長嶺紡織電子研究所 魏萌萌
前言
在紡紗過程中，紗線的條干均勻度是評價紗線品質(zhì)的關(guān)鍵指標之一。紗線的條干不勻通常表現(xiàn)為紗線直徑發(fā)生變異。在紗線品質(zhì)考核的指標中，影響較大的是九級有害紗疵，即：十萬米九級有害紗疵的個數(shù)。目前，大多在絡筒工序中采用電子清紗器來清除九級有害紗疵，而對于清除效率的評估主要依據(jù)紗疵分級儀的測試結(jié)果。在電子清紗器的設置中，合理設定清紗門限對有效的去除紗疵至關(guān)重要。為此，本文從電子清紗器的工作原理，紗線品質(zhì)與清紗門限、機器效率、清除效率等因素協(xié)調(diào)問題進行了探討，并提出了建議和對策。
2 現(xiàn)狀
電子清紗器是從電容式與光電式兩種形式的相互交替到齊頭并進發(fā)展的。目前，國內(nèi)紡織生產(chǎn)企業(yè)主要采用電子清紗器來清除紗疵。電子清紗器根據(jù)設定的清紗門限和長度來判斷需要清除的紗疵。國產(chǎn)清紗器除對有害紗疵清除、統(tǒng)計及自檢功能外,又增加了逐錠統(tǒng)計和紗疵分級等功能。國外的清紗器有USTER和LOEPFE等。隨著微機和光電等高新技術(shù)的應用，清紗器的功能不斷擴展、可靠性愈加提高。當今，以LOEPFE ZNET+系列雙光電探頭清紗器、USTER QUANTUM 系列電容加光電組合探頭清紗器為代表，使電子清紗器的功能更加強大，而且具有完善的紗線缺陷識別、統(tǒng)計、清除及具有異物異纖清除等功能。電子清紗器對于紡織生產(chǎn)企業(yè)來講，既影響紗線品質(zhì)又影響產(chǎn)量。因此，科學合理地設置清紗門限既有利于紗線疵點的嚴格控制，又利于提高絡筒機的機器效率。
3 問題與討論
3.1 電子清紗器
電子清紗器是把紗線粗細變化轉(zhuǎn)換成相對應電量的一種裝置。
若按檢測原理可分為電容式與光電式兩大類。近幾年，隨著清除異纖紗疵的要求，在原傳感器的基礎(chǔ)上增加了光電傳感器用于測試異纖紗疵，形成“電容+光電組合和光電+光電組合”的電清模式。其中，USTER昆騰3使用的是前者，洛菲使用的是后者。對于異纖檢測采用光電式，但對常規(guī)紗疵兩種測量方式均可檢測。電容式檢測紗線的橫截面積，而光電式檢測的是紗線的直徑。兩種檢測方式各有短板。如電容式易受溫濕度的影響，當環(huán)境過于潮濕時，受紗線回潮率和混紡不均的影響易引發(fā)誤切；光電式無法檢出扁平紗疵，檢測區(qū)積塵、儀器本身器件老化對工作都有影響。
圖1 相對測量紗線信號圖
圖2 絕對測量紗線信號圖
3.2 測試原理
清紗器檢測區(qū)域內(nèi)無紗、靜態(tài)紗、動態(tài)紗及有紗疵時零點電信號的變化（見圖1和圖2），可更透徹的理解清紗器的檢測原理，更準確的設置清紗門限，為生產(chǎn)高品質(zhì)的紗線提供理論依據(jù)。
按照紗線信號采集方式的不同，將電子清紗器分為相對測量和絕對測量。
3.2.1 相對測量
相對測量，就是在檢測頭輸出信號和運算放大電路之間增加隔直電容，以隔離紗線直流分量，保留紗疵交流分量。由于隔離了直流分量，因此運算放大電路不會受到檢測頭零點漂移的影響。但缺點是只能采集到交流變化信號，無法準確檢出錯支和漸變紗疵。早期的電清多采用這種測量方式。
3.2.2 絕對測量
絕對測量是檢測頭輸出信號不經(jīng)過隔直電容直接進入運算放大電路。由于直接采集的是檢測頭輸出的直流電平信號，因此極易受檢測頭零點變化的影響。絕對測量既保留了紗線的直流分量，又保留了紗疵的交流分量，不僅能檢測出一般相對測量清紗器的各類紗疵，還能檢出錯支和漸變紗疵。
隨著電子技術(shù)的不斷更新、軟件功能的不斷完善，絕對測量已逐漸取代了相對測量。目前主流電子清紗器基本都采用此方式。
3.3 清除效率和機器效率
3.3.1 清除效率
清除效率包含兩個概念，即：正切根數(shù)和漏切根數(shù)。
FZ/T 98003-1994《電子清紗器標準測試方法》規(guī)定，在選定的清紗特性曲線上方的紗疵（即需清除的紗疵）被清紗器正確切斷稱為“正切”。被正確切斷的根數(shù)稱為正切根數(shù)。在選定的清紗特性曲線上方，應該被切除的紗疵，而實際上并沒有被切除的紗疵稱為漏切根數(shù)。被漏切的根數(shù)稱為“漏切根數(shù)”。
除效率 = 
（1）
清除效率實際反映的是清紗器漏切紗疵的程度。由于紗線品種和設定
門限的不同，清除效率會有一定差異。
