棉纱条干不匀的检测分析和应用

棉纱条干不匀的检测分析和应用刘荣清(上海纺织工程学会棉纺专业委员会委员，上海)摘要:阐明棉纱条干用表观粗细和物理质量表达的不同涵义及两者关系。

分析条干不匀常用检测方法及仪器和发展趋势。

论述电容式和光电式条干仪的特点和特性，指明在线检测的长处及发展方向。

指出条干不匀分析必须按产品分析的要求cv%结合波谱图、曲线图、DR值等指标组合分析。

提出条干优劣应有客观的考核标准和评定依据。

关健词:1条干不匀条干不匀率的涵义沿长度方向目测纱线或纱条就会发现其粗细是不均匀的，粗细不匀是普遍存在的，这就是条干不匀。

广义的条干不匀包括各片段长度的粗细不匀，包括纱条中含有棉结杂质短绒等形成的粗细不匀;狭义的条干不匀是指纱条的短片段间的粗细不匀。

纱条的条干不匀可按它表观的粗细或外径大小反映，也可用其物理意义的单位长度的质量来反映。

由于纱条的截面不是理想的圆形，在三维空间外观的粗细和外径并不相同，因此以表观几何形态表示条干不匀并不稳定。

用物理意义表示的条干不匀，相对地比较稳定。

由于纱条捻度分布有向纱条细节集中的趋势，因而粗细处的纱条密度并不一致，造成表观形态的条干不匀，与物理意义的条干不匀并不完全一致。

人们目视的条干不匀与几何形态的条干不匀是比较一致的。

物理意义表达的条干不匀与实际纱条截面中纤维根数的变异相关密切，因此前者与布面条干比较一致，后者与纺纱工艺关系密切。

纱条的条干不匀常以纱条表观外径或粗细尺寸的均方差表示，或用纱条单位长度的质量的均方差表示。

其均方差系数可以比较不同线密度纱条条干不匀的程度，称为条干不匀率，英文名称是Coemeitofvariation，简称CV%。

2条干不匀检测方法的分析和比较2.1条干不匀的黑板检测黑板检测条干不匀是传统的经典的方法。

它直接用目视检测纱线表观在黑板上形成的粗细不匀的程度、数量、阴影的深浅，对照标准样照定性评定等级(分优、一、二等)，同时可观察有否规律性等特征，它具有直观、方便、快速等优点，国外也常用梯形黑板现场检测是否存在周期性不匀。

周期性不匀会在黑板上形成V形图状，据此可量出周期波的波长，推断其产生的原因，非常实用。

2.2条干不匀的仪器检测20世纪七十年代瑞士zenwegerUSTER公司首创利用纱线物理状态中质量与电容相关的原理，发明电容式条干均匀度仪，使纱条条干的检测进入仪器化、自动化的时代，并且不断创新，日益完善，目前已实现基本自动化、电脑数字化、分析系统化，趋向多功能、智能化、模块化发展。

主要变化有以下几方面:(l)从开创的单纯条干不匀率检测扩展为常发性纱疵检测，波谱图分析。

DR值检测，线密度对比(AF 值)，锭间变异系数CV、等内容;波谱图波长分析长度从开始40m扩大至l以洲〕m以上。

(2)条干不匀率检测对象从传统的条子、粗纱、细纱一机兼容的测试，发展为条粗与细纱可以单机分别测试，从而使用较方便并可简化结构，降低单台的成本。

此外也有单台可同时测试条子、粗纱和细纱的仪器问世，可提高工作效率。

(3)条干均匀度仪向智能化发展，目前不少厂生产仪器设置专家纱疵分析诊断系统，模拟纱线黑板与织物外观实物系统，质量数据与Uster 统计值比较分析系统等。

(4)新型条干仪采用模块组合式设计，便于功能选用及故障修理。

(5)仪器测试速度不断提高，UST一5800型条干仪测试速度可达800耐min。

(6)电容式条干仪加装光电传感器在测试条干的同时，可检测纱线毛羽、直径、椭圆度、异纤等外形信息。

(7)利用光电效应检测纱线几何形态的外形(直径)的光电式条干均匀度仪，已有多家问世，如德国zweilgle公司oASYS纱线模拟光学评定系统，我国长岭纺电的YG122型光电纱线外观测试仪，上海飞鹿FY型外观品质分析仪等。

