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第六章 纱条不匀和疵点测试

§6－1 纱条不匀及其测量方法

§6－2 电容均匀度仪测量原理

§6－3 纱条疵点测试

§6－4 纱线光电测量分析系统
§6－1 纱条不匀及其测量方法

广义的纱条不匀：纱条截面积不匀、纱条目测直径不匀、
纱条线密度不匀、纱条捻度分布不匀、纱条强力不匀、混
纺纱纤维混合不匀

纱条细度不匀（条干不匀）——沿纱条长度方向粗细的变
化程度。
短片段不匀：纱条不匀波长为纤维长度的1～10倍；
中片段不匀：10～100倍；
长片段不匀：100～1000倍。
一、纱条细度不匀的指标
（1）平均差系数H：各数据与平均数之差的绝对值的平均
值占数据平均数的百分率。
x x

H
i
 100%
nx
重量不匀率：用H计算的纱线百米重量间的差异。
（2）变异系数（均方差系数）CV：均方差占平均数的百分
率。——纱线的条干不匀率
2

 x
CV 
i
x
n
x

 100%
n＜50时，上式中的n取n-1。
（3）极差系数R：数据中最大值与最小值之差占平均数的
百分率。——半成品（纤维卷、条子、粗纱）
xmax  xmin
R
 100%
x
二、测试方法
1、黑板条干检验法
 反映纱线短片段的表观粗细不匀（直
径不匀），棉纱、毛纱条干和生丝均
匀度常用。
 与条干标准样照对比，观察阴影、粗
节、细节、严重周期性不匀等。
 摇黑板机，国内矩形黑板，黑板尺寸
250×220mm ；国外梯形黑板，更容
易辨认纱条中存在的周期性不匀，反
映为V形纹案。
2、定长称重法（缕纱称重法）
 测量长片段不匀（片段长度：棉型纱线100m，精梳毛纱
50m，粗梳毛纱20m，生丝450m；半成品：粗纱10m，
棉条5m，棉卷1m。 ）
3、电容式均匀度试验仪：电容转换原理
4、光电式均匀度试验仪：
YG086 缕纱测长机
5、机械式均匀度试验仪

机械式棉条粗纱均匀度试验仪：棉条或粗纱经引导装置喂入上下圆轮1
和2之间的沟槽，杠杆臂4左端装有重锤6，使试样在沟槽内受到一定压
力。当被压缩纱条的厚度不同时，上圆轮上下摆动，杠杆左端的齿杆7
作放大运动。齿杆7与小齿轮8相啮合，使小齿轮转动，与小齿轮相连的
描笔杆10绕小齿轮中心9上下摆动，当图纸13以一定速度右移时，记录
笔11在其上画出纱条不匀曲线。
结构简单，使用方便，
适用于无捻棉条和弱
捻粗纱。
Y201A/Y201D型棉卷均匀度机
三、电容式条干均匀度仪结果分析
1. 纱条不匀率：变异系数（CV%）、平均差系数（U%）
 电容式条干均匀度：反映重量不匀率
 黑板条干均匀度：反映表观直径不匀（捻度分布与纱的粗
细有关，细处捻度多，直径更小，黑板条干变差，但重量
不匀率不变）
2. 纱疵：
 常发性疵点：粗节（+50%）、细节（-50%）、棉结
（+200%），计量单位1000m
3. 不匀率曲线：纱条沿长度方向截面粗细变化记录曲线，直
观表示纱线的条干均匀情况。
4. 波谱图：横坐标：波长（波长的对数）
纵坐标：相对振幅
纱条长度
波长
纱条不匀率曲线（上）和波谱图（下）
S(logλ)
（1）纱条不匀产生原因
(a)理论波谱图：纤维在纱中随机
分布形成的不匀，极限不匀
(b)正常波谱图：纵坐标在所有波
长范围内均有增加
 原因：纤维集结（纤维未完全
松解、伸直平行）；各工序机
械状态不够完善和稳定
(c)牵伸不匀：某一波长范围内出
现“山峰”，由于牵伸机件不
良，浮游纤维不规则运动
(d)机械不匀：某一波长处出现
“烟囱”，属于规律性周期不
匀，由于传动机构不良
(a)理论不匀谱
logλ
S(logλ)
(b)正常不匀谱
logλ
S(logλ)
(c)牵伸波不匀谱
logλ
S(logλ)
(d)机械波不匀谱
logλ
（2）理想纱条极限不匀率
 极限不匀率：如果每根纤维都有相同几率出现在纱条任一
截面上，纱条截面中纤维根数随机分布，即使在最佳工艺
条件下也存在一定的最低不匀，称为～。
①等截面纤维组成的纱条：棉纱、化纤纱线
CV极限 
100%
n
纱条截面中纤维根数n↑→纱条CV值↓
②纤维截面粗细不匀：毛纱线

