| 1 在线检测技术在现代纺纱工程中的重要作用
在纺织产品质量检测过程中，对织物的布面检测基本采用全数检验方法；而对棉纱线的质量检验，由于大部分检验是采用破坏性试验，因而只能采用随机抽样检验。纺纱工程和织造工程相比，其生产单元（即纺纱纱锭）较多，随机抽样检验时，很有可能某些有质量缺陷的纱锭很长时间都采集不到样品进行检测，且以子样水平代表总体水平的棉纱平均质量，并不能完全决定布面质量，往往在总体水平不差的一批棉纱中，个别卷装的次品会影响到整个布面质量和实用质量。随着纺织技术的不断进步，特别是电子信息技术及计算机技术的飞速发展，在线检测技术在纺纱工程中得到越来越广泛的应用。加速在线检测技术的发展，推进在线检测技术的应用，对加强纺纱生产的过程质量控制，改进和完善传统纱线质量检测方法的不足，提高纺织品质量水平，实现纺纱生产现代化和推进纺织技术进步有着重要意义。
在线检测是指在生产过程中直接对被检测产品的特性进行检测的方法。在纺纱工程的很多工序都较早的使用了在线检测和自动调节、自动检测技术。清棉工序的自动检测棉包高度，自动检测和控制棉箱存储量；梳棉工序的自调匀整系统和在线检测棉结、杂质功能；并条工序的自调匀整系统；粗纱机纺纱张力在线监控系统；细纱工序的断头自动检测和络筒工序的电子清纱功能等等，都成功地应用了在线检测技术。在纺纱生产流程中并条工序是控制棉条质量的最后一道工序，络筒则是去除疵点，控制成纱质量的最后一道工序，应用较为广泛、使用效果较为明显的应当是并条机的在线检测技术和络筒机的在线检测技术。本文以较为典型的Vouk SH802E、Unimax并条机和 Savio Orion络筒机为例，对并条工序和络筒工序的在线检测技术的应用和实际效果作一些探讨。
2 典型在线检测技术在纺纱关键工序的应用
2．1 并条工序在线检测技术的应用
SH802-E及Unimax并条机在线检测技术包括自调匀整系统、质量检测与控制系统及机械报警系统。
2.1.1 并条机自调匀整系统
SH802-E及Unimax型并条机上的USC、USG自调匀整系统的作用原理,是用一对凹凸罗拉对喂入并条机的棉条进行连续采样,检测其喂入量的变化，将凹凸罗拉位移量的转化转换成电压信号，经计算机处理后，控制伺服电机改变牵伸系统的主牵伸区牵伸倍数，使输出棉条达到匀整的目的。和传统的无自调匀整并条机相比，在并条输出条质量控制上，自调匀整并条机有以下几方面优点：
（1）牵伸区牵伸倍数的变化与喂入量变化在时间上同步
传统的并条纺出重量控制方法是在并条机生产过程中每班定时采样，将检测重量与设计重量对照，当离线检测的重量超过设计重量一定范围时，人工调节牵伸齿轮，改变牵伸倍数，使纺出的重量与设计重量相符（或者相近），过分重或过分轻的棉条则作为不合格品回用。当喂入棉条因前道原因（如配棉变化，落棉工艺改变等）呈系统性变化时，这种方法能够调节输出条重量，使成纱号数达到一致。但在调节过程中，有明显的滞后性。当喂入条因偶发性因素（如棉卷破洞，泻棉网，吸白，缺条等等）而呈无规律变化时，定时采样则很难发现其变化情况，即使偶然发现这种变化，也有可能以偏概全，轻易调整并条机的牵伸倍数，从而产生更严重的系统不匀。USC、USG型开环式自调匀整系统，通过设定死区长度来调整牵伸倍数的变化延时，达到牵伸改变与喂入量变化同步，有效地避免了传统调节方法中的调节滞后和对无规律变化的消极控制。
（2） 牵伸区牵伸倍数的变化与喂入量变化在变化量上同步
