最近十几年中国纱线质量检测仪器发展概况

狂之伤 · 发表于 2013-6-26 11:11:05

最近十几年中国纱线质量检测仪器发展概况
　　经过最近十几年的不懈努力,国产纺织仪器已经颇具规模，基本能满足国内市场对常规纺织仪器的需求，并正在逐步进入中高端纺织仪器的领域。在去年的第九届中国纺机展上，可以明显看到国外参展厂商及展品均呈大幅下降趋势，而国内厂商及展品则大幅度上升。不仅如此，除了陕西长岭和苏州长风等具有军工背景的实力强大的纺织仪器生产企业外，一些新兴的中小型纺织仪器生产厂也正在推出自己的高科技产品。本文仅以纱线条干均匀度仪、强力仪、纱线毛羽仪为代表简述纱线质量检测仪器的发展状况。
1、条干均匀度仪系列
条干均匀度仪分为电容式和光电式两种。
1.1电容式条干均匀度仪
根据相关标准的规定，衡量纱线质量的重要指标之一--纱线条干不匀率由电容式条干均匀度仪测定，因此，目前国内市场基本都被电容式条干均匀度仪占据。国际上，电容式条干仪仍以USTER公司的产品为主，印度普瑞美和日本的Keisokki公司也有相应的产品。关于这些产品的基本情况，已经有不少介绍，在此不再赘述。
国产电容式条干均匀度仪，经过近二十年的发展，技术已基本成熟，与国际先进水平相差无几。国产条干仪系列产品在国内市场的占有率已经远超过进口产品，基本满足国内市场需求。
在去年的第九届中国纺机展上，长岭展出了新的CT2000型全自动条干均匀度仪和YH121型在线条干均匀度仪等系列产品，其YG136A型加装了毛羽测试模块，可在测量纱线条干不匀的同时，测量出毛羽指数H值，并带有专家分析诊断系统。长风展出了新的YG139A型全自动条干均匀度仪和YG133B/Pro型条干均匀度仪等系列产品，该系列产品的软硬件均采用模块化设计，生产周期短、造价低。
随着技术的进步，在长岭、长风这样颇具实力的企业不断完善电容式条干均匀度仪系列产品的同时，中小型纺织仪器生产企业也推出了自身的条干仪产品。莱州市电子仪器有限公司推出的YG137型电容式条干均匀度仪于去年通过鉴定，其检测头的长期零漂比较稳定，温湿度变化影响较小，各槽转换电压线性良好，工艺对比试验结果表明，其CV测试结果比较接近UT产品的测试数据。预计以其低廉的价格，在市场上将具有一定的竞争力。
条干均匀度仪的使用价值不仅仅是提供纱线条干的CV值作为评定纱线质量之用，更重要的是其波谱图和相应的专家诊断系统能够及时反馈和分析生产设备和工艺参数调整上存在的问题，以便及时解决影响纱线质量的各种问题，最大程度地减少损失。目前不仅USTER等产品装有专家诊断系统，而且国产化的专家诊断系统也已在市场上运行多年。据反映，国产化的专家诊断系统使用更为方便、更切合国内用户的需要。
在实际使用中除了要保持条干仪处于正常的工作状态外，还应注意以下问题：1.1.1试样吸湿的均匀性：鉴于电容式条干均匀度仪对试样含湿量的敏感性，因此必须充分注意试样吸湿的均匀性1.1.2电容极板的清洁：极板间的飞花、极板本身沾染的污渍都将对最终测试结果产生影响。1.1.3适度的、稳定的张力：适度的张力是保证纱条不产生变形的基本保证；稳定的张力将使可能的附加不匀降为最小。1.1.3纱条通过极板槽的位置：鉴于电容极板间电场的不均匀性，尽可能地保持纱条原形态及在极板槽间的位置不变是十分必要的。1.1.4试样长度：试样长度是获取信息可信度的基本保证。对于波谱图更是如此。
1.2光电式条干均匀度仪