CV极限＝
1＋0.0001CV A2
n
CVA为纤维截面积不匀变异系数.
 100%

简化公式： CV极限＝ 3.58d F  100%
Tt
极限不匀与羊毛纤维直径和毛纱线密度有关。
 不同粗细纱线截面纤维根数不同，不匀率不同：细纱极限
不匀率和相应的实际不匀率＞粗纱、条子


不匀率指数I：纱条实际不匀率与理论极限不匀率的比值。
CV实际
I
CV极限
附加不匀
2
2
CV附加＝ CV实际
－CV极限
5. 变异－长度曲线
——纱条不匀与纱条片段长度间的关系曲线（变异系数的平方
叫变异）。
 用于讨论纱条不匀率的结构（了解纱条长、短片段不匀成
分组成），更适宜于分析非周期性纱条不匀。
 变异系数CV值的特点：
①纱条总不匀率CV值平方＝各因素产生的不匀CV值平方之和
将纱条切割成m片段，根据方差相加定理：
总不匀的方差  2＝ i2   02
总不匀的变异 CV 2  C V 2  CV 2
i
0
②并和定理
CVO
根据变异相加定理：n根纱条并合后的变异系数 CV 
n
片段间变异B(L)，片段长度L↑→ B(L)↓
 片段内变异I(L)，片段长度L↑→ I(L)↑
 同一批纱线的总不匀率V为一定值
根据变异相加原理，V  I ( L)  B( L)  I ()  B(0)

V=CV2
I(l)
B(l)
可根据I(L)曲线趋近∞的速度
和B(L)曲线趋近零的速度，分
析实际纱条的不匀率结构。
I(L)曲线趋近∞的速度或者B(L)
曲线趋近零的速度缓慢，则纱
中长片段不匀率大，织成的织
物将有较明显的阴影和条花。

图6-5：纱条变异－长度曲线起始部分变化快，表示纱中
短片段不匀成分较多，长片段不匀成分较少。纱条A的
V(L)和B(L)曲线起始部分变化快，表示纱中含有较多的短
片段不匀成分。
变异－长度曲线虽然在一定程度上反映了纱条不匀率的结构，
但测定比较麻烦，且对纱条周期性不匀反映不够敏感。可通
过波谱图进一步分析纱条的周期性不匀。
四、纱条不匀波长谱分析
（一）不匀类型及其波长谱图
 波长谱：纱条中各种不同波长不匀的相对振幅大小。
纱条不匀类型
周期性不匀
周期性不匀
波长谱
线性谱
正弦波
相应波长上出现一根垂线，高度代表正弦波振幅
非正弦波
基波：相应波长上一根垂线
谐波：基波长整分数倍处出现若干根垂线
非周期或随机性不匀
一定波长范围内的连续谱
（二）分析方法

已知波谱图上周期性不匀或牵伸波主波长λ的位置
1、由牵伸倍数推算故障源
周期性不匀波长 ＝d ，d为有缺陷的罗拉直径

输出纱条产生的周期性不匀波长 ＝dm ，m为该罗拉与
纱条输出部分牵伸倍数
例：图6-28，已知二道并条机前罗拉直径d=3.5cm，输出条子的波
长λ1=3.5π=11cm，若已知粗纱机和细纱机牵伸倍数D，则输出粗纱
的波长λ2=λ1D2=121cm，输出细纱的波长λ3=λ2D1=40m
2、由转动部件回转速度确定故障源
转动部件每回转一周将出现一个周期不匀
Vp
 输出纱条不匀波长 ＝周长  牵伸倍数＝
n
n为转动部件回转速度；Vp为纱条输出的线速度


由波谱图得到λ，已知Vp，计算得到n，从而查出有缺陷
转动部件的部位。特别适用梳棉机或梳毛机

举例：局部针布损伤的梳棉机锡林转速n为400r/min，条
子输出速度Vp为92m/min，梳棉机锡林产生的生条周期性
不匀波长为   V p  0.23m
n
思考题
1、纱条不匀的测试方法有哪些？
2、名词解释：

