乌斯特条干仪使用方法和原理

乌斯特条干均匀度仪（USTER tester）。

用此仪器可测定条子、粗纱、细纱和股线的均匀度。

适合试验的纤维有棉、毛、麻、丝、化学纤维及各种混纺纱条。

乌斯特条干均匀度仪是利用非电量转换原理对纱条均匀度进行测定。

仪器的具体测试部分为平行平板组成的电容器。

电容器的电容量的变化随其中电介质的不同而异，当相同的电介质通过电容器时，其电容量的变化与介质线密度成比例变化。

因此，当比空气介电系数大的纱条以一定速度连续通过电容器时，则电容量增加，此时纱条线密度变化将转换为电容量变化。

电容量变化△C/C 可由下式表示：△C/C=( -1)/[1+ (1/ -1) (15-1)式中：C——电容量；——试样的介电常数；λ——试样在电容器极板间的充满度。

式（15-1）表示电容量的相对变化△C与电容器中试样的充满度λ和试样介电常数ε有关，而其中ε又与试样的含湿量有关。

在仪器电路中，将电容器极板间的电容量变化转换为电流变化，然后带动记录笔运动，当记录纸按一定速度送出时，则可得纱条细度不匀曲线，如图15-1所示。

纱条细度不匀曲线的横坐标为纱条片段长度，纵坐标为纱条单位长度重量或线密度，根据此曲线可求得表示纱条细度不匀的指标—平均差系数或标准差不匀率（变异系数）CV﹪:如被试验的纱条其质量变异按常态分布，则其不匀率与变异系数之间的换算关系为：CV=1.25U% (15-4)U%或CV%两指标随乌斯特条干均匀度仪的型号不同采用的指标也不同。