光电式条干均匀度仪(纱线外观分析)的发展也有数十年的历史，由于种种原因目前仍无法与电容式的匹敌。但是，由于其检测原理更加接近人们的感官效果，与布面质量的相关性较好，因此从控制纺织品最终质量的角度出发，光电式条干仪越来越受到广泛的关注。光电式条干仪的存在价值不仅在于能提供纱条直径的CV值，更在于在此基础上形成的织物仿真系统对于控制纺织品质量的重要意义。目前，长岭已经开发出CT1000型纱线外观分析仪，应该引起用户的关注。
2、强力仪系列
纱线强力是衡量纱线质量的又一个重要指标。从技术层面来看，国产强力仪系列产品已经基本能满足国内市场的需求。长岭推出的新的YG067型织物强力机和YG063型系列单纱强力仪，完善了其强力仪系列化产品；莱州电子仪器厂的YG061Z型，拉伸速度也可达到5m/min,在化纤长丝和单丝测试方面有其独到之处；温州大荣纺织仪器有限公司的DR028系列万能材料试验机装有引伸计，是其他厂没有的。
有关强力仪的专题论述很多，在此仅就一些具体问题谈一点个人的看法：
2.1应该关注强力仪的动态性能
在定时拉伸的过程中，由于相关的标准规定，拉伸断裂的时间控制在20秒左右，在这种条件下，强力仪的动态性能对于测试结果影响不大。但在快速拉伸时，例如，以1500mm/min以上(甚至5000mm/min)的速度拉伸时，由于断裂时间只有1、2秒，此时动态性能就有可能对测试结果产生较大的影响。对于一些特殊的试验，如舌形法织物撕裂试验、织物剥离强力试验等，动态性能的影响更是不可忽视。
影响强力仪动态性能的因素很多，诸如：力传感器本身的动态响应问题、采样频率、电路及软件设计等等。影响的方式也不相同，例如，力传感器的动态性能和强力仪为过度追求稳定而采取的各种滤波技术等将直接影响尖峰力值的准确再现；采样频率的高低将决定尖峰力值的采样误差等等。
在现行的有关强力仪计量检定规程中，由于受当时的技术水平限制，基本上没有涉及强力仪动态性能的检定，这不能不说是一个极为遗憾的问题。随着技术的发展，在即将推出的织物强力仪检定规程中，将采用一种新的动态性能检定方法。该方法分为两部分，其一，采用脉宽可变、幅度不变的矩形脉冲输入至力传感器之后的信号处理部分的输入端，使强力仪的信号处理部分检测出相应于矩形脉冲幅度的力值，当矩形脉冲的脉宽逐渐由大变小时，根据信号处理部分检测结果的变化便能推算出该信号处理部分的动态性能；其二是采用专用的力值检具直接悬挂在夹具上，在不同拉伸速度条件下进行测试，通过比较测试结果的变化来判断强力仪的整体动态性能。
对于强力仪的用户，应该根据被测对象的力学性能，使用具有相应动态性能的强力仪。
2.2强力仪应用功能的开发
一般来说强力仪可以提供两组基本数据，力值和伸长，并由此得出断裂强力、断裂伸长率、断裂功等我们早已熟知的指标。实际上这两组数据能提供的信息远远不止这些，例如，部分功、初始模量、杨氏模量、正割模量及模量与伸长曲线等等。对于纱线来说，这些更深层次的信息对于纱线品质乃至最终成品质量的把握、对于后加工工序的指导意义都不亚于断裂强力、断裂伸长率、断裂功等这些常用指标。
对于强力仪生产企业，在完善产品质量的前提下，利用计算机强大的软件功能，深入开发强力测试的深层次信息，将大大提高仪器的性价比，这对于生产企业和广大用户来说，不啻是双赢的福音。
2.3强力仪使用应该注意的问题
关于影响强力仪测试结果的因素有很多，限于篇幅，仅就一些容易被忽视的问题，提出一些看法。
2.3.1拉伸速度：
