條條干造成周期性粗細(xì)變化（如羅拉偏心、齒輪缺齒、皮圈破損等），由此造成機(jī)械波。機(jī)械波在波譜圖中表現(xiàn)為煙囪，并且只在一個(gè)或最多兩個(gè)頻道上出現(xiàn)。而由于牽伸倍數(shù)選擇不當(dāng)，或牽伸機(jī)構(gòu)調(diào)整不好（加壓過(guò)輕過(guò)重、隔距過(guò)大過(guò)小等）致使紗條在牽伸時(shí)部分纖維得不到良好的控制，造成條干不勻，稱之為牽伸波。牽伸波在波譜圖中表現(xiàn)為小山包，它可以連續(xù)在三個(gè)或更多的頻道上出現(xiàn)。估計(jì)煙囪P對(duì)最終產(chǎn)品是否有影響時(shí)，應(yīng)首先看其高度HP（高于本頻道正常波譜高度部分）是否大于本頻道正常波譜高度HB的1/2，如HP1/2HB ,則應(yīng)予以重視，如HP＜1/2HB，則對(duì)外觀可能影響不大。如機(jī)械波連續(xù)出現(xiàn)在兩個(gè)頻道上時(shí)，應(yīng)將兩頻道相疊加，與其正常波譜高度對(duì)比。理想紗條主牽伸波波長(zhǎng)與纖維平均長(zhǎng)度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，粗紗=3.5纖維平均長(zhǎng)度（氣流紡細(xì)紗取2.5）,并條、梳棉=4纖維平均長(zhǎng)度。

12.1.2.2 如波譜圖同時(shí)在長(zhǎng)短波長(zhǎng)上出現(xiàn)幾個(gè)特征峰時(shí)，應(yīng)按最短波長(zhǎng)到最長(zhǎng)波長(zhǎng)順序分析，這樣可及時(shí)在本道工序中解決問(wèn)題。波譜圖中長(zhǎng)波段中間空心部分（波譜圖分實(shí)心與空心兩部分，實(shí)心為確定部分，空心部分因試樣長(zhǎng)度不夠，為估計(jì)部分）出現(xiàn)特征峰時(shí)，應(yīng)考慮重新加大試驗(yàn)長(zhǎng)度后再分析。

12.2 平均值系數(shù)AF值

以首次測(cè)試的平均線密度為100%，則每次測(cè)試的平均線密度相對(duì)于上述平均值的比值，換算為百分?jǐn)?shù)即為AF值，。在每次試驗(yàn)中，都有一個(gè)相應(yīng)的條干粗細(xì)平均值 ，它相當(dāng)于受測(cè)試紗條的平均重量。當(dāng)受測(cè)細(xì)紗試驗(yàn)長(zhǎng)度為100m時(shí)，各次AF值的不勻率即相當(dāng)于傳統(tǒng)的細(xì)紗重量不勻率或支數(shù)不勻率，這一指標(biāo)常被用于測(cè)定紗線的線密度（重量、支數(shù)）變異，以便研究在長(zhǎng)周期內(nèi)紡紗的全過(guò)程或前道工序的不勻情況。一般AF值在95～105范圍內(nèi)屬于正常。如果測(cè)得的數(shù)據(jù)超過(guò)這一范圍，說(shuō)明紗線的絕對(duì)號(hào)數(shù)平均值差異性較大。利用AF值的變異，還能直觀地分析出紗條重量不勻變化趨勢(shì)，及時(shí)反映車間生產(chǎn)情況，以便調(diào)整工藝參數(shù)，為提高后道工序產(chǎn)品質(zhì)量起指導(dǎo)和監(jiān)督作用。

12.3 偏移率（DR%）及DR%曲線

偏移率是指超出規(guī)定門限部分紗條長(zhǎng)度與測(cè)試長(zhǎng)度的比值。儀器可測(cè)得10cm+30%（片段長(zhǎng)度10cm測(cè)試條件下，線密度超過(guò)平均值+30%長(zhǎng)度與測(cè)試總長(zhǎng)度之比）、20cm-30%、1m+5%、1m-5%的DR%值，同時(shí)可繪出參考長(zhǎng)度為1cm、10cm、20cm、50cm、1m門限從0～50%的DR%曲線。

12.4　引紗羅拉的啟動(dòng)分為快速啟動(dòng)、軟啟動(dòng)兩種。只撥動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)為快速啟動(dòng)，約4s將達(dá)到設(shè)定速度。先撥動(dòng)軟啟動(dòng)再撥動(dòng)啟動(dòng)為軟啟動(dòng)，約15～20s將達(dá)到設(shè)定速度。軟啟動(dòng)主要用于粗紗及條子測(cè)試，它可防止啟動(dòng)時(shí)因牽引力過(guò)大造成試樣被意外牽伸而產(chǎn)生誤差。羅拉分離開(kāi)關(guān)用于脫開(kāi)兩個(gè)羅拉的嚙合，以便放入或取出試樣，該開(kāi)關(guān)按下一般不得超過(guò)30s。

圖26-8 專家分析系統(tǒng)界面

12.5 各種型號(hào)的電容式條干均勻度儀所提供的主要指標(biāo)基本相同，由于電容式條干均勻度儀是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)控制，它為拓展功能提供了契機(jī)。例如：毛羽檢測(cè)、光電黑板、專家分析系統(tǒng)等。在此以YG137型條干儀專家分析系統(tǒng)為例，作如下簡(jiǎn)單介紹：該系統(tǒng)實(shí)際上是一套用于紗線疵點(diǎn)智能分析的軟件，軟件庫(kù)中存儲(chǔ)了紡紗設(shè)備工藝傳動(dòng)系統(tǒng)圖，它能結(jié)合測(cè)試結(jié)果給出的波譜圖、曲線圖評(píng)估工藝流程，便于用戶及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題。進(jìn)入診斷程序后，儀器自動(dòng)分析、計(jì)算、識(shí)別牽伸波和機(jī)械波等不勻成分的主波長(zhǎng)，根據(jù)主波長(zhǎng)計(jì)算出可能造成波譜分析中顯示的機(jī)械波、牽伸波、機(jī)牽波等故障的部位或牽伸區(qū)。并以此結(jié)果結(jié)合工藝參數(shù)，由本工序往前推算，顯示診斷結(jié)果：對(duì)于機(jī)械波，將顯示可能造成機(jī)械波的牽伸件位置；對(duì)于牽伸波，將顯示可能出現(xiàn)牽伸波的牽伸區(qū)間。專家分析系統(tǒng)界面分為上下兩部分，上面顯示波譜分析圖，下面顯示牽伸診斷結(jié)果（見(jiàn)圖26-8）。

13. 思考題

13.1　試分析使用電容式條干均勻度儀測(cè)試紗條條干不勻的優(yōu)缺點(diǎn)？

13.2　試敘述電容式條干均勻度儀的測(cè)試原理。