电容式与光电式两种条干仪各具特点，它们的性状比较见表1。

2042006年全国现代纺纱技术研讨会论文集电容式条干仪检测纱条的线密度(质量)对控制纱线质量，指导纺纱工艺具有重要意义，但由于纱线受捻度不匀等因素的影响，使外观不匀和质量不匀有时会有一定的差异，检测结果和目测纱线和织物外观评价不尽一致，但检测质量不受纱线空间位置的影响。

数据较稳定。

电容式仪器受温湿度变化的影响较大，须放在恒温恒湿的条件下测试。

光电式条干仪运用光学原理及数学图像处理技术，检测纱线外形变化，可以较正确的模拟织物外观，达到仿真效果，但纱线毛羽会影响测试结果，例如周期性毛羽变异会误导为条干周期性不匀，纱线空间位置不同，会影响测试数据差异。

光电式条干仪问世较短，不如电容式那样成熟，且已有配套对比标准及统计值，尚需让用户认识，接受市场的检验，但两种仪器各有特点，可长期共存，让用户按需选用。

2，3偶发性条干不匀的仪器检测偶发性条干不匀是指发生概率较小，但对织物影响较大的，常会造成织物纱疵的条干不匀，它常包括粗度和细度较显著的长短的粗细节，目前较广泛使用的是电容式纱疵检测分级仪，国内外机型较多。

它将条干纱疵按大小和长度分成若干级，用十万米长度内纱疵数反映纱疵的多少和严重程度。

测试数据也可供电子清纱器设定清纱参数作依据，以及监控清纱器的工作状态。

USTERC玲LMAT纱疵分级仪将短粗节(0.1一8cm)分成16级，长粗节(8cm以上)分成3级，长细节(8em以上)分成4级，共23级，目前又增加了+70%一100%短粗节，4级，成27级。

US咒RCLASSIMATQUANTUM纱疵分级仪可清除异纤，将异纤分27级。

日本计测器株式会社CFTll型纱疵分级将0.1一10cm短粗节分成18级，10cm以上长粗节分成12级，将一30%以上短细节分成2级，长细节分成8级，共40级。

印度PREMIER纱疵分级仪将0.1一8cm的短粗节分为20级;8cm以上的长粗节分成3级，将一30%以上短细节分为4级，长细节分为4级，合计33级。

分级的目的的主要使用户可按产品不同要求选用分析。

纱疵检测试样长度，一般应不少于十万米。

我国已将十万米认定的有害纱疵数列人优等品评等附加要求。

一般机织纱应重视粗节疵点考核，针织纱要重点关注细节疵点的数量。

纱疵分级趋向在络筒机上在线检测，可将纱疵分级、切断、监控分析同时进行。

2.4条干、纱疵的在线检测在线检测是指将检测传感器放人生产线或机台上，自动检测在线产品的质量或工艺数据，并同时进行自动调整、控制、记录、监控、报警或将疵品消除或停机处理，有的还可预测下工序质量或提供有价值的数据。

它是检测自动化、生产连续化、管理无人化必须解决的课题，是今后发展的方向。

目前有关条干不匀在线检测的内容，主要有:(l)us 几RSHvERGuARD在线自调匀整和质量控制系统，可装在梳棉机、精梳机和并条机上，采集和监控条子线密度、条干Cv%和周期性疵点，一旦超越界限就能报警或停机。

(2)us住RQuANTUMEXPERT专家系统，利用电子清纱器及CAY，可在络筒机上在线检测条干不匀及纱疵，并进行纱疵分级，同时可监控每锭清纱功能，统计清纱效率、产量、车速等数据，绘出图表并及时发现有缺陷的锭子;如采用UsIERQUANTUMZ型电子清纱器，可控制分析纱线毛羽和异纤，我国长岭纺电DQSS系列清纱检测装置，也具清纱、定长、分级、统计等与上类似的功能。