還有一個概念是正切率。在選定的清紗特性曲線下方的紗疵（即不需要清除的紗疵）和無紗疵被清紗器錯誤切斷的稱為“誤切”。被誤切的根數(shù)稱為誤切根數(shù)。
正切率 = 
（2）
清除效率和正切率是衡量清紗器性能的重要指標，如果清除效率過低，會導致大量應清除而未被清除的紗疵漏入下道工序，如果正切率過低會導致大量誤切，從而降低機器效率。
3.3.2 機器效率
絡筒機的機器效率等于絡筒機無故障工作時間除以總的開車時間。在絡紗過程中，如果切疵次數(shù)過多，必然導致無故障工作時間減少，從而降低絡筒機的機器效率。自動絡筒機一般的機器效率為大于85%。如達不到，則應檢查清紗門限設置是否合理，絡筒機機械狀態(tài)及細紗工序是否正常。不同清紗門限設置下的清除效率與機器效率對比見表1、表2和表3：
表1 不同通道清紗門限設定值
方 案 | N通道 | S通道 | L通道 | T通道 | |||
粗度% | 粗度/% | 長度/mm | 粗度/% | 長度/cm | 粗度/% | 長度/cm | |
一 | 350 | 210 | 20 | 130 | 35 | -50 | 15 |
二 | 320 | 180 | 15 | 110 | 35 | -45 | 10 |
三 | 280 | 150 | 15 | 75 | 35 | -35 | 8 |
以C14.5（品種1）和CJ35/65（品種2）為例，根據(jù)紗線品質(zhì)和布面疵點優(yōu)化清紗門限。
表2 清紗效果對比
方 案 | 品種 | 十萬米紗疵/個 | 清除效率% | 正切率 | 機器效率% |
一 | 品種1 | 58（6） | 82.1 | 90.6 | 89.6 |
品種2 | 50（5） | 85.6 | 83.3 | 92.1 | |
二 | 品種1 | 65（8） | 88.5 | 89.0 | 80.5 |
品種2 | 53（3） | 87.6 | 94.6 | 90.3 | |
三 | 品種1 | 69（9） | 92.5 | 88.5 | 72.3 |
品種2 | 58（7） | 89.2 | 89.2 | 88.6 |
表3 不同清紗門限下機器效率對比
項目 | 門限1 | 門限2 | 門限3 | |
棉結(jié)（N） | 截面增量/% | 180 | 230 | 280 |
短粗節(jié)（S） | 截面增量/% | 130 | 190 | 240 |
長度/mm | 15 | 15 | 15 | |
長粗節(jié)（L） | 截面增量/% | 45 | 65 | 100 |
長度/cm | 30 | 30 | 30 | |
長細節(jié)（T） | 截面增量/% | -35 | -42 | -50 |
長度/cm | 20 | 20 | 20 | |
清楚效率/% | 89.5 | 85.4 | 80.5 | |
機器效率/% | 81.3 | 84.6 | 88.9 | |
由表1和表2可以看出，在清紗門限加嚴后，清除效率由82.2%升至92.5%，而機器效率由89.6%降至72.3%；而對于品種2和表3而言，趨勢同品種1。由此可見，紗線品質(zhì)和機器效率是相互矛盾的，要在兩者之間尋找一個最佳的平衡點，就需要對清紗門限進行合理的設定。否則，設定的門限只要嚴于九級有害紗疵門限就可保證筒紗的十萬米紗疵數(shù)達到規(guī)定要求。但是這樣做的結(jié)果會損失機器效率、投入產(chǎn)出較低。另外，由于捻接后的紗線粗度至少為原紗直徑的1.2～1.3倍，強力是原紗的0.8～0.9倍，過多的斷頭會產(chǎn)生新紗疵并降低紗線強力。因此，不可一味提高設定清紗門限來保證紗線品質(zhì)。下面以40S、60S棉紗在自動絡筒機上的設置進行說明：
表4 不同品種、清紗門限下機器效率
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項目 | SLJMC40S | SLJMC60S | |
棉結(jié)（N） | 截面增量/% | 150 | 200 |
短粗節(jié)（S） | 截面增量/% | 100 | 115 |
長度/mm | 10 | 19 | |
長粗節(jié)（L） | 截面增量/% | 35 | 35 |
長度/cm | 15 | 15 | |
長細節(jié)（T） | 截面增量/% | -26 | -42 |
長度/cm | 20 | 20 | |
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