1 概述

紗條條干均勻度測試是指在沿紗線長度方向對其粗細不勻程度的檢測，紗條條干均勻度檢測通常有五種方法：測長稱重法、機械式（薩氏）條干法、黑板條干法、光電式條干法、電容式條干法。電容式條干法測試的對象是由纖維紡制的條子、粗紗、細紗等制品，它的測試結果對于鑒定試樣的質量、分析試樣結構特征有著重要的作用。電容式條干均勻度測試儀在測試過程中能夠對試樣的條干不勻程度進行定性、定量的分析，并繪制出相應的曲線圖、波譜圖等圖形。如果儀器裝有專家分析系統，可以進一步提高儀器使用價值，輔助我們分析、判斷產生條干不勻的成因。

2 目的與要求

通過紗條條干均勻度測試，了解測試原理，掌握電容式條干均勻度儀測試紗條條干不勻的方法，掌握讀取細節、粗節、棉結（毛粒、麻粒）的疵點數的方法，培養根據測試結果來查找試樣不勻原因的分析能力。

3 采用標準

3.1 采用標準：GB/T 3292 、ASTM D1425《紡織品 紗條條干不勻試驗方法 電容法》

3.2 相關標準：GB 6529《紡織品的調濕和試驗用標準大氣》、GB 8170《數值修約規則》

4 儀器與用具

YG137 型條干均勻度測試儀（圖26-1）。

儀器來源：

YG137型 電容式條干儀

5 原理

電容式條干均勻度儀是運用電容測試原理（圖26-2 電容式條干均勻度儀原理框圖），當被測試樣以規定的速度通過電容傳感器時，由于線密度變化會引起傳感器平行極板電容介電常數的變化，從而導致電容量變化，由檢測電路轉換成與線密度變化相對應的信號電壓變化，再經放大、A/D轉換后進入計算機專用軟件管理系統，經運算處理后將試樣線密度不勻以曲線、數值、波譜等形式輸出 (見圖26-3測試系統主畫面) 。電容式條干均勻度儀可以實現對細紗、粗紗、條子線密度不勻程度的測量，還可提供CV值、各檔門限疵點數等有價值的參考數據，并在屏幕上顯示紗條實時不勻率曲線圖、波譜圖及其他統計圖形。這些圖形能直觀的反映紗條狀況，有助于生產設備運行狀況的監控與分析。

儀器來源：

YG137T型 電容式條干儀

圖26-2 電容式條干均勻度儀原理框圖

6 取樣

根據各紡紗工序的紗條種類和測試需要，按以下建議隨機抽取實驗室樣品。條子：每眼各一個條段。粗紗：每臺車四個卷裝，在粗紗機前、后排錠子上各取兩個卷裝。細紗：每品種取十個管紗。

7 試樣

棉、毛、麻或混紡紗條等類型中的一種或幾種。

8 測試環境

8.1 試樣調濕和預調濕：試樣的調濕應按GB 6529中的二級標準大氣，即溫度為20℃2℃，相對濕度為65%3%，在該條件下將試樣平衡24h。對大而緊的樣品卷裝或對一個卷裝需進行一次以上測試時應平衡48h。試樣應在吸濕狀態下進行調濕平衡，必要時可以按照GB 6529進行預調濕。在調濕和測試過程中應保持標準大氣恒定，直到測試結束。

8.2 非標準環境測試：生產監控測試中，試驗室若不具備8.1條件，可以在穩定的溫濕度條件下，使試樣達到平衡后進行測試。平衡及測試期間的平均溫度為18～28℃，平均相對濕度為50～75%。其中，溫度變化率不超過0.5℃/min，相對濕度的變化率不超過0.25%/min。測試前儀器應在上述穩定環境中至少放置5h。

8.3 對于產品驗收和仲裁測試應按8.1規定執行。

9 過程與程序

9.1 儀器預熱：打開電源開關，儀器首先進入操作系統，然后計算機自動進入測試系統（如圖26-3），儀器預熱20min。

儀器來源：

YG137型 電容式條干儀

9.2 參數設置

9.2.1 選擇合適試樣類型，試樣分為棉型和毛型兩大類，點擊試樣類型右側鍵選擇。

9.2.2 根據表26-2選擇合適的幅度，幅度用于放大或縮小不勻曲線的幅值，系統提供了從12.5～100%共四檔選項以備選取，選擇幅度的大小跟測試的紗線種類有關（表中同時給出了試樣所用的測試槽）。

表26-2　幅度、測試槽設定表

9.2.3　比例設置：用于放大或縮小不勻率曲線在試樣長度方向上的比例，以便觀察分析曲線變化趨勢，對紗條不勻情況做出及時地判斷。

9.2.4　測試速度設置：用以設置檢測器羅拉牽引紗線的速度，可參照圖26-4所示，選擇系統所需的測試速度（注意：選擇的速度一定要與檢測分機上的設定速度相同）。

9.2.5 按圖26-5所示形式輸入測試時間。根據試樣的不同，建議按下表選取速度和時間：

表26-1　速度、時間設定

表26-3　測試槽適用紗號范圍

9.2.6 依次輸入測試所需的文件名、使用的單位名稱、測試者姓名、線密度、錠號等內容。

9.3 測試前準備

9.3.1 無料調零：在系統測試前必須先經過無料調零操作。首先確保傳感器的測試槽為空，然后單擊調零按鈕，系統進入調零狀態。若調零出錯，系統彈出提示框提示調零錯誤，應檢查測試槽及信號電纜，再進行調零；若調零正確，可進行下一步操作。