(3)德国TRU咒SCH砚RZTDo3型并条机设置后牵伸优化检测装置，可按单独配置传动电机的消耗功率，检测牵伸力的大小，自调调整在较大牵伸力状态下选定后牵伸倍数，达到优化条干的目的。

(4)陕西长岭纺织机电科技有限公司YG121型在线条干均匀度仪能在细纱机上，抽样实时检测细纱条干Cv%和波谱图，及时发现疵点及故障，但无调控功育巨。

必须指出，在线检测具备检测及时，有可能实现全过程、全部产品进行质量和工艺的检测和调控的特点，是今后的发展方向，但对单元(锭子)组合较多的机台如粗纱机、细纱机，由于每锭在线检测控制的成本太高，全机单锭在线检测还有困难，目前仅有巡回检测断头、凶锭、效率、车速等在线检测。

在线检测对环境(温湿度、检测速度等)要求比离线(仪器)检测要求要低，一般不能代替标准测试条件下产品质量评定和鉴2006年全国现代纺纱技术研讨会论文集205别、仲裁等。

断裂强度等破坏性测试不能应用在线检测。

今后纱线外观性指标检测如条干、纱疵、棉杂、异纤、外径等有可能全面采用在线检测，实行在制品外观质量的全检。

2.5棉纱条干的实物检测用仪器或黑板检测评定棉纱条干的优劣，属于抽样检测，不是全检。

棉纱条干不匀常会被漏检直至织物或最后成品时才暴露发现，造成较大损失。

此外中长片段条干不匀，一般测试仪器也不易检测到，因此不少企业包括纺纱、织布、针织厂，常用少量管纱或筒纱织成机织坯布或用针织袜机或小圈机织成坯布(一般用汗布组织)，目测坯布实物条干不匀，重点观察粗细节及有否横档、色差等问题;检查织物风格是否符合要求。

染色成品还可将样布进行染色试验，检查染色效果及对比前后产品的色差，特别在原料和工艺变动时，更有必要。

对用户厂而言，实物检测也是十分重要的。

3条干不匀检测指标的解析和应用3.1条干Cv%(变异系数)Cv%是反映条干不匀率的主要指标。

它反映了条干不匀的平均离散性，CV%与U%(平均差系数)，J%(极差系数)相比较为严密和正确，但它不能将条干不匀的全部变异特性表达出来，例如条干不匀的周期性、条干不匀波的波幅大小和波长、波幅的极差等。

同一线密度纱条的CV%相同时，其粗细变异的特性往往不一样。

现举一组数字来说明，表2中数字的平均值相同，CV%基本一致但数字变化规律大不相同。

由此说明同样CV%，有的存在规律性不匀，有的由细节造成，有的由突出粗、细节造成的，有的有粗有细，比较正常。

某些工厂反映，CV%相同时，有时会在布面上反映比较均匀，有时有明显的粗细节，甚至出现规律性纱疵，就是这个道理。

由此可见CV%不能反映条干不匀的全部，仅用CV%来分析条干不匀往往是不完整的，容易造成CV%不高而布面却存在条干不匀、粗细节突出，存在横档等问题。

分析条干优劣，必须结合其他指标共同判断、全面分析。

3.2千米疵点数(1.P.I)千米疵点数可以定量分析细纱中的常见性疵点-一粗节、细节、棉接数，结合CV%适用于分析牵伸工艺的优劣，但棉节数包含杂质在内，与条干关联不大。

3.3条干曲线图(珑ag川田.)从实测的条干曲线中可以看出纱条粗、细节出现规律及波幅、波长的大小，可弥补波谱图看不出粗、细节分布的不足。

图中长度与试样长度的缩小比例应按分析要求调整。

3.4波谱图分析波谱图中长度及波幅的特征，可以了解条干不匀的性质，及时找出纺纱工艺或机件缺陷特别是周期性变异的原因，并能估计它对织物的影响，对减少突发性纱疵起指导性作用。

波谱图已成为条干不匀分析不可缺少的工具。

有关波谱图波长分析计算及其应用已有专文论述，这里不再作讨论，仅就应用中应注意几点补充说明。