此两项指标是纱条细度不匀的重要指标，生产厂依此指标来分析研究纱条质量变化，当超过一定范围时，通过改变混配棉成分，工艺参数和调节纺纱机械状态等，以控制纱线质量。

纱条通过乌斯特条干均匀度仪测试，不仅可获得U（%）或CV（%）指标，而且可在纱疵仪上获得细节数、粗节数和棉结数指标。

在波谱仪上可获得波谱图。

正常细纱的波谱图如图15-2（a）所示，而非正常细纱的波谱图如图15-2（b）所示。

波谱图的横坐标为纱条细度不匀的波长，为使全部波长能记录在一张图上，横坐标采用对数标尺，而波谱图的纵坐标为纱条细度不匀的相对振幅，它是波长的函数。

由图15-2（a）的正常纱条波谱图可以看出，波谱图上特殊变化较少，如果沿波谱图线作一光滑曲线，那么它近似一光滑曲线。

而图15-2（b）的波谱图上在8-9cm波长上有一烟囱形的峰，这说明细纱有周期性不匀。

根据不匀的波长，可推算出产生不匀的部件。

此8-9cm 的不匀波是细纱机前上皮辊（直径为28mm）偏心造成的，由于皮辊转一圈所输出的纱条长度正好为皮的周长。

当这种不匀出现时，应立刻采取措施，使纱条均匀度恢复正常。

波谱图可以帮助分析造成纱条不匀的工艺原因，如工其设备不良、牵伸配置不合理以及机械部件缺陷所造成的不匀等。

四、仪器结构与调整电容式条干均匀度仪类型较多，乌斯特条干均匀度仪按其适用范围及特征，有如表15-1所示的几种型号。

表15-1 乌斯特条干均匀度仪的型号乌斯特条干均匀度仪包括监测器（）、控制仪（）、纱疵仪（）、频谱仪（）及记录仪等。

这里主要介绍型的结构与调整使用。

仪器的全部组合如图15-3所示。

1．监测仪（MONITOR）监测仪的表面结构如图16-4所示。

在监测仪上有一对可变速的牵引罗拉1，可使纱条试样以一定的速度通过上方的平行电容极板2，电容极板获得的讯号通过转换，变为与纱条细度不匀成比例关系的电讯号。

然后将此电讯号送到控制仪、频谱仪、疵点仪和记录仪。

监测仪各部件的作用与调节如下：（1）黑色旋钮3：在连续测试细纱时，可将纱线从管纱架的张力器上引出后，通过各导纱器并夹持在夹纱架上，用此旋钮切除多余的纱头。

此时细纱被固定在夹纱架上以供连续测试时使用。

（2）张力调节器：用张力调节器4调节纱线张力。

使纱线不产生抖动或异常情况，旋钮上白线对准所需要的数字，数字从小到大，表示张力亦从小到大。

细纱一般控制在4-5数字刻度上。

（3）旋钮5：根据一次连续测试的纱管数不同来调节，转动旋钮5，使管纱数与旋钮圆盘数字相一致，并对准固定标点。

（4）测试槽开关6：移动此开关，将黑色握持块对准所需的测试槽号。

（5）测试槽7：根据不同的极板长度和宽度，此槽共分五档，分别测试不同支数的细纱、粗纱和条子。

测试槽的规格和对应的纱条细度见表15-2。

(6)测试速度旋钮8：旋转此旋钮，使其圆盘上速度数字对准上方竖线，不同试样的测试速度按表15-3选择。

(7)电动机开关9：用此开关控制牵引罗拉1的速度，马达开关有红色和白色，白色为慢启动开关，在测试粗纱和条子时，与红色开关并用。

红色开关测试细纱时用。

(8)定位杆10和旋钮11：用此旋钮可使定位杆10向前、后移动，以便使纱条在不同位置通过牵引罗拉1，延长牵引罗拉的使用寿命。

(9)开关12：将此开关向箭头方向推动时，可张开牵引罗拉1，停止推动时，牵引罗拉自动闭合。

(10)机械手13：此机械手是将纱线从夹纱架上引出后，自动带动纱线通过张力调节器4、测试槽7，并带到一对牵引罗拉1之间，待牵引罗拉握持纱线后，机械手恢复原位。

2． 控制仪（CONTROL ） 控制仪的表观结构如图15-5所示。

控制仪的主要功能是放大由监测仪送来的试样质量变化的电压讯号，然后将放大后的电讯号送到记录器，画出纱条细度不匀曲线图；作CV （%）值运算；通过表头显示出来；选择测试类型和测试时间。

