1、前言

　　條干均勻度是評(píng)定紗線(xiàn)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，它不僅對(duì)紡織品的外觀和內(nèi)在質(zhì)量具有決定性的作用，而且還直接影響紡織生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性。因此，條干均勻度的分析和測(cè)量對(duì)紡織品質(zhì)量的控制和提高具有重要的意義。

　　條干均勻度的分析從二十世紀(jì)三十年代以來(lái)一直是紡織界的一個(gè)熱點(diǎn)，先后提出了不勻率系數(shù)，變異系數(shù)、不勻率指數(shù)、變異長(zhǎng)度曲線(xiàn)、波長(zhǎng)譜、自相關(guān)函數(shù)等描述紗條不勻的指標(biāo)，并隨之產(chǎn)生了相應(yīng)的測(cè)試方法和設(shè)備，應(yīng)用這些方法和設(shè)備，提高紗線(xiàn)質(zhì)量，是條干均勻度實(shí)踐的一個(gè)主要內(nèi)容。

　　應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程理論和紗條數(shù)學(xué)模型的建立，對(duì)條干均勻度的理論和實(shí)踐以及測(cè)試儀器的研制都具有重要的指導(dǎo)意義。這方面所進(jìn)行的具有代表性的工作是1961年Rao在JTI上所發(fā)表的論文，該文在Martindale的基礎(chǔ)上給出了理想紗條的嚴(yán)格數(shù)學(xué)定義和相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并導(dǎo)出了理想紗條的譜密度公式。

　　測(cè)試條干均勻度的主要方法有測(cè)長(zhǎng)稱(chēng)重法、目光檢測(cè)法、條干均勻度儀法。條干均勻度儀又分兩種類(lèi)型：電容式和光電式。電容式檢測(cè)法是以空氣電容器作為檢測(cè)器，利用纖維材料介電常數(shù)大于空氣這一特點(diǎn)，使紗條通過(guò)金屬極板之間的電場(chǎng)，引起電容量發(fā)生變化，其變化量與紗條截面的纖維量基本上成正比。這種方法不受紗條截面形狀的影響，然而紗條本身含水率的不均勻及對(duì)于混紡紗條，其混紡比不勻等都將影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。光電式檢測(cè)法是利用一束光線(xiàn)將紗線(xiàn)投影在光電接收器上，從而輸出能代表紗線(xiàn)粗細(xì)程度的電信號(hào)。該方法簡(jiǎn)單易行，并且不受紗線(xiàn)本身參數(shù)的影響。缺點(diǎn)是在整個(gè)紡織過(guò)程中只能對(duì)細(xì)紗進(jìn)行檢驗(yàn)，受外界影響較大，特別是由于紗線(xiàn)本身的截面并非圓形，因此精度較低。

　　2、電容式條干均勻度儀

　　電容式條干均勻度儀（簡(jiǎn)稱(chēng)條干儀）是評(píng)定紗線(xiàn)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)儀器，用于測(cè)定紗條的變異系數(shù)和紗疵數(shù)，作為評(píng)價(jià)紗線(xiàn)優(yōu)劣的依據(jù)；條干均勻度儀又是進(jìn)行質(zhì)量控制的重要手段。分析條干均勻度儀繪制的波譜圖，可以判斷產(chǎn)生不勻的原因，為提高紗線(xiàn)質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本提供可靠信息。

　　現(xiàn)有的條干均勻度儀主要是瑞士蔡爾維格——烏斯特公司用于短纖的UTⅠ-B型、UTⅡ-B型、UTⅢ-B型等；用于長(zhǎng)絲的UTⅠ-C型、UTⅡ-C型、UTⅢ-C型等。日本計(jì)量器公司的KET80B型、KET80C型等。國(guó)產(chǎn)電容式條干儀有YG130C型、YG131型、YG133型、YG133A型、YG131C型、YG135M型以及YG139型等。此類(lèi)儀器是利用紗條通過(guò)由平行金屬板組成的空氣電容器時(shí)，隨著極板間一段紗線(xiàn)的質(zhì)量的變化，電容器的電容也相應(yīng)變化的原理，由電容的變化量得到紗線(xiàn)細(xì)度的不勻率。

