乌斯特条干均匀度仪(USTER tester)。用此仪器可测定条子、粗纱、细纱和股线的
均匀度。适合试验的纤维有棉、毛、麻、丝、化学纤维及各种混纺纱条。乌斯特条干均匀度仪是利用非电量转换原理对纱条均匀度进行测定。仪器的具体测试部分为平行平板组成的电容器。电容器的电容量的变化随其中电介质的不同而异,当相同的电介质通过电容器时,其电容量的变化与介质线密度成比例变化。因此,当比空气介电系数大的纱条以一定速度连续通过电容器时,则电容量增加,此时纱条线密度变化将转换为电容量变化。电容量变化△C/C可由下式表示:
△C/C=( -1)/[1+ (1/ -1) (15-1)
式中:C——电容量;
——试样的介电常数;
λ——试样在电容器极板间的充满度。
式(15-1)表示电容量的相对变化△C与电容器中试样的充满度λ和试样介电常数ε有
关,而其中ε又与试样的含湿量有关。
在仪器电路中,将电容器极板间的电容量变化转换为电流变化,然后带动记录笔运动,
当记录纸按一定速度送出时,则可得纱条细度不匀曲线,如图15-1所示。
纱条细度不匀曲线的横坐标为纱条片段长度,纵坐标为纱条单位长度重量或线密度,根
据此曲线可求得表示纱条细度不匀的指标—平均差系数或标准差不匀率(变异系数)CV﹪:
如被试验的纱条其质量变异按常态分布,则其不匀率与变异系数之间的换算关系为: CV=1.25U% (15-4)
U%或CV%两指标随乌斯特条干均匀度仪的型号不同采用的指标也不同。此两项指标
是纱条细度不匀的重要指标,生产厂依此指标来分析研究纱条质量变化,当超过一定范围时,通过改变混配棉成分,工艺参数和调节纺纱机械状态等,以控制纱线质量。
纱条通过乌斯特条干均匀度仪测试,不仅可获得U(%)或CV(%)指标,而且可在
纱疵仪上获得细节数、粗节数和棉结数指标。在波谱仪上可获得波谱图。正常细纱的波谱图如图15-2(a)所示,而非正常细纱的波谱图如图15-2(b)所示。波谱图的横坐标为纱条细度不匀的波长,为使全部波长能记录在一张图上,横坐标采用对数标尺,而波谱图的纵坐标为纱条细度不匀的相对振幅,它是波长的函数。
由图15-2(a)的正常纱条波谱图可以看出,波谱图上特殊变化较少,如果沿波谱图线作一光滑曲线,那么它近似一光滑曲线。而图15-2(b)的波谱图上在8-9cm波长上有一烟囱形的峰,这说明细纱有周期性不匀。根据不匀的波长,可推算出产生不匀的部件。此8-9cm的不匀波是细纱机前上皮辊(直径为28mm)偏心造成的,由于皮辊转一圈所输出的纱条长度正好为皮的周长。当这种不匀出现时,应立刻采取措施,使纱条均匀度恢复正常。
波谱图可以帮助分析造成纱条不匀的工艺原因,如工其设备不良、牵伸配置不合理以及机械部件缺陷所造成的不匀等。
四、仪器结构与调整
电容式条干均匀度仪类型较多,乌斯特条干均匀度仪按其适用范围及特征,有如表15-1所示的几种型号。
表15-1 乌斯特条干均匀度仪的型号
型号 Evenness Tester GGP-B USTER Tester Ⅰ-B USTER Tester Ⅱ-B Mini USTER Evenness Tester GGP-C USTER Tester Ⅰ-C USTER Tester Ⅱ-C USTER Tester Ⅰ-S 适用范围 散短纤维纱条 散短纤维纱条 散短纤维纱条 散短纤维纱条 长丝 长丝 长丝 天然丝 操作特征 手动 手动 手动 手提携带式 手动 手动 自动 手动
乌斯特条干均匀度仪包括监测器()、控制仪()、纱疵仪()、频谱仪()及记录仪等。这里主要介绍型的结构与调整使用。仪器的全部组合如图15-3所示。
1. 监测仪(MONITOR)监测仪的表面结构如图16-4所示。在监测仪上有一对可
变速的牵引罗拉1,可使纱条试样以一定的速度通过上方的平行电容极板2,电容极板获得的讯号通过转换,变为与纱条细度不匀成比例关系的电讯号。然后将此电讯号送到控制仪、频谱仪、疵点仪和记录仪。监测仪各部件的作用与调节如下:
(1) 黑色旋钮3:在连续测试细纱时,可将纱线从管纱架的张力器上引出后,