当试验结束或测试槽中无纱线通过时，控制仪会发出声响报警。

控制仪的主要按键和旋钮的作用与使用选择如下：（1） 按键14：无试样调节。

在试样未放入测试槽时，先按下此键，当此键灯熄灭后，表示零点已调整，可以开始测试。

（2） 按键15：平均值调节。

共有3只，从上到下是手调、每管自动调节和首管自动调节。

当按下手调按键时，需旋转右边的黑色旋钮16，直至电表17的指针对准中间的零位左右摆动。

若采用每管自动调节按键时，控制器可将每管纱线细度平均值系数在正式试验前自动调节至电表17指针在零位左右摆动，不需人工控制。

当按下首管自动调节按键时，除首管纱线自动调零外，以后连续的其他管纱也按首管纱细度平均值系数自动调零。

（3） 按键18：此按键共有三只，从上到下分别用以清零、试验开始和停止。

清零按键是将控制仪和纱疵仪内过去已存贮的讯号全部清掉，使仪器处在接收新讯号的状态。

当按试验开始按键时，电讯号开始输入控制仪、纱疵仪和频谱仪等。

当按停止按键时，电讯号不输入各仪器内。

（4）按键19：试验类型。

共有三只，从左至右是“正常试验”、“迟缓试验”、“L 一试验”。

“正常试验”是测定纱线片段长度相当于极板长度的不匀率，近似反映纱条总不匀率。

“迟缓试验”是抑制短片段不匀，以便观察平均值偏差。

当采用手调平均值按键时，可同时揿“迟缓试验”按键，电表17的指针摆动缓慢，便于调零。

“L一试验”用于测试纱线片段长度间的变异-长度曲线。

片段长度可根据测试速度和上系数下式求得：纱线速度片段长度L=L系数×—————100L系数在“L一试验”按键下方的黑色旋钮20上。

（5）按键21：控制试验时间。

有1，2.5，5，7.5，10min五种，可供试验时选择。

（6）按键22：刻度范围。

可调节不匀曲线在曲线图上的满幅百分值。

一般细纱为100%，粗纱为50%，条子为25%或12.5%。

（7）按键23：共有三只，分别用以自动喂纱、自动打印和记录不匀曲线。

（8）按键24：平均值系数按键。

当揿此按键时，表示已通过的纱条不匀偏离平均值的多少，具体偏离值可在数字显示屏25处显示出来。

（9）按键26：频谱图放大按键。

按此按键，观察数字显示屏25上显示的数值，用此数值去调节频谱仪上的手动调节圆盘（但此时频谱仪上的手动调节按键应揿下），使圆盘上的数值与显示数值基本相符。

这样可在记录仪频普图纸上获得放大倍数适当的频普图。

3.频谱仪（SPECTROGRAPH）频谱仪的表观结构如图15-6所示。

频谱仪是把从控制仪送来的代表纱条不匀的电压讯号放大，输入到55个频道中去。

然后分离出55种波谱分量，仪器内积分器把这些波谱分量在整个周期内累计。

此后，通过扫描，按一定顺序将这些累计得到的电压值记录在专用的记录纸上，成为一张完整的波谱图。

频谱仪的按键和旋钮的作用与选择简述如下。

（1）按键27：放大按键。

共有三只，分别用以手调、每管自调及首管自调。

放大按键的作用是调节频谱图的高度。

当采用手调时，波谱图放大倍数的设定值可参见控制仪按键26的作用方法，使频谱仪黑色旋钮28圆盘上的刻度值与控制仪数字显示屏25上显示的数值相同。

当揿下首管自调按键时，频谱图高度只按首管纱自动调节的高度给出，这样管纱间的差异较为明显。

（2）按键29：波谱图张数按键。

共有3只，分别用于零张、一张、二张波谱图。

当揿下1或2按键时，可分别得到一张或两张相同的波谱图，揿下零按键时，即不需要画出波谱图。

（3）按键30：试验中波谱图按键，当揿此按键时，在测试开始15s后的任何时间都可以画也波谱图。

4、纱疵仪（IMPERFECT10N INDICATOR）纱疵仪的表观结构如图15-7所示。

纱疵仪是把从控制仪送来的代表纱条不匀的电压讯号加以放大，分别输入至细节、粗节、棉节三个通道，最后在各自的记数器显示屏上显示出细节、粗节、棉节的累计值。

纱疵仪的按键和旋钮的作用与使用选择简述如下：（1）按键31：开关按键。

全部仪器的总电源开关，开和关各有一个按键。

（2）旋钮32：细节旋钮。

细节旋钮的灵敏度调节有-30%，-40%，-50%，-60%四档。

例如：当调节灵敏度为-40%时，比纱条平均截面减少40%及以上的所有细节将被计数出来。

细节累计值可在计数显示屏33上显示出来。

（3）旋钮34：粗节旋钮。

粗节旋钮的灵敏度调节有+35%，+50%，+70%，+100%四档。

例如：当调节灵敏度为+70%时，比纱条平均截面增加70%及以上的所有粗节将被计数出来。

粗节的长度相当于平均纤维长度。

粗节累计值可在计数器显示屏35上显示出来。

（4）旋钮36：棉结旋钮。

棉结旋钮的灵敏度调节有+140%，+200%，+280%，+400%四档。

其长度短于4mm。

棉结计数时，灵敏度与长度有关。

例如：在灵敏度设定为+400%时，对于长度为1mm、截面比平均截面增加+400%及以上的棉结或长度为4mm、截面比平均截面增加+100%及以上的棉结同样计数。

棉结的累计值可在计数器显示屏37上显示出来。

（5）按键38：棉型、毛型纱条按键。

左侧为棉型纱条（纤维平均长度<40 mm ）按键，右侧为毛型纱条（纤维平均长度>10mm）按键。

在测试时，依纱条种类不同，自行选择。

（6）按键39：纱疵仪电源开关按键，揿下此按键时，纱疵仪的所有旋钮、计数器显示屏和按键都处在可工作状态。

相反，全部关掉。

（7）按键40：停机观察按键。

共有4只，最左侧为不停机观察，即在一般正常试验时，要把它揿下。