9.3.2　張力調整：為防止試樣在經過測試槽時抖動而影響測量結果，測試前通過調整檢測分機上張力器的張力旋鈕來改變張力，使紗線在通過張力器到測試槽的過程中無明顯的抖動。

9.3.3　測試槽的選擇：檢測分機上有兩個電容傳感器檢測頭，大檢測頭上裝有兩個測試槽，由左到右依次為1、2號槽，用來測量條卷和條子的不勻，小檢測頭裝有三個測試槽，由左到右依次為3、4、5號槽，用來測量粗紗試樣和細紗試樣的不勻。五個槽通過導紗裝置左右移動來控制，可根據表26-3對測試槽進行選擇。

表26-3　測試槽適用紗號范圍

試樣通過測試槽時，應該掌握這樣一個原則：條子靠墻一邊走，粗紗上左下右斜著走，細紗靠山中間走。（見圖26-6示意）。

9.4. 測試

9.4.1 引紗操作

按啟動開關，羅拉開始轉動。將紗線或條子從紗架上牽引入張力器中，然后通過選定的測試槽，再按下羅拉分離開關，羅拉脫開后將試樣放入兩個羅拉中間，放開開關，羅拉閉合。

9.4.2 待試樣運行速度正常并確認紗線無明顯抖動后，單擊開始進入測試狀態。當一組試樣進行首次測試時，系統會自動調整信號均值點，使曲線記錄在合適的位置上。單擊調零進行調整均值，若調整有錯，則顯示調均值出錯，自動停止測試。調整均值后，界面的主窗口上、下兩部分別顯示測試的不勻曲線、波譜圖。界面底端顯示相應的測試指標：CV值、細節、粗節、棉結等。

注：測試狀態中，不能改變測試參數中測試條件的設置，如速度、時間、類型、幅度等。為確保測試安全，界面設置參數按鈕變灰色不可改動。

9.4.３ 單次測試完成后，若發現測試的數據中存在錯誤，可選擇刪除功能刪除已經測試的數據。

9.4.４ 當整個測試批次結束后，系統退出當前的測試狀態，單擊完成終止當前的測試批次，顯示統計值。

9.4.５ 測試完成后，單擊打印進入打印輸出界面。在打印輸出界面下的打印選項中，提供了不勻曲線、波譜圖、報表等選項。對于不勻曲線和波譜圖，提供了全部打印或部分打印兩項選擇；對于報表分為兩種，統計報表和常規報表，統計報表包含測試的所有指標，而常規報表包含CV值和三檔常用的疵點值。

注1：測試完成后，界面各項設置參數按鈕回復到起始狀態，可以進行設置、下次檢測。

注2：需經常用毛刷清掃測試槽周圍的飛花，用薄紙片或皮老虎清洗測試槽內的雜物。

10 結果計算

10.1 標準差S

標準差S可表示試樣線密度的離散性，其計算公式如下：

（26-1）

式中：　 --采樣次數；

--各采樣點測得的與線密度相關的數據；

--各采樣點測得數據的平均值。

10.2 變異系數CV值

（26-2）

注：在CV值的計算中，考慮了偏離平均值的較大偏差（ - ）這一項被平方，CV值從數值上較全面地反映了紗條的不勻程度。

10.3 不勻率U值

其中：--不勻指標最終的平均值；

--各管的測試數據；

--測試所用的最大時間；

-- 與 在幾何意義中的面積差的絕對值。

10.4 U值與CV值之間的換算關系：

如被測試的紗條其線密度變化服從正態分布，則其U值與CV值之間一般可按下式換算：

（26-4）

11 測試報告

11.1 記錄：執行標準；樣品材料、規格和數量，必要時說明樣品來源；測試環境(溫、濕度)；儀器型號；紗條速度、取樣長度等必要的測試參數；偏離細節等。

11.2 計算：CV（U)值、千米紗疵數或一批試樣的平均CV（U）值、平均千米紗疵數。

11.3 分析：不勻曲線圖、波譜圖、變異長度曲線圖等。

12 相關知識

12.1 波譜圖

12.1.1測定紗條條干不勻的目的，除了希望得到條干不勻的大?。–V%或U%），即數量的概念外，還希望通過測定了解造成不勻的原因及機器上產生不勻的部位。因為周期性不勻對織物外觀質量產生較大的影響。實際上各種紗條條干不勻的變化曲線一般表現為非周期性函數，它是由若干個隨機波和周期波疊加而成。設想這一非周期函數的波形為一波長周期為的周期函數，根據傅立葉級數原理可將其分解為波長為0的無數個正弦波。用該無數個正弦波出現頻率及相對應的波長作圖，則形成周期性函數的波譜圖（圖中將波長按對數方式劃分為若干個波段（一般54～80個波段），故波譜圖呈條樣狀，見圖26-3、圖26-8界面。

