1、前言

　　條干均勻度是評(píng)定紗線質(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、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)法是利用一束光線將紗線投影在光電接收器上，從而輸出能代表紗線粗細(xì)程度的電信號(hào)。該方法簡(jiǎn)單易行，并且不受紗線本身參數(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)稱條干儀）是評(píng)定紗線質(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)的方法是將紗線繞在黑板上，用肉眼判斷紗線的等級(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)不斷地掃描紗線直徑，并將有關(guān)信息輸入電腦，經(jīng)處理后獲得紗線的外觀圖像、紗線的圖像掃描直徑和直徑變化曲線，并根據(jù)事先設(shè)定的紗線形態(tài)值或疵點(diǎn)尺寸判斷被檢測(cè)紗線上是否存在該類疵點(diǎn)。所謂疵點(diǎn)是指某一特定的紗線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，令紗線微段長(zhǎng)度的二元值為1，則當(dāng)紗線直徑大于或小于該水平值時(shí)，紗線微段出現(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棉本色紗線國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：檢驗(yàn)棉本色紗線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)量要求的紗線不一定能滿足布面的質(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保持所需要的紗線傳動(dòng)速度，而調(diào)節(jié)V2使紗線保持預(yù)定的張力值，且把紗線速度數(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)線徑和配比的信息進(jìn)行處理，因?yàn)椴缓喚€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)得的線徑可反推出紗線的成分配比，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。