传统的并条纺出重量控制方法中，通常规定当输出条偏离标准重量±1%以上时调整并条机一只冠牙，偏离标准重量±2%以上时作回棉条处理。即使这种人为的规定是合理的，若排除粗纱，细纱牵伸过程中的干扰因素，熟条重量差异±1%时，成纱重量也会有±1%的差异。在并条机牵伸机构中，调整一只冠牙，只能改变牵伸倍数的1%左右，如果要作微量调整，要么增加冠牙齿数，要么增加牵伸对牙的数量，这在机械设计中是困难的。在离线检测中将实测重量与标准重量对比时，标准重量是干燥重量或是一定回潮率下的湿重，而实测重量则是生产环境实际回潮率下的湿重，实际回潮在重量检测时是未知的，必须经过较长时间烘干后才能计算出实际回潮，因此按照实测重量调节并条重量时，总是默认检测时的回潮率与上一次检测时的回潮率是一致的，因而是不严谨的。在自调匀整并条机中，当实际喂入量G与理论喂入Go是有差值△G时，实际总牵伸倍数Q1与理论牵伸倍数Qo遵守以下匀整方程式
Q1=Qo＊（1+△G/Go）
该公式在理论上表明：只要并条机上实际喂入量G与理论喂入量Go有差异△G时，总会有实际牵伸倍数Q1与之相对应的，且变化规律是连续直线。实际应用中，通过调整自调匀整仪的放大倍数，修正牵伸倍数对喂入量变化的响应程度，使牵伸倍数相对变化是与喂入量相对变化量相一致。此外USC、USG型自调匀整仪的检测机构是机械电器结合式，有效地清除了传统重量调节方法中的回潮率影响。
2.1.2 并条机的质量检测系统和质量控制系统
SH802-E及Unimax型并条机在前罗拉之后，输出紧压罗拉（阶梯罗拉）之前设置有质量检测系统，通过高精度的棉条压力传感器（FP喇叭头），精密测试输出棉条的体积变化，通过计算机处理，将棉条质量检测的结果显示在计算机屏幕上。虽然质量监测系统不参与自调匀整系统的工作，但质量监测的结果能够提供信息，使用户及时掌握质量状况，指导调节自调匀整系统的工作状态。其在线检测的输出内容：
（1） A%-CV%值：表示当前的棉条重量偏差A%，棉条1米，3米，10米，100米切割片段的重量CV%值和条干CV%值。
（2） 瞬时棉条重量变化情况：用动画形式表示棉条即时3米重量变化情况。
（3） 棉条重量偏差曲线图：表示1米、3米及前1小时内每分钟，前一天内每小时，前一月中每天的棉条重量偏差变化规律。
（4） 棉条条干CV%值直方图：表示前一小时内每分钟，前一天中每小时，前一月中每天条干CV%值的平均值变化情况。
（5） 瞬时牵伸倍数变化情况：用动画形式表示即时总牵伸倍数的变化情况。
（6） 牵伸倍数：表示即时的总牵伸倍数，后区牵伸倍数数值。
同时系统还设定了两类在线质量控制方法：一种是当棉条质量特性值超过一定数值时，机器报警；另一种是当棉条质量特性值超过一定数值时，机器自动停车。主要设定内容为：
（1） A%：长片段重量偏差质量报警和停车设定。
（2） A%-S：短片段重量偏差质量报警和停车设定。
（3） CV%：条干CV%值质量报警和停车设定。
（4） CVL：长片段重量CV%值质量报警和停车设定。
（5） 棉条检测最低速度：表示达到这个速度时，在线检测系统开始检测，此值一般为正常生产速度的75%-95%。
（6） 棉条控制的最低速度：表示达到这个速度时，匀整系统才开始对棉条进行控制，此速度的设定绝对不能大于正常生产时的棉条喂入速度。
2..1.3 并条机在线检测系统的应用和管理要求
在线检测系统在现代并条机中具有重要的作用。但是在实际应用必须加以合理的设定和调整，才能使其作用发挥的更好，保证熟条质量的优良。这些调整主要包括自调匀整仪的参数调整，报警系统的调整等。
（1）品种调整时死区长度、放大倍数、机械牵伸倍数的调整