　　在紡織企業(yè)中電容式條干均勻度儀有著廣泛的應(yīng)用，主要原因是電容式條干均勻度儀在工藝調(diào)節(jié)、產(chǎn)品質(zhì)量控制上有著較大的優(yōu)勢(shì)。利用其軟件系統(tǒng)的曲線(xiàn)圖、波譜圖可以方便地找出由于生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)不良或工藝原因造成的紗線(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。但從使用廠家的信息反饋來(lái)看：電容式條干均勻度儀存在計(jì)算精度不夠，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的定位，往往只能將問(wèn)題定位于某臺(tái)設(shè)備而不是某個(gè)部件；同時(shí)對(duì)紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)不勻也無(wú)能為力。而且電容式條干均勻度儀所測(cè)得的指標(biāo)與布面外觀質(zhì)量之間相關(guān)性較差：往往出現(xiàn)紗線(xiàn)的CV值較好，布面質(zhì)量存在問(wèn)題，或者是布面質(zhì)量可以，但紗線(xiàn)CV值卻較差。因此，作為現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器，電容式條干均勻度儀有待改進(jìn)。

　　3、光電式條干均勻度儀

　　對(duì)紡織企業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的方法是將紗線(xiàn)繞在黑板上，用肉眼判斷紗線(xiàn)的等級(jí)————即黑板條干。而美國(guó)勞森公司（Lawson-Hemphill）開(kāi)發(fā)的電子檢視板（EIB）則采用CCD攝像頭持續(xù)不斷地掃描紗線(xiàn)直徑，并將有關(guān)信息輸入電腦，經(jīng)處理后獲得紗線(xiàn)的外觀圖像、紗線(xiàn)的圖像掃描直徑和直徑變化曲線(xiàn)，并根據(jù)事先設(shè)定的紗線(xiàn)形態(tài)值或疵點(diǎn)尺寸判斷被檢測(cè)紗線(xiàn)上是否存在該類(lèi)疵點(diǎn)。所謂疵點(diǎn)是指某一特定的紗線(xiàn)微段其直徑高于或低于規(guī)定的水平值。測(cè)試前，必須先決定水平值、微段長(zhǎng)度以及直徑高于或低于水平值的次數(shù)等參數(shù)。當(dāng)選擇“高于”項(xiàng)時(shí)，表示所有被CCD掃描的紗線(xiàn)直徑，只有在其值超過(guò)水平值時(shí)才被電腦錄入并被轉(zhuǎn)換成作為軟件處理分析的數(shù)據(jù)。選取“低于”項(xiàng)時(shí)，情況亦然。設(shè)定的微段長(zhǎng)度值為一個(gè)二元值，即出現(xiàn)大于等于設(shè)定值，同時(shí)小于高一檔長(zhǎng)度值之間的數(shù)值都被計(jì)入這個(gè)二元值名下。例如1mm和5mm為相鄰兩檔長(zhǎng)度值，若取某一水平值，令紗線(xiàn)微段長(zhǎng)度的二元值為1，則當(dāng)紗線(xiàn)直徑大于或小于該水平值時(shí)，紗線(xiàn)微段出現(xiàn)大于或等于1mm，且小于5mm的次數(shù)都統(tǒng)計(jì)在二元值這一項(xiàng)中。

　　傳統(tǒng)的手工黑板繞紗與EIB繞紗原理相比較有所不同，雖然本質(zhì)上繞紗的原理是一樣的。如果是手工在黑板上繞紗則在判斷紗線(xiàn)等級(jí)時(shí)常要考慮取前面還是反面作為樣紗。而在EIB測(cè)試中，則前面、后面都可同時(shí)在板面中檢視。同時(shí)EIB克服了電容式條干均勻度儀與布面實(shí)際質(zhì)量相關(guān)度不夠的缺點(diǎn)。但由于不能很好的應(yīng)用于工藝調(diào)節(jié)，到目前為止，EIB在生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)企業(yè)質(zhì)量控制的指導(dǎo)意義卻并不顯著。

