国产实验室用纱线外观质量检测仪器的技术进步（四）
日期：2008-10-15 18:59:22 来源：中国自动化网
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2、毛羽指数的检测仪器
在成纱过程中，纱条中纤维由于受力情况和几何条件的不同，会有部分纤维端伸出纱条表面。纱线毛羽即是这些纤维端部从纱线主体伸出或从纱线表面拱起成圈的部分，毛羽的存在及其分布规律对纱线的外观、织物的表面有较大的影响，降低了纱线光泽、对浆纱工序提出了许多新的问题和要求，过多毛羽、过长毛羽在织造过程中会引起开口不清，同时降低织机的生产效率。作为纺织品出口大国，我国在长期参与国际间商贸竞争过程中，纱线毛羽问题也一直是影响竞争力的弱项，因此，采用相应的测试方法和测试手段来研究纱线在纺制、织物在织造过程中毛羽产生的原因、分析造成毛羽增长的因素、寻找减少纱线毛羽的措施，已成为纺织行业主要的质量攻关内容之一。我国从上个世纪70年代末至今，先后研制开发了三代实验室用纱线毛羽测试仪（以下简称纱线毛羽测试仪），满足了纺织行业在不同时期对纱线毛羽的测试需要，在制定并修订了相应的纱线毛羽测试方法标准“GB7243—87纱线毛羽测定方法—投影计数”和“FZ/T01086—2000方法标准”，统一了测试条件和技术要求的基础上，出台了纱线毛羽测试仪的计量检定规程，为国产纱线毛羽测试仪的推广应用提供了技术保障。
2.1仪器检测毛羽的测试机理
从纱线的截面方向看，毛羽的长短、辐射方向、倾斜角度，几乎是形态各异、杂乱无章。在实验室用纱线毛羽测试仪诞生之前，依靠当时的技术条件若要直观的、全方位的、真实的测试出纱线毛羽的长度、数量、形态、分布规律，是难以实现的。随着测试技术的不断进步，测量纱线毛羽的方法由人为的感官评定逐步发展到采用仪器检测分析，仪器检测纱线毛羽具有简捷、快速、结果准确等优点，为国内外广为运用，目前国内外常用的毛羽检测原理有投影计数法和全毛羽光电测试法（漫反射法）两种，这两种方法都是采用光电投影纱线，前者是接收不同毛羽长度的遮光信号，统计毛羽的长度和个数；后者则是利用毛羽产生漫反射。接收纱线毛羽遮光量，将遮光量的多少换算成毛羽的多少，与纱线线密度相比拟，是一种等效测试方法。
2.2国产纱线毛羽测试仪的测试机理
国产纱线毛羽测试仪采用的毛羽检测方法为投影计数法，根据毛羽的特点可知，其在纱线上显示的基本形态有端毛羽、圈毛羽、浮游毛羽、假圈毛羽等四种，由于毛羽在纱线四周呈空间分布，而且纱线上毛羽的情况是暂态的，易变的，这样就给毛羽的测试增加了难度。因此在纱线纺制及商贸过程中，常以毛羽指数、毛羽的伸出长度、毛羽量三个指标来评定纱线上的毛羽。
投影计数法即将纱线投影成平面，测试离纱线表面至检测点之间的某一毛羽长度的毛羽指数，检测的毛羽长度在一定范围内可根据需要设定，当纱线以设定的速度通过检测点时，从纱体上伸出的大于设定长度的毛羽就会遮挡光线使检测元件产生电脉冲，脉冲信号经整形放大后，用计数器及出单位长度内的电脉冲的个数即是毛羽指数。投影计数法能够比较真实的反映出纱线的全貌，这种方法直观、明了、符合纺织行业对纱线毛羽测试的要求。日本东丽公司的DT—104型和DT—201型、敷岛公司的光学式毛羽测试仪、英国锡莱公司的纱线毛羽测试仪都应用了该种测试机理，正因如此，国产纱线毛羽测试仪在研制开发过程中也采用了这一测试机理。
2.3国产纱线毛羽测试仪的技术发展过程