通过各导纱器并夹持在夹纱架上,用此旋钮切除多余的纱头。此时细纱被固定在夹纱架上以供连续测试时使用。
(2) 张力调节器:用张力调节器4调节纱线张力。使纱线不产生抖动或异常情
况,旋钮上白线对准所需要的数字,数字从小到大,表示张力亦从小到大。细纱一般控制在4-5数字刻度上。
(3) 旋钮5:根据一次连续测试的纱管数不同来调节,转动旋钮5,使管纱数与
旋钮圆盘数字相一致,并对准固定标点。
(4) 测试槽开关6:移动此开关,将黑色握持块对准所需的测试槽号。
(5) 测试槽7:根据不同的极板长度和宽度,此槽共分五档,分别测试不同支
数的细纱、粗纱和条子。测试槽的规格和对应的纱条细度见表15-2。
表15-2 测试槽规格和对应的纱条细度 测试槽号 测试槽规格 (长×宽mm) 公制支数(Nm) 格林/码 英制支数( Nec) (New) 千特克斯(ktex) 特克斯(tex) 1 20×12 0.048 80~12.1 2 12×6 ~0.302 3 8×4 0.303~6.24 4 8×1.2 6.25~47.5 3.69~28.0 5.54~42.1 5 8×0.6 47.6~250 28.1~147.6 42.2~221 21.0~4 11.28~169.3 169.2~46.54 46.53~ 0.049~0.178 0.179~3.68 12.0~3.301 ~3301 3.30 0.011~0.073 0.074~0.267 0.268~5.53 3300~160.1 160.0~21.1 (6)测试速度旋钮8:旋转此旋钮,使其圆盘上速度数字对准上方竖线,不同试样
的测试速度按表15-3选择。
(7)电动机开关9:用此开关控制牵引罗拉1的速度,马达开关有红色和白色,白
色为慢启动开关,在测试粗纱和条子时,与红色开关并用。红色开关测试细纱时用。
(8)定位杆10和旋钮11:用此旋钮可使定位杆10向前、后移动,以便使纱条在
不同位置通过牵引罗拉1,延长牵引罗拉的使用寿命。
(9)开关12:将此开关向箭头方向推动时,可张开牵引罗拉1,停止推动时,牵
引罗拉自动闭合。
表15-3 测定速度和时间选择表 速度(m/min) 400 200 100 50 25 8 4 材料 细纱 细纱 细纱 细纱、粗纱 细纱、粗纱、条子 条子、粗纱 条子 时间(min) 1,5 1,2.5,5 2.5,5 5 5,10 5,10 5,10 (10)机械手13:此机械手是将纱线从夹纱架上引出后,自动带动纱线通过张力
调节器4、测试槽7,并带到一对牵引罗拉1之间,待牵引罗拉握持纱线后,机械手恢复原位。
2. 控制仪(CONTROL) 控制仪的表观结构如图15-5所示。控制仪的主要功能是
放大由监测仪送来的试样质量变化的电压讯号,然后将放大后的电讯号送到记录器,画出纱条细度不匀曲线图;作CV(%)值运算;通过表头显示出来;选择测试类型和测试时间。当试验结束或测试槽中无纱线通过时,控制仪会发出声响报警。控制仪的主要按键和旋钮的作用与使用选择如下:
(1) 按键14:无试样调节。在试样未放入测试槽时,先按下此键,当此键
灯熄灭后,表示零点已调整,可以开始测试。
(2) 按键15:平均值调节。共有3只,从上到下是手调、每管自动调节和首管
自动调节。当按下手调按键时,需旋转右边的黑色旋钮16,直至电表17的指针对准中间的零位左右摆动。若采用每管自动调节按键时,控制器可将每管纱线细度平均值系数在正式试验前自动调节至电表17指针在零位左右摆动,不需人工控制。当按下首管自动调节按键时,除首管纱线自动调零外,以后连续的其他管纱也按首管纱细度平均值系数自动调零。
(3) 按键18:此按键共有三只,从上到下分别用以清零、试验开始和停止。清
零按键是将控制仪和纱疵仪内过去已存贮的讯号全部清掉,使仪器处在接收新讯号的状态。当按试验开始按键时,电讯号开始输入控制仪、纱疵仪
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