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条干均匀度仪浅析

发布时间: 2005-09-02 来源: 作者:
   
    条干均匀度是评定纱线质量的重要指标之一,它不仅对纺织品的外观和内在质量具有决定性的作用,而且还能直接反映纺织生产过程的稳定性。因此,选择一台性能优良、操作简便的条干均匀度仪,对纺织生产过程中的工艺调节以及产品质量的控制和提高都具有重要的意义。由于各纺织厂的生产设备、工艺条件、人员素质各不相同,因此在选择条干均匀度仪时切忌盲目按照相邻企业的仪器依葫芦画瓢地购买,而应根据本企业的实际情况,选择性能优良、价格合适的条干均匀度仪,少花钱,多办事。下面就电容式条干均匀度仪的工作原理,以及如何来选择最适合本企业使用的电容式条干均匀度仪做些介绍。

    1 条干均匀度仪的基本原理和发展
    电容式条干均匀度仪是利用纱条通过由平行极板组成的空气电容器时,随着极板间一定长度纱线的质量变化,电容器的电容值也发生相应变化的原理,将采集到的信号经过数据处理后得到纱线细度的不匀率、纱疵数、波谱图以及曲线图等指标。
  电容式条干均匀度仪面世以来,随着信号处理技术和计算机科技的进步,性能指标和整机结构都得到了不断的改进和提高,从初级到高级大体经历了四个发展阶段:模拟式条干均匀度仪、数字式条干均匀度仪、多单片机或初级DSP与计算机显示组合而成的条干均匀度仪、以及“软件就是仪器”的全数字化虚拟条干均匀度仪。目前,市面上供应的主要是后两种电容式条干均匀度仪,或可称为第三代、第四代电容式条干均匀度仪。
    第三代与第四代电容式条干均匀度仪的主要差别在于:第三代条干均匀度仪由硬件(多单片机或初级DSP)来完成信号数据处理,而计算机仅用来显示、打印、输出测量结果。因此第三代条干均匀度仪通常硬件复杂、体积较大、价格较高,机箱内往往可以看到信号处理板、CV值板、波谱板、疵点板等一系列电子线路板。由此而产生的问题是条干均匀度仪的维护复杂、升级换代困难,有时甚至不得不重新购买条干均匀度仪。而在第四代条干均匀度仪中,信号数据处理、显示、打印、输出等均由计算机软件来完成,因此仪器的升级换代往往只需升级或更换相关软件就可完成,快捷简便、费用较低。下面的几条选择原则可作为参考。
    
