波谱图的分析原理 方法和典型实例分析

波谱图的分析原理，方法和典型实例分析

（荆州市神舟纺织有限公司）欧怀林

一·波谱图分析的基本原理与方法：

1.机械波和牵伸波的概念与计算方法：

⑴．机械波在波谱图中，呈现“烟囱”柱形状，在一个或多个频道上出现。当宽度占据二个频道时称为双柱机械波；超过二个频道以上时称为多柱机械波。

⑵．机械波长计算公式：

a.牵伸倍数法：λ＝πDxE。λ-产生机械波的回转部件的波长；Dx-产生机械波的回转部件的直径；E-输出罗拉（前罗拉）到产生机械波的回转部件的牵伸倍数。

b.传动比法：λ＝πD1i。λ-产生机械波的回转部件的波长；D1-输出罗拉（前罗拉）的直径；i-产生机械波的回转部件到输出罗拉（前罗拉）之间的传动比。

c.速度法：λ＝V/n。λ-产生机械波的回转部件的波长；V-出条速度；n-产生机械波的回转部件的转速。

下图为典型的机械波波谱图：

下面几张图例为前道工序产生的机械波，随后道工序牵伸后其波长变化情况：

上图为并条胶辊产生的机械波波谱图。

上图为对应的粗纱波谱图。

上图为对应的细纱波谱图。

⑶．机械波危害程度的评价：当基本波谱上的峰高超过该峰所在波长处基本波谱高度的50%时，会对织物造成不良影响。对于连续两个或者多个机械波，其波峰必须叠加后来评价。机械波产生的疵点绝大多数呈现为规律性，机械波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面体现越明显。

⑷．牵伸波在波谱图中，跨越三个或三个以上频道，形成像小山形隆起状的波形。

⑸．牵伸波计算公式：λ＝KEL W。E-输出罗拉到产生牵伸波部位的牵伸倍数；L W-纤维的平均长度；K-常数，细纱2.75；粗纱3.5；并条4.0；精梳条4.0；气流纺5.0。

⑹．牵伸波危害程度的评价：牵伸波波峰越高，曲线图上的振幅就越大，疵点在布面的体现越明显。牵伸波波长不像机械波波长那样基本固定，而在一定范围内波动，故触发多个频道，形成小山包状的波形。典型的牵伸波波谱图如下：

2.波谱仪及各种波形分解的基本原理及特点：

基于经济性的考虑，波谱仪对波谱的识别分析是建立在正弦波的基础上的。而纺纱过程中产生的机械波大多数是不完全遵循正弦规律波动的。遵照“傅里叶”公式，任何一个非正弦波都可以分解为多个正弦波，因此，波谱仪可以对这些非正弦波做出傅里叶分析，并将分解后的各正弦波波长显示在波谱图上。于是，在波谱图上出现了谐波，给我们的分析带来了困难。我们必须从纷乱的波形中找出基波，基波消除后，一系列谐波自然消除。下图为波形分解的示意图：

分析波谱图时，我们必须掌握不同形态波谱图的特点。周期性机械波产生不匀的形态大致有以下5种：

⑴．正弦波：形状：为正弦曲线均匀过渡。特点：只有基波。产生原因：各种回转件（如皮辊，罗拉，锭子等）偏心或者椭圆及回转不平衡等。

⑵．对称非正弦波：形状：如三角波。特点：有基波和奇次谐波，无偶次谐波。产生原因：纱线对称性张力不匀，牵伸部件玷污，跳动等。

⑶．不对称非正弦波：形状：如锯齿波。特点：基波，奇次，偶次谐波都有，波长逐渐递减。产生原因：纱线不对称的张力不匀，传动装置玷污，罗拉包覆物损伤等。

⑷．正负双向脉冲波：特点：基波，奇次，偶次谐波都有，基波波峰低于谐波。产生原因：牵伸部件安装不良，传动带，皮圈缺损或搭接不良，罗拉包覆物局部损坏等。

⑸．单方向脉冲波：特点：基波，奇次，偶次谐波都有，且波幅基本相当。产生原因：皮圈搭接不良，传动带损伤，精梳棉网搭接不良，牵伸箱部件安装不良，针布损伤等。

3.分析波谱图时容易混淆和忽视的几个问题解答：

问题一：关于波长的问题

在分析机械波时，由于波谱图的频道有限，烟囱的波长是一个范围值。比如说：7-8cm是一个频道，在7-8cm这个范围内的所有波长的机械波都将触发这个频道，在这个烟囱上显示。例如：波长7.1cm-波长7.9cm的机械波都会在这个频道内体现为7-8cm的机械波。

