电子学在纺织工业中的应用

电子学的发展非常迅速，它的应用已经渗透到国防、生产、生活中的各个方面。它在纺织工业中的应用也日益广泛。纺织工业中许多新技术的出现都与电子学的应用分不开。目前有许多试验测定工作采用了各种电子仪器，代替手感目测的试验方法，使试验进行得又快，结果又准确可靠。在纺织、印染、化学纤维生产中采用各种电子装置，可以提高产品质量，减轻劳动强度，并推进生产的自动化。下面就来谈谈电子学在纺织工业中的应用情况。

棉纤维的长短参差不齐。如何从一束棉花中找出代表性的长度，是一项重要的试验工作。因为知道了棉纤维长度，才能合理使用棉花，提高纱的强力和布的质量。测定棉纤维长度的电子仪器叫做纤维照影机（图1）。它是用光电原理，把一束梳理整齐后的棉纤维样品放在光源与光电管之间。这样，一部分光线被纤维吸收，另一部分光线就透过纤维投射到光电管的阴极上。纤维根数愈多，透过的光通量就愈小，光电流也愈小；纤维根数少，光电流就大，所以光电流大小就代表一定纤维根数。光电流大小由电子管电桥电路测定，以检流计作零位指示。如果操作时沿着纤维长度移动样品，同时又使检流计指零，就可以测出不同长度上的纤维根数。记录笔绘出纤维长度与根数的关系曲线。由它的几何特性很快就可以求出一束棉纤维的平均长度和整齐度，每次试验只需十多分钟。

棉纤维含水太多或太少都不利于纺纱和织造工艺的进行，影响产品质量。所以原棉和许多道工序上的半制品都要进行含水检验，作为车间温湿度调节的依据。如果采用烘箱法测湿度（先称出含水棉花重量，烘干后再称棉花重量求出含水率），做一次试验要几个小时，而用电测法只要几分钟。随着科学技术的发展，电测方法也愈来愈多。常见的有电阻法。因为纤维含水多，电阻就小，含水少电阻就大，利用电子仪器测出样品电阻就可以断定含水的多少。也有用电容测定法的。因为水的介电常数比棉纤维大10倍以上，所以棉花含水愈多，介电常数就愈大。如果把棉花样品放在测量电容器的两块极板间，用电子仪器测出电容器的电容量，就可以得知含水多少。这种仪器的含水刻度很均匀。近年来国外还有用微波技术、核磁共振原理来测定纤维湿度的。

如何测定和评价纱线均匀度好坏，一直是纺织技术人员十分关心的问题，因为均匀度好坏是衡量纱线品质的重要指标，同时也是纺纱技术好坏的集中表现。现在有许多类型的电子均匀度试验仪为纺织技术服务，如光电式、水银电阻式、电容式等等。电容式仪器各国采用的电子电路也不相同，比较普遍的是电容式差频电路（仪器外形见封面），其原理简图如图2所示。纱线在仪器上的测量槽中通过，它的直径粗细变化引起测量电容器1的电容量改变，因而高频振荡器2的频率也发生变化。高频振荡器3的频率则固定不变（频率为25兆赫）。由混频器4混频后的信号频率则为两振荡器频率之差。鉴频器5把调频信号变为调幅信号，经差频放大器6、检波器7、滤波器8和功率放大器9后，由毫安表10指示，并带动记录仪11的记录笔描绘出纱线直径粗细波动的情况。如果把积分仪直接与试验仪联接，就可以从积分仪上读出不匀率的大小。如果配备有波长分析仪，从波的频谱分析中，可以告诉你，纱线粗细不匀是在那一道工序上产生的。这种电子仪器是测定纱线均匀度品质的重要试验工具。近年来还利用棉条对β射线的吸收原理，制成同位素均匀度试验仪。

现在有不少科学工作者在研究纤维各种物理性能的电测方法，如纤维细度的测定，棉纤维成熟度的测定，羊毛长度的测定，纤维摩擦系数的测定等等。许多电子学工作者在设计各种电子仪器，用来检验纱线的疵点，测定纱线摩擦力，计数纱线中纤维的根数等等。

纺纱过程中纱线张力太大就会断头，太小又会降低纱线的质量。织布过程中的经纱张力大小不均匀，会影响布纹结构，造成次品。检查纱线张力大小，要有准确的测量工具。但机械式张力仪因为机械本身有惰性，不能反映纱线张力的快速变化，测量误差很大。而用电子高速张力仪能够测出纺纱锭子每回转间（锭子转速12000转／分以上）细纱张力的瞬时变化，同时误差较小。

纺织机械上各种转动零件（如细纱锭子）的转速，用电子闪光测速仪来测定（图3）比用机械式转速表准确得多。因为测量时仪器不与转动零件接触，不会改变零件的运动状态。仪器的闪光频率是由多谐振荡器控制闪频闸流管产生的，调节闪光频率与转动零件转速相同，这时我们所看到的转动零件就好像静止不动。由仪器上闪光频率的读数，就知道转动零件的转速。

纺织机械参数测定工作还有许多电子仪器，如电阻应变仪是纺织机械动力和静力分析一种得心应手的测量工具。电子锭子测振仪可测锭子振动的振幅、频率和振动轨迹等等。

印染试验工作中也采用了各式各样的电子仪器，如用织物白度仪检查漂白的质量，利用电子染色仪进行布的染色试验工作。其它试验分析工作中还要用到电导率仪、光电比色计、光电分光光度计，极谱仪等等。