　　4、新型的電容式與CCD聯(lián)合檢測(cè)條干均勻度儀

　　GB/T398-93棉本色紗線(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：檢驗(yàn)棉本色紗線(xiàn)條干均勻度可以選用黑板條干均勻度或條干均勻度變異系數(shù)兩項(xiàng)中的任何一項(xiàng)。由于黑板條干容易受人為因素影響，而使用電容式條干均勻度儀可以獲得客觀的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，更具體說(shuō)服力。所以國(guó)家規(guī)定：當(dāng)兩種評(píng)定條干的方法不一致時(shí)，以條干均勻度變異系數(shù)為準(zhǔn)。然而，在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，經(jīng)電容條干均勻度儀檢測(cè)條干達(dá)到質(zhì)量要求的紗線(xiàn)不一定能滿(mǎn)足布面的質(zhì)量要求。生產(chǎn)實(shí)踐表明：紗條的周期性不勻無(wú)論對(duì)黑板條干還是織物表面所產(chǎn)生的影響，都大大超過(guò)了不勻率數(shù)值增高所表達(dá)的程度。實(shí)踐證明，即使差異不大的周期性不勻，也常能導(dǎo)致黑板條干降級(jí)和織物表面降等，因此單依靠電容條干均勻度變異系數(shù)已顯得力不從心。美國(guó)勞森公司的EIB光電式紗線(xiàn)外觀檢測(cè)分析儀克服了傳統(tǒng)黑板條干的弊病，它制定的棉紗標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)獲得美國(guó)農(nóng)業(yè)部的認(rèn)可，是傳統(tǒng)黑板條干的替代產(chǎn)品。

　　正是由于這樣的原因，我們構(gòu)思了電容式與CCD聯(lián)合檢測(cè)條干儀。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

被測(cè)紗線(xiàn)由速度為V1 、V2的兩個(gè)恒定裝置維持張力，其中V2﹥V1。二者的速度信0號(hào)輸送至速差張力恒定控制器，計(jì)算得到的張力與預(yù)定張力值之差經(jīng)速差張力恒定控制器反饋至兩個(gè)速度恒定裝置，使得V1保持所需要的紗線(xiàn)傳動(dòng)速度，而調(diào)節(jié)V2使紗線(xiàn)保持預(yù)定的張力值，且把紗線(xiàn)速度數(shù)據(jù)、張力數(shù)據(jù)輸送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在需要時(shí)也對(duì)速差張力恒定控制器進(jìn)行指令操作。在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)分別設(shè)置兩個(gè)檢測(cè)裝置，即CCD電荷耦合器件和電容傳感器，兩個(gè)檢測(cè)裝置之間互相進(jìn)行隔離，以阻斷光、電信號(hào)的干擾。

　　計(jì)算機(jī)對(duì)CCD電荷耦合器件輸送來(lái)的圖象信息，經(jīng)圖象采集卡，以二維數(shù)字圖象的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后進(jìn)行圖象識(shí)別和數(shù)據(jù)處理，以獲得紗線(xiàn)的直徑、疵點(diǎn)、棉結(jié)、不均勻度、毛羽等數(shù)據(jù)。同時(shí)計(jì)算機(jī)對(duì)電容傳感器傳送來(lái)的有關(guān)線(xiàn)徑和配比的信息進(jìn)行處理，因?yàn)椴缓喚€(xiàn)的空氣電容值是已知的，故由測(cè)得的電容數(shù)據(jù)和由CCD傳感器測(cè)得的線(xiàn)徑可反推出紗線(xiàn)的成分配比，而對(duì)于意外的介質(zhì)常數(shù)的物質(zhì)的介入，可推斷出雜質(zhì)含量。計(jì)算機(jī)還能將被測(cè)紗線(xiàn)按一定規(guī)律所織成織物的效果仿真地顯示出來(lái)。這實(shí)際上是計(jì)算機(jī)按編織規(guī)律將紗線(xiàn)位于某經(jīng)緯點(diǎn)的編織效果作一次顯示處理。
　　
　　電容式與CCD聯(lián)合檢測(cè)條干儀克服了電容式條干均勻度儀與實(shí)際布面質(zhì)量相關(guān)度差的缺點(diǎn)，以及光電式條干均勻度儀對(duì)企業(yè)質(zhì)量控制和工藝調(diào)節(jié)指導(dǎo)作用不大的欠缺，將能更好地用于紡織企業(yè)管理和質(zhì)量控制。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　作為一種新型的條干均勻度儀，電容式與CCD聯(lián)合檢測(cè)條干儀結(jié)合了電容式條干均勻度儀和光電式條干均勻度儀各自的優(yōu)點(diǎn)，并將其統(tǒng)一起來(lái)。但限于篇幅有限，本文沒(méi)有對(duì)應(yīng)用電容式與CCD聯(lián)合檢測(cè)條干均勻度儀檢測(cè)得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這部分內(nèi)容將在以后的文章中加以討論。