不匀率曲线、波谱图、变异—长度曲线、不匀率指数
3、试述纱条波谱图的组成以及分析方法。
§6－2 电容均匀度仪测量原理
YG136A条干均匀度测试分析仪
CT3000条干均匀度测试分析仪
CT3000条干均匀度测试分析仪是集光、机、电、气等技术为
一体的全自动精密纺织测试仪器。它用以测试纱线的条干线密度
不匀、直径大小及变化、表面毛羽丰富程度等，全面评价纱线质
量，是纺织企业进行质量检测和控制必备的测试仪器。该仪器适
用于棉、毛、丝、麻、化纤短纤维纯纺及混纺纱线。
YG135T条粗条干均匀度测试仪
一、电容转换特性：平行极板电容器
C
 1
 电容量相对变化

C0
1
1   (  1)

式中λ=d/D称为电容器的充满度，ε为试样介电系数（主要随材
料含湿量而变）


图6-12，充满度λ较小时，电容器相
对变化与ε关系较小。
当ε>>1和λ<<1时可得：
C

C0
电容量相对变化与试样在极板中体积
或重量成正比。
C
 λ=20%以下时，
与充满度λ近似
C0
呈线性转换关系。λ再大时，不但线
性关系被破坏，而且还会受材料含
湿量的影响，因此应根据纱条粗细
选择适当间距的电容极板。
二、极板长度对测量结果的影响
 电容法测量结果的电信号，实际上代表电容极板长度内纱
条的总体积或重量，而不管纱条在极板内粗细如何变化。
 测量细纱所用极板长度b为8mm。
1、对纱条周期性不匀成分的影响
b
sin
A'


b
A

 测量结果电信号振幅减小为纱条实际粗细变化振幅的
b 倍，纱条不匀率也降低同样倍数。
sin

b

图6-14：当极板长度等于
纱条不匀波长或它的整数
倍时，信号振幅降低为零。
如纱条中存在周期不匀波
长为6cm，极板长度为
8mm，则振幅降至0.97倍，
接近于真实值。
2、对纱条中随机性不匀的影
响
3l
B(0)  B(b)
3l  b
选用b＝8mm长的极板，纤
维平均长度 l  25mm 时，
其影响可忽略。

三、电容均匀度试验仪的测量
电路

乌斯特电容均匀度仪
（Zellweger Uster公司）

测量电路作用：将电容极板
内纱条不匀所引起的电容量
变化转换成电压变化，进行
放大和指示。

电桥式电路原理：电感电容
电桥（费尔登交流电桥）
四、仪器测试条件与试验方式选择
1、电容极板：根据纱条粗细范围进行选择，UT5型电容极板为四组
2、灵敏度量程选择

作用：用于确定仪器对纱条信号中变化部分的放大倍数。

不匀率小的纱条试样应选择灵敏度高的量程：一般细纱±100％
档，粗纱±50％或±25％档，条子±25％以下档。（±50％档
灵敏度高于±100％档灵敏度，灵敏度量程为±50％ 时，纱条不
匀曲线波动满度相应于纱条平均粗细的±50％ ）
3、试验速度与试验时间

试验长度愈长，试验结果代表性愈好，愈接近总不匀率。

细纱一般速度400m/min，试验时间1分钟。
4、试样张力：常用张力值0.5cN/tex
5、试验方式：
 “正常”方式：纱条不匀曲线与纱条实际截面粗细变化一致
 “抑制”方式：仪器内部加入低通滤波电路，消除纱条中快速
变化的短片段不匀部分，使纱条不匀曲线能更清楚表示出纱条
长片段粗细变化情况。
五、UT5型纱条均匀度仪
 UT3型：引入光电式传感器测量
毛羽；
 UT4型：利用光电传感器测量直
径不匀、棉结杂质等；
 UT5-S800型：试验速度提高到
800mm/min，并可利用光电传
感器测试异质纤维，属电容式传
感器和光电传感器相结合的仪器。
 UT5-C800型：测试化纤长丝，
只有电容式传感器，没有测量毛
羽与直径的光电传感器。
(a)三维波谱图
(b)三维变异－长度曲线
UT5-S800各传感器测试原理：
①电容式传感器CS：测量纱条截面不匀或重量不匀，常发
性纱疵
 偏移率DR值：纱条粗细超过某设定偏离值n的试样长度累
计与受测试样总长度L之比。

l ( n)