如果一个机械波的波长刚好落在两个频道之间或者波长在两个频道之间变化，则两个频道都将被触发（有人曾问：为何并条的单柱机械波到了粗纱成为双柱机械波，则是这个道理）。例如：如果前胶辊的机械波波长刚好是8cm或者在8cm左右波动，它将诱发7-8cm,8-10cm这两个频道，形成双柱机械波。这就是为何胶辊机械波有时是单柱，有时是双柱的原因。

由于牵伸波波长不像机械波那样固定，所以，相邻的多个频道都将被触发，而形成小山状的形态。

问题二：关于波长和疵点长度的问题

曾经有人问：细纱前胶辊产生了8-10cm机械波，为何测量粗节的长度不是8-10cm？其实，这是将波长和疵点长度混淆的结果。

波长是波峰和波峰（或波谷和波谷）之间的长度。以上面例子为例：波长

8-10cm的机械波，我们可以测得相邻两个粗节（或细节）头和头（或尾和尾）之间的长度约8-10cm。而因机械波形成的粗节（或细节）其长度与波长没有关系（与受损状况等有关）。以上面例子为例：细纱前胶辊产生了8-10cm机械波，粗节的长度大约为1.5cm左右，其粗细程度与波峰的高度成正相关。各工序，各部位产生机械波后，粗细节形态（长度，粗度和表面形态）需要我们在生产中整理积累经验，以便于对机械波的分析。

问题三：关于“假波”和“谐波”和“隐波”的问题

有时我们在波谱图上发现机械波，但分析时无法按规律找到对应的缺陷位置，这时候，我们就要确定是否存在“假波”。如果经后道工序无牵伸加工后（比如络筒）消失或经后工序牵伸后，对应部位无机械波，一般可以判断为“假波”。

“谐波”是波谱仪进行波谱分析时分解出来在波谱图上显示波长的假波，它在纱条上是不存在的。

“隐波”其特点是本工序波长很短，甚至无法检测出来，只有经过下道工序牵伸后将波长放大才能在波谱图上显现。

问题四：关于周期性疵点波长发生变化的问题

我们在检测纱条时，特别是粗纱，发现一些在波谱图显示的机械波的波长随卷绕周长（如粗纱直径）的变化而变化，一些技术人员感到无可适从。造成这种现象的原因主要是锭子或者锭翼，铜管的偏心造成机械波波长与卷绕周长一致的周期性机械波。消除这些偏心，机械波自然消除。

问题五：牵伸倍数和振幅对波幅的影响关系

牵伸倍数和振幅对波幅的影响关系基本是成正比的关系。例如：细纱在前胶辊偏心不变的情况下，前胶辊产生的牵伸波的波幅随牵伸倍数的增加而增加，随牵伸倍数的减小而减小；在牵伸倍数不变的情况下，细纱前胶辊产生的牵伸波的波幅随偏心的增加而增加，随偏心的减小而减小。

问题六：过桥齿轮缺陷的影响

过桥齿轮虽然在传动比计算中不起作用，但如果过桥齿轮出现缺陷，仍然会出现机械波。此时，计算机械波波长时，应将过桥齿轮看作为主动齿轮来进行计算。

例一：计算下图细纱牵伸传动部分中70牙缺陷产生的机械波波长：

计算如下：70牙过桥齿轮λ=70/22×66/52×79/25×72/23×114/60×π×25=5958.4mm（过桥牙虽然不影响牵伸倍数，但其产生的缺陷影响机械波，计算其产生的波长时，将其看为主动齿轮）。

问题七：关于可信度的问题

为保证测试结果统计上可信，被测波长必须达到25个，否则要延长测试时间以增加试样长度。例如，当测试速度400米/分，测试时间一分钟，试样长度为400米，则波谱图上在16米以内冒出的“烟囱”或“小山”统计上是可信的。当将测试时间延长到五分钟，试样长度达2000m，则在80米以内是可信的。波谱图中的可信区用黑白相间的竖条状线表示，而部分未加黑条的区域则可信度降低，不可信的频道在波谱图上不显示。随着试样长度增加，波谱图上出现的可供