与纺织测试仪器制造工业发达的国家相比，国产实验室用纱线毛羽测试仪的技术发展经历了参考国外机型研制，再根据用户的需求在原有的技术平台上经过多次革新和提高，然后再采用现代计算机技术和电测技术研制成功了新型多检测点固定光路的纱线毛羽测试仪，满足了国内纺织行业在不同时期的需求。
上个世纪80年代，华东纺织工学院（东华大学的前身）在参考国外纱线毛羽测试仪的某些成熟技术的基础上，研制成功YG171型纱线毛羽测试仪，并由太仓纺织仪器厂制造，90年代初，针对YG171型在实际测试工作中暴露出的不足，又对其改进改型，推出了YG171A型，YG171A型纱线毛羽测试仪与YG171型相比，主要区别在电路部分和数据处理部分，即用8039单片机代替数字集成电路，简化了原先函数型打印计算器的接口电路，减少了仪器硬件电路，测试过程中毛羽量的变化由LED数码管直接显示，打印机自动打印测试次数、设定片段长度的毛羽数和各项统计值；由于光敏元件的离散性和光强分布的不对称性，易造成毛羽长度的误差，YG171A型采用了负反馈技术的高稳定、高灵敏的检测电路代替了YG171型的普通光电检测电路，并且YG171A型缩小了检测光阑直径，减少了毛羽长度误差，从而保证了仪器的各项技术性能稳定可靠；YG171A和YG171型都采用了光电投影计数的测试机理，应用了投影光路和检测光路并用的双光路技术路线，光源至检测区之间采用导光纤维，使得仪器结构紧凑合理；步进电机通过皮带传动多边形绕纱框牵引纱线经过由纱架、张力盘、导向器、上定位轮、下定位定长轮及张力夹组成的固定纱路，牵引速度分为四档；由上导轮和下定位定长轮构成内外边相结合的毛羽基线定位方式；当需要检测不同长度的毛羽时，调节具有千分尺刻度的毛羽长度调节器，即改变检测元件到纱线边界的距离；为便于操作员仔细观察毛羽，仪器设有投影放大观察功能，此时纱线以0.8mm/min的低速通过由投影灯、光导纤维、组合反光镜、显微放大镜组成的目测系统把纱线毛羽放大25倍成像在视屏毛玻璃上，供操作员直接观察毛羽长度及形态。
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在成纱过程中，纱条中纤维由于受力情况和几何条件的不同，会有部分纤维端伸出纱条表面。纱线毛羽即是这些纤维端部从纱线主体伸出或从纱线表面拱起成圈的部分，毛羽的存在及其分布规律对纱线的外观、织物的表面有较大的影响，降低了纱线光泽、对浆纱工序提出了许多新的问题和要求，过多毛羽、过长毛羽在织造过程中会引起开口不清，同时降低织机的生产效率。作为纺织品出口大国，我国在长期参与国际间商贸竞争过程中，纱线毛羽问题也一直是影响竞争力的弱项，因此，采用相应的测试方法和测试手段来研究纱线在纺制、织物在织造过程中毛羽产生的原因、分析造成毛羽增长的因素、寻找减少纱线毛羽的措施，已成为纺织行业主要的质量攻关内容之一。我国从上个世纪70年代末至今，先后研制开发了三代实验室用纱线毛羽测试仪（以下简称纱线毛羽测试仪），满足了纺织行业在不同时期对纱线毛羽的测试需要，在制定并修订了相应的纱线毛羽测试方法标准“GB7243—87纱线毛羽测定方法—投影计数”和“FZ/T01086—2000方法标准”，统一了测试条件和技术要求的基础上，出台了纱线毛羽测试仪的计量检定规程，为国产纱线毛羽测试仪的推广应用提供了技术保障。
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2.1仪器检测毛羽的测试机理