DR 
 100%
L
n可为纱条粗细平均值的5％或10％

Uster统计：从世界各地的纺织厂抽取样品，在Uster公司
试验室内对试样的不匀、疵点等多项性能指标进行测试，
用统计方法得出当前各种细度纱线的世界质量水平，每隔
若干年公布一次。

乌斯特统计图：横坐标代表试样细度，纵坐标代表某项质
量指标数值，图中画有5％、25％、50％、75％、95％五
条质量水平斜线。企业由试样在五条质量水平斜线中的相
对位置，确定该试样在世界范围内所相当的质量水平。
乌斯特统计质
量水平图

设某企业精梳棉纱试样细度40公支，平均CVm值为11.72％，由Uster
统计图中得到对应圆点，其质量水平在27％处，说明世界上有27％
企业的质量优于该企业，该企业产品质量位于世界中上水平。
②光电传感器OH：测量纱线毛羽量H（1cm纱线半突出毛羽
的总长度cm）等
③光电传感器OM：测量纱线直径变异系数
 二维光电测试方法：从两个光源发出的两束光线，经反射
后以不同角度照射纱线，两个光电接收器根据纱线遮光多
少测量纱线直径。
④光电传感器OL：测量纱线中杂质和微尘数量
 在一个白色半球体上装有均匀分布的发光二极管，球面发光体从多方
向发出的光线照射在纱线的被检测片段上，纱线背后装有白色衬板，
纱线上附有的杂质或尘粒由于光线反射效果的差异产生相应的光信号，
被光电接收器所接收，测量杂质和微尘的大小和数目。颗粒尺寸
>0.5mm的作为杂质，尺寸<0.5mm的作为微尘。
传感器OL原理图
⑤光电传感器FM：检测异质纤维
⑥气电传感器FA：当纱线通过一定长度时切断纱线，称重
得纱线线密度。
附加功能：P153页
UT5条干
均匀度仪
§6－3 纱条疵点测试
一、常发性疵点
 常发性疵点：粗节、细节、棉结
对织物外观有一定影响，但不会形成次品
 测量：电容式均匀度仪，单位：个/km
 粗节与棉结的区分：疵点长度（粗节长度是纤维平均长度的
1.5倍，棉结长度约在1～2mm之间）
 细节的计数：不考虑疵点长度，影响断头率
二、偶发性疵点
 偶发性疵点：短粗节、长粗节、长细节
对成品质量有极大影响，会导致织物成为次品
 测量：纱疵分级仪，单位：十万米纱疵
 纱疵分级仪：按原理分有电容式与光电式两种。

Classimat Quantum纱疵分级仪（Uster公司）：由基本
电容式控制头和可以选用的异纤传感器组成

分级方法：纱疵按长度和粗细分级（27个级别）
异纤按长度和反光强度分级（27个级别）
①短粗节纱疵：A1～D4，16种
②长粗节纱疵：E、F、G，3种
③长细节纱疵：H1、H2、I1、I2，4种
§6－4 纱线光电测量分析系统
一、测量原理
 采用CCD传感器对纱线形态进行连续测试，属光电式测量，可
分析纱线不匀、毛羽、疵点等。
 与电容法测量纱条不匀的区别：
电容式均匀度仪：测试结果是纱条截面或重量的分布不匀；
光电式测量分析系统：测试结果是纱条直径分布不匀。
二、电子检视板式纱线测试仪EIB（Electronic Inspection board）
 美国劳森－海默菲尔(Lawson—hemphill)有限公司
 主要型号：EIB-S型：测量短纤纱外观
EIB-E型：测量长丝纱外观与网络结

EIB主要组成：纱线供送系统1，CCD摄像头2，光源3，
控制面板4。纱线经过该系统时，可以连续高速扫描测量
纱线直径。

EIB由CCD摄像头取得纱线外观信息，模拟人工纱线绕制在
黑板上的方法，获得纱线电子黑板外观图像，通过数字分析
技术，获取纱疵、毛羽等尺寸和数量信息，与设定的评级标
准进行比较，评定纱线级别。

测试结果：显示纱线疵点、纱线轮廓、纱线直径；分类计算
纱线的粗节、细节、平均直径、棉结及毛羽数。

特点：模拟黑板的纱样长（最长可达400mm），比黑板条
干减少主观因素；能模拟清纱器功能；能预测纱线织成织物
后的外观。
思考题
1、试述电容均匀度仪测量原理，解释偏移率DR值。
2、试述纱条疵点的类型和测量方法。
3、试述纱线光电测量分析系统的测量原理以及与电容法测
量纱线不匀的区别。