拉伸速度对强力测试结果的影响是众所周知的。在进行高速拉伸时，应该注意强力仪的动态性能是否满足需要。粗略的评估方法是比较在低速和高速下的测试结果。如果在高速拉伸时测试结果有明显下降的趋势，就要考虑强力仪动态性能的问题。其次在高速拉伸时由于断裂时间很短，拉伸速度由零升到规定的速度所需要的时间将对整个过程的平均速度起到不可忽视的影响。粗略的评估方法可以根据仪器提供的断裂伸长和断裂时间进行计算。
2.3.2环境温湿度的影响：应该保持试样吸湿的均匀性。
2.3.2预张力：预张力影响断裂伸长率测试结果的再现性。应该特别注意的是全自动单纱强力仪引纱过程中纱线受力情况。
2.3.4夹持器的影响：注意观察低捻或无捻长丝是否存在部分单丝滑脱或滑移的现象。
3、毛羽仪
尽管纱线毛羽未列入产品质量的考核指标，但是其在织造工艺和面料形态中的重要性已经越来越引起广泛的注意。
3.1测试原理
不同毛羽长度的根数测定可以有3种基本的方法，其各自的特点可以简述如下：
3.1.1内边定位：其优点是纱线边缘与检测点距离，即毛羽的长度不受纱线粗细的影响，缺点是被测毛羽在进入测试区之前因受压而改变了原有的形态。
3.1.2外边定位：其优点是被测毛羽在进入测试区之前未受压而基本保持原形态，缺点是纱线毛羽的长度受纱线粗细的影响。
3.1.3内外边定位：力图规避前两种的缺点，但纱线毛羽的长度受纱线粗细的影响未能根本解决。
国产纱线毛羽仪几乎囊括了各种方法，都试图突出各自的优点，尽可能地减少不足之处，其效果有待于实践的检验。
对于用各种方法(比如用高压电场)使纱线毛羽伸直后再进行测量，以期获得比较真实且重复性好的测试结果是一项值得研究的课题。特别应该关注这种测试结果的实际应用效果的研究。
3.2使用毛羽测试应注意的事项
3.2.1检测方法的不同使得各个企业生产的纱线毛羽测试结果缺少可比性，因此，一味地追求不同系列毛羽仪测试结果之间的一致性可能将导致认识误区。
3.2.2鉴于毛羽形态的不确定性，即便同一台仪器测试结果的离散性也比较大。
3.2.3尽管如此，毛羽仪作为企业内部的质量控制，用同一台仪器进行质量跟踪，做相对比较，仍然具有无可替代的作用。关键是仪器要保持长期的稳定与可靠性。
目前，在行业内正在开展对毛羽仪检定规程的研究，尽管在统一各系列毛羽仪性能方面仍然有不少困难，但是，各生产企业几乎无一例外地开发出各自的检具和相应的检定方法，这无疑对于促进毛羽仪的迅速推广，保证毛羽仪在质量控制方面的作用都具有十分重要的意义。
4、合理选择和正确应用测试仪器
对于一个企业而言，产品质量的控制是关系到其生死存亡的大事，作为质量控制体系的物质基础之一的检测仪器无疑具有无可争议的地位。因此，合理选择和正确应用检测仪器是十分重要的事情。在此，仅谈几点个人的看法。
4.1应该建立这样的观念，即纱线质量的检测不仅仅是为了被动地评定纱线是否符合相关标准规定的质量指标，更重要的是在生产的全过程中有意识地控制质量，提高纱线的内在品质，以期开发出更多更好的产品。在仪器的配备上，也应有意识地从控制生产过程中产品质量的角度出发，努力使企业的质量控制体系更上一个新的台阶。
4.2近年来，国内纺织仪器生产厂增加很多，使同一产品的竞争变得非常激烈，只有进行价格大战，其结果是价格低迷，无法保证质量。价格战的真正受害者是广大用户，应该明白，最低价格不一定是最好的产品，准确、可靠、实用是价格价值的最终体现。

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