    2  短纤用条干均匀度仪浅析
    对企业来说,价格高的条干均匀度仪并不一定是最先进、最适用的。由上面的介绍可见,由于第三代条干均匀度仪的硬件复杂,制造成本较高,因此仪器的售价也必然相对较高。而第四代条干均匀度仪是由计算机软件来完成数据处理等工作的,由于计算机的性能价格比不断提高,而绝对价格稳中有降,因此仪器的价格相对较低。显然,选择第四代条干均匀度仪既可节约企业的开支,降低生产成本,又可通过不断地升级换代保障对产品质量的监测,可谓两全其美。
    软件是仪器的灵魂。一个好的软件不仅能给出正确的测量结果,而且用户界面友好,易于操作维护、升级换代。
    首先,正确的测量结果是最重要的。国内个别企业生产的仪器对疵点检测结果产生负值,这样的信号检测结果显然在理论上就是说不过去的。使用这样的仪器进行质量监控,一旦发生差错,将对纺织企业造成严重损失。
    其次,仪器需要不断升级换代,以适应不断更新的检测要求。国内有的企业购买的第三代技术同型号条干均匀度仪不能升级,也必须再花重金购置新机。
良好的软件不光要具备测试功能,而且更要具有设备智能诊断功能,便于用户了解和掌握设备运行状态。软件的好坏从用户角度来讲比较难判断,简单办法就是判断软件的用户界面是否友好、是否人性化操作。仪器傻瓜化操作是软件优化的结果。能够在一个操作界面中进行测试仪器的所有操作,那么这个软件应该算是一个操作较方便、集成度较高的软件。
    再进一步,如果能在不参加操作维修使用培训学习班、不使用说明书的情况下也可以顺利地完成条干均匀度仪的所有测试操作,应该是一个相对较好的智能化软件。
    简约的硬件便于维护。从条干均匀度仪的硬件也可以看出仪器的技术水平。如果一个仪器内具有信号与处理板、CV值板、波谱板、疵点板等一系列电子线路板,那么这台仪器采用的技术是属于过时的第三代条干均匀度仪技术。
    现在计算机运行速度如此之快、软件的功能如此强大,可以瞬间完成条干均匀度仪所有的数据处理功能,尤其在计算机价廉物美的情况下,我们有必要花高清晰度大屏幕等离子体彩电的价格去购买黑白电视机吗?
    条干均匀度仪的系统结构涉及到测试性能和操作使用,传动结构是其中的一个重要指标。在检测过程中,一旦电机运转时产生的振动噪声混入条干均匀度仪的测试通道,与有效信号一起进行数据采集和处理,将造成不必要的测量误差,因此对条干均匀度仪检测分机自身的防震要求比较高。条干均匀度仪正常测量的最高线速度400 m/min时,电机转速达到2880 r/min以上,这时电机本身存在极大的振动,减振技术的好坏是体现条干均匀度仪好坏的一个重要指标,可以从仪器运转时耳朵听到的噪声进行简单的判断,可以认为,同类型的仪器运转中噪声最低的应该是在这方面做得比较好的仪器。不少企业现在基本采用步进电机和直流或交流变频调速电机来调整电机的转速,从现在的电机技术发展来看显然是直流变频电机性能比较优良。系统结构的合理可以使仪器处于较好的应用状态。目前,国内已经出现噪声低于进口同类机型的产品了。
    条干均匀度仪电容式传感器的极板质量关系到仪器的稳定性、重复性和准确性,是条干均匀度仪硬件中的关键部件。现在出现一些电容式传感器的极板不涂釉,耐磨性就大幅度降低,极板的信号面可能会因为长期测试而磨损,从而造成信号失真并影响测试的准确性,导致测试结果置信度降低甚至错误。传感器的电气性能也是十分重要的,主要表现在传感器的热稳定性上,方法是注意传感器零点电信号的长时间稳定性,漂移要少。
    即使是第四代的条干均匀度仪也要注意差别,一种是传感器信号进来立刻转换成数字信号进行处理,另一种是传感器信号进来通过信号调理板再转换成数字信号进行处理。建议用户考虑前一种为好。

    3 长丝用条干均匀度仪的选用
    除了上述常规短纤纱条干均匀度仪的情况,下面就长丝条干均匀度仪的技术常识做一些介绍。对于长丝条干均匀度仪来说,不光是测量技术必须过关,还存在一个气流控制问题,这是保证测试结果稳定可靠的关键所在。即如何通过调整气流的作用使丝束获得所需的张力和捻度,这直接影响到测量的精度与准确性。当前,只要采用第四代条干均匀度仪技术,在测量技术有计算机保证的前提下,条干均匀度仪生产企业总体电子技术水平趋同,这样就使得长丝条干均匀度仪的技术水平主要体现在对气流的控制上。
    国外条干均匀度仪产品原来的气路是通过节流套筒运动调节节流孔的大小来控制气流,从而调节丝束的张力和捻度,其最大孔径仅有2.5mm,因此调节的行程也只有2.5mm。同时通过齿轮传动,使得约有100°的旋钮调谐范围。但由于机械结构本身存在间隙,以及孔径变化后的气流流量产生剧烈变化等原因,气流变化幅度有时难以稳定,增加了测试结果的不可控性。这样的结构优点是结构简单、制造方便;缺点是精度低,调节麻烦。由此带来的问题是存在过度加捻后CV值偏高,这一点可以通过观察从条干均匀度仪排出测量过的废丝都搅成花状的现象来判断。同时另一个不利因素是使得条干均匀度仪的一个重要检测指标波谱图发生错频。
    为了能有效地控制气流,现在也有长丝条干仪根据流体力学相关原理研制了一种新颖的变容积式针形气路,采用锥形气针改变过渡气室内容积来调整通过的气流,从而为调节丝束的张力和捻度提供稳定的气流。实际应用后发现这样的气路精度高、线性好、稳定性好。精度起码比过去提高了一个数量级。用高精度气路技术来保证测试的稳定与可靠,并且操作十分容易,过度加捻的情况不复存在。排出废丝起花现象也没有了。

    4 结束语
    综上所述,生产条干均匀度仪的企业基本上都是向第四代技术发展,只要算法正确,质量水平日渐趋同,因为其中关键的计算机技术全部都是外购标准计算机,因此软件水平的发展成为今后条干均匀度仪竞争发展的唯一方向,衡量软件水平的高低以数字化、智能化程度为主,并且能够采用新的算法,更加精确地表达信号的涵义,挖掘出丰富的数据内涵,切忌采用模糊概念。如DR提出十几年,至今