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从纱线的截面方向看，毛羽的长短、辐射方向、倾斜角度，几乎是形态各异、杂乱无章。在实验室用纱线毛羽测试仪诞生之前，依靠当时的技术条件若要直观的、全方位的、真实的测试出纱线毛羽的长度、数量、形态、分布规律，是难以实现的。随着测试技术的不断进步，测量纱线毛羽的方法由人为的感官评定逐步发展到采用仪器检测分析，仪器检测纱线毛羽具有简捷、快速、结果准确等优点，为国内外广为运用，目前国内外常用的毛羽检测原理有投影计数法和全毛羽光电测试法（漫反射法）两种，这两种方法都是采用光电投影纱线，前者是接收不同毛羽长度的遮光信号，统计毛羽的长度和个数；后者则是利用毛羽产生漫反射。接收纱线毛羽遮光量，将遮光量的多少换算成毛羽的多少，与纱线线密度相比拟，是一种等效测试方法。
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投影计数法即将纱线投影成平面，测试离纱线表面至检测点之间的某一毛羽长度的毛羽指数，检测的毛羽长度在一定范围内可根据需要设定，当纱线以设定的速度通过检测点时，从纱体上伸出的大于设定长度的毛羽就会遮挡光线使检测元件产生电脉冲，脉冲信号经整形放大后，用计数器及出单位长度内的电脉冲的个数即是毛羽指数。投影计数法能够比较真实的反映出纱线的全貌，这种方法直观、明了、符合纺织行业对纱线毛羽测试的要求。日本东丽公司的DT—104型和DT—201型、敷岛公司的光学式毛羽测试仪、英国锡莱公司的纱线毛羽测试仪都应用了该种测试机理，正因如此，国产纱线毛羽测试仪在研制开发过程中也采用了这一测试机理。
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上个世纪80年代，华东纺织工学院（东华大学的前身）在参考国外纱线毛羽测试仪的某些成熟技术的基础上，研制成功YG171型纱线毛羽测试仪，并由太仓纺织仪器厂制造，90年代初，针对YG171型在实际测试工作中暴露出的不足，又对其改进改型，推出了YG171A型，YG171A型纱线毛羽测试仪与YG171型相比，主要区别在电路部分和数据处理部分，即用8039单片机代替数字集成电路，简化了原先函数型打印计算器的接口电路，减少了仪器硬件电路，测试过程中毛羽量的变化由LED数码管直接显示，打印机自动打印测试次数、设定片段长度的毛羽数和各项统计值；由于光敏元件的离散性和光强分布的不对称性，易造成毛羽长度的误差，YG171A型采用了负反馈技术的高稳定、高灵敏的检测电路代替了YG171型的普通光电检测电路，并且YG171A型缩小了检测光阑直径，减少了毛羽长度误差，从而保证了仪器的各项技术性能稳定可靠；YG171A和YG171型都采用了光电投影计数的测试机理，应用了投影光路和检测光路并用的双光路技术路线，光源至检测区之间采用导光纤维，使得仪器结构紧凑合理；步进电机通过皮带传动多边形绕纱框牵引纱线经过由纱架、张力盘、导向器、上定位轮、下定位定长轮及张力夹组成的固定纱路，牵引速度分为四档；由上导轮和下定位定长轮构成内外边相结合的毛羽基线定位方式；当需要检测不同长度的毛羽时，调节具有千分尺刻度的毛羽长度调节器，即改变检测元件到纱线边界的距离；为便于操作员仔细观察毛羽，仪器设有投影放大观察功能，此时纱线以0.8mm/min的低速通过由投影灯、光导纤维、组合反光镜、显微放大镜组成的目测系统把纱线毛羽放大25倍成像在视屏毛玻璃上，供操作员直接观察毛羽长度及形态。
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