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实验15 纱线细度均匀度测定

一、目的要求

使用电容式条干均匀度仪，对纱线细度均匀度进行测定，当纱线以一定速度通过仪器平板电容器时，电容器的电容量将随介质，即纱线的线密度变化而变化，最后测定得纱线细度均匀度。通过试验掌握电容式条干均匀度仪测定纱线细度均匀度的原理和试验结果的分析，并了解电容式条干均匀度仪的试验方法和操作。 二、试验仪器和试样

试验仪器为电容式条干均匀度仪，或称乌斯特（）条干均匀度仪，其中包括监测仪、控制仪纱疵仪、频谱仪和记录仪。试样为棉、毛型纱线一种或两种。 三、基本知识

纱线细度均匀度用纱线细度不匀或纱线线密度不匀表示。纱线细度不匀是指沿纱线长度方向各个截面面积或直径粗细不匀，它与单位长度纱线内的纤维数量和纤维粗细不匀有关。

纱线细度不匀不仅对纱线本身质量有影响，而且对后道工艺加工和织物质量也有影

响。当纱线细度不匀增加时，纱线的断裂强力下降，在织造过程中容易断头，劳动生产率下降。当用细度不匀的纱线制造织物时，织物会产生各种疵点，如横路、云织、粗细节等，严重影响织物外观质量，尤其对薄形织物更为突出。所以，纱线细度均匀度是评定纱线质量的重要指标之一。

纱线细度不匀的原因主要是纱线线密度不匀而引起的，纱线密度不匀主要是纱线截

面中纤维跟数不匀以及纤维的细度、截面面积不匀造成的。造成纱线细度不匀的原因，一方面是纤维本身在纱线中随机分布产生的不匀。另一方面是纺纱过程中工艺及机械因素附加的不匀。为了获得均匀的纱线，除了对纤维原料要进行充分均匀的混合外，纺纱工艺参数的正确选择和纺纱机械无缺陷正常运转是非常重要的。

测定纱线细度均匀度的方法有片段长度称重法，即将纱线按规定长度（短片段长度

为1-100cm；长片段长度为20-450m），切割成许多片段，称出各片段的重量，求出各片段长度间重量不匀率。黑板条干对比法是将纱线均匀地绕在一定尺寸的黑板上，在一定光线照度和距离下，与标准样照（或实物）进行对比评定。仪器法目前广泛使用的是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。