USC、USG型自调匀整仪中，死区长度和放大倍数是两个重要的工艺参数；死区长度决定了匀整机构对喂入棉条波动量的响应延迟时间；放大倍数决定了匀整机构对喂入量的响应程度。前者取决于机械上检测点的位置、纤维平均长度和离散程度以及系统的惯性；后者取决于原料性能、密集程度及蓬松性等。当日常品种翻改和生产原料改变时，原料的平均长度、离散程度、密集程度、蓬松性等都发生了改变。因此死区长度及放大倍数都必须作相应调整。
机械牵伸倍数的调整要根据喂入棉条号数与输出棉条的号数要求，计算出重量牵伸倍数，按照设备说明书提供的牵伸表选择牵伸齿轮。在自调匀整仪关闭的情况下，离线检测输出条重量，再微调牵伸齿轮，使输出条纺出重量达到设计要求。
（2） 棉条检测最低速度和棉条控制最低速度的设定。
棉条检测最低速度，是指并条机在线质量检测系统检测输出条时所需的最低速度，当机器生产速度低于这个速度时，质量检测系统将不检测输出条的质量。它的常用选择范围为正常生产速度的75%～95%，常常偏小掌握。日常生产过程中，当并条机生产速度因某种原因需要做调整，尤其是降低生产速度时必须相应调整该设定值，否则有可能造成质量检测系统不工作。棉条控制最低速度是指自调匀整系统工作时，所需的喂入棉条最低速度。当喂入棉条速度低于此设定值时，自调匀整仪不工作。原则上以不超过正常生产时的棉条喂入速度为上限，日常生产中建议将此值设定为棉条检测最低速度除以机械牵伸倍数所得的数值。同样道理，当生产速度作调整时，必须重新设定该速度，否则可能会导致自调匀整系统不工作。
并条机在生产过程中，总会有从停车到开车和换筒后重新开车的过程，在这个过程中，并条机的输出速度和喂入速度也会有从零点逐步增加到正常速度的过程，因此每桶输出棉条中都存在一处以上的这样的棉条，在开车时是未经过自调匀整和未经过质量检测的，这段棉条的长度视生产速度和限定速度设定而不同，通常在100米到150米左右。这段棉条既无质量记录，也是影响后道质量的隐患。使用中通常用两种方法进行控制：一是定期每周一次调整并条机机械牵伸配置，使机械牵伸与实际重量牵伸倍数尽量接近，减少在开车时由于自调匀整系统未工作而产生棉条重量偏差；二是在粗纱换棉条时，每一桶桶底棉条拉去两层作回条，以减少对后道影响。
（3） 在线检测质量数据的修正和应用
SH802E和Unimax并条机在线质量检测是通过棉条压力传感器来实现的。在棉条条干CV%值的测量原理上不同于电容式条干仪，在棉条重量偏差反映上不同于天平直接称量。因此在线检测的质量数据和离线检测的质量数据是存在差异的。
SH802E、Unimax型并条机在线检测的棉条条干CV%值通常低于离线检测的条干CV%值。通过多次读取在线检测的条干CV%值与同时离线检测条干CV%值，用回归分析法总能计算出两者的关系，这样就可通过在线检测的条干CV%值间接反映棉条实际条干水平。利用在线检测的条干CV%值，横向可以反映并条机台与台之间差异，眼与眼之间差异；纵向可用于对比班与班之间差异以及随着时间变化情况、条干水平的变化趋势，找出规律、采取措施，对质量加以控制。
在线检测显示的输出棉条重量偏差A%也是通过棉条压力传感器检测，经过信号转换，由计算机处理并显示出来。由于工作环境多种因素影响，往往会导致质量检测系统工作点的偏移，使在线检测显示的棉条重量偏差和离线检测的棉条的实际重量偏差存在差异，当这种差异过大时，会造成对质量控制的失真和机器频繁报警或停车。所以在实际生产中必须定期对输出棉条重量进行修正，对监测器工作点进行调整。这种调整的目的一方面是将输出条的重量调整到标准状态，另一方面是当输出条重量与标准重量相等时，自动地将在线检测所显示的重量偏差调整为零。 | 