12.1.2波譜圖的縱坐標為分解后某周期性條干不勻波的出現頻率，橫坐標為分解后周期性條干不勻波長的對數坐標。對波譜圖應用的幾點說明：

12.1.2.1 各道加工機器上，具有周期性運動的部件的缺陷會給紗條條干造成周期性粗細變化（如羅拉偏心、齒輪缺齒、皮圈破損等），由此造成機械波。機械波在波譜圖中表現為煙囪，并且只在一個或最多兩個頻道上出現。而由于牽伸倍數選擇不當，或牽伸機構調整不好（加壓過輕過重、隔距過大過小等）致使紗條在牽伸時部分纖維得不到良好的控制，造成條干不勻，稱之為牽伸波。牽伸波在波譜圖中表現為小山包，它可以連續在三個或更多的頻道上出現。估計煙囪P對最終產品是否有影響時，應首先看其高度HP（高于本頻道正常波譜高度部分）是否大于本頻道正常波譜高度HB的1/2，如HP1/2HB ,則應予以重視，如HP＜1/2HB，則對外觀可能影響不大。如機械波連續出現在兩個頻道上時，應將兩頻道相疊加，與其正常波譜高度對比。理想紗條主牽伸波波長與纖維平均長度有關，一般來說，粗紗=3.5纖維平均長度（氣流紡細紗取2.5）,并條、梳棉=4纖維平均長度。

12.1.2.2 如波譜圖同時在長短波長上出現幾個特征峰時，應按最短波長到最長波長順序分析，這樣可及時在本道工序中解決問題。波譜圖中長波段中間空心部分（波譜圖分實心與空心兩部分，實心為確定部分，空心部分因試樣長度不夠，為估計部分）出現特征峰時，應考慮重新加大試驗長度后再分析。

12.2 平均值系數AF值

以首次測試的平均線密度為100%，則每次測試的平均線密度相對于上述平均值的比值，換算為百分數即為AF值，。在每次試驗中，都有一個相應的條干粗細平均值 ，它相當于受測試紗條的平均重量。當受測細紗試驗長度為100m時，各次AF值的不勻率即相當于傳統的細紗重量不勻率或支數不勻率，這一指標常被用于測定紗線的線密度（重量、支數）變異，以便研究在長周期內紡紗的全過程或前道工序的不勻情況。一般AF值在95～105范圍內屬于正常。如果測得的數據超過這一范圍，說明紗線的絕對號數平均值差異性較大。利用AF值的變異，還能直觀地分析出紗條重量不勻變化趨勢，及時反映車間生產情況，以便調整工藝參數，為提高后道工序產品質量起指導和監督作用。

12.3 偏移率（DR%）及DR%曲線

偏移率是指超出規定門限部分紗條長度與測試長度的比值。儀器可測得10cm+30%（片段長度10cm測試條件下，線密度超過平均值+30%長度與測試總長度之比）、20cm-30%、1m+5%、1m-5%的DR%值，同時可繪出參考長度為1cm、10cm、20cm、50cm、1m門限從0～50%的DR%曲線。

12.4　引紗羅拉的啟動分為快速啟動、軟啟動兩種。只撥動啟動開關為快速啟動，約4s將達到設定速度。先撥動軟啟動再撥動啟動為軟啟動，約15～20s將達到設定速度。軟啟動主要用于粗紗及條子測試，它可防止啟動時因牽引力過大造成試樣被意外牽伸而產生誤差。羅拉分離開關用于脫開兩個羅拉的嚙合，以便放入或取出試樣，該開關按下一般不得超過30s。

圖26-8 專家分析系統界面

12.5 各種型號的電容式條干均勻度儀所提供的主要指標基本相同，由于電容式條干均勻度儀是采用計算機技術控制，它為拓展功能提供了契機。例如：毛羽檢測、光電黑板、專家分析系統等。在此以YG137型條干儀專家分析系統為例，作如下簡單介紹：該系統實際上是一套用于紗線疵點智能分析的軟件，軟件庫中存儲了紡紗設備工藝傳動系統圖，它能結合測試結果給出的波譜圖、曲線圖評估工藝流程，便于用戶及時發現生產中出現的問題。進入診斷程序后，儀器自動分析、計算、識別牽伸波和機械波等不勻成分的主波長，根據主波長計算出可能造成波譜分析中顯示的機械波、牽伸波、機牽波等故障的部位或牽伸區。并以此結果結合工藝參數，由本工序往前推算，顯示診斷結果：對于機械波，將顯示可能造成機械波的牽伸件位置；對于牽伸波，將顯示可能出現牽伸波的牽伸區間。專家分析系統界面分為上下兩部分，上面顯示波譜分析圖，下面顯示牽伸診斷結果（見圖26-8）。

13. 思考題

13.1　試分析使用電容式條干均勻度儀測試紗條條干不勻的優缺點？

13.2　試敘述電容式條干均勻度儀的測試原理。