化学纤维试验用的电子仪器也很多，如产品的试验中用的电子均匀度仪，湿度仪等等。又如用电子粘度计可以测定粘胶（人造丝的半制品）的粘度，电子长丝计数器可以很快数出每条人造丝中的纤维根数等等。这些仪器都是化学纤维试验工作中重要的工具。

由于纺纱工艺上的原因，经纱上总难免会有粗节。这种粗节往往会在织布时造成经纱断头，织出的布外观也不好。在络纱机（在这机器上把纱管上的纱重新卷绕在筒子上，是织布前第一道准备工作）装上一套电子粗节捕除器，使在织布之前先把这些粗节除掉，不但可以提高布的质量，同时由于车速可以提高，产量也增加了。仪器的原理基本上有两种：光电式和电容式。当经纱上有粗节时，引起光通量或电容量的突然变化，由仪器检测和放大后，控制电磁铁用刀片把粗节割断。

在织布前经纱要在浆纱机上上浆，上浆后经纱湿度不能过干也不能太湿。干了织布时要断头，湿了布储藏时要发霉。现在国际上有各种各样自动控制湿度的仪器，但湿度检测方法基本上不外乎是电阻法和电容法两种（其原理与棉花含水率测定相同）。当经纱太干或太湿时，仪器检测后的信号经放大后控制机器的速度，改变经纱在烘房内烘燥的时间。这种仪器可以控制湿度变化在1％范围内，最近国外采用微波技术的仪器可达0.5%。用半导体混敏元件来检测湿度据说也研究成功。在浆纱机上还可综合采用许多自动控制装置，来提高工艺效果，减轻工人劳动强度。如浆液温度半导体控制器，浆槽液位的电子控制器等等。

纺纱工艺中控制各道工序上半制品（如棉卷，棉条、毛条等）的均匀度是非常重要的技术工作。现在国际上有不少电子学工作者在研究各种电子装置代替机械式装置，以提高控制质量。如果研究成功显然会使生产起重大的变革。用光电管控制棉箱中棉花高度，光电管毛条、棉条、粗纱断头自停装置，车间照明控制装置，这些都是比较常用的。

电子管控制的针织机，全部工序用程序自动控制，能够织出一件完整衣服所需要的袖口，领圈，前后身等各种衣片。从纱线做成服装的衣片，每件平均只需6.5分钟。

用光电雕刻机雕刻印花滚筒，使雕刻花筒这种复杂而精细的工作实现了自动化，缩短了生产周期，从而可以为广大人民生产出更加鲜艳美丽的各种花布。这种雕刻机是照图案上的花纹，自动地在花筒上雕刻出与原始花样逼真的刻纹，它的原理同无线电传真的原理相似。

印染厂漂炼（即漂白前后的一些工序）工艺中，布要浸渍在许多溶液中（如酸、碱、漂白液等）。这些溶液浓度控制的好坏对工艺效果、产品质量影响很大。手工控制往往不能达到要求，这就需要各种电子浓度控制器。低浓度的酸碱溶液一般采用电导测定法，因为酸碱溶液都是电解质溶液，浓度高时，两测量电极间的电阻就小，浓度低电阻就大。电阻大小由电桥测定，信号经电子管放大后控制操作机构：浓度低时加大流到浸渍槽中的补充液流量，浓度高时减小流量，以保持槽中溶液浓度恒定。如图4所示。

印花时布在运动着，你很难看清楚各色花纹是否对准。电子闪光定像仪就是解决这一难题的。用日光灯发出的闪光来观察布的花纹。光的脉冲与印花机同步，所以能清楚看出布上的花纹，就好像静止不动一样地清晰。如果在这台机器上再装一套电子自动对花装置，那么印花质量就可以得到可靠的保证。

在出厂之前，有的布还需要拉幅（即拉宽），这时纬纱往往要出现各种歪斜和弯曲，影响布的质量。布纹又密又细，怎么能及时发现并把它校正过来呢？这里只有依靠电子技术才能解决。采用光电校纬装置能够及时发现纬纱的歪斜和弯曲，并且自动地把它纠正过来。实在有困难的时候，如发规纬纱S形弯曲时，它会叫喇叭发响，把机器停下来，请你来帮忙！

化学纤维生产中电子学的应用也很广泛，这里只举几个例子来谈谈。人造丝生产中为制成纺丝溶液，需要将磁纤维素与二硫化碳作用，变成一种可溶性化合物，这个化学过程叫做黄化过程。这个过程要求温度按一定程序变化，操作工人每天要做这样的调节温度工作，调节不好还要影响生产。采用电子温度程序控制器，问题就解决了。粘胶桶中胶液漏空了会使许多台纺丝机断头，造成严重的生产事故。但是只要在粘胶桶上装上电子液位计，液位高低转换为电容量变化，仪器根据电容量大小，及时发出信号，就能告诉你粘胶快放完了。合成纤维生产中的电子液位计、温度自动控制器等也是保证正常生产的重要仪器。

弹性尼隆机是尼隆丝的加工机器。加工过程中如果加热器中温度偏差超出工艺许可值，就会影响弹性尼隆丝（用于编织袜子）的性能。机器有一百多个加热器，每个加热器中的温度都必需按照工艺要求保持不变，这就需要一百多点的电子温度指示器。由仪器中的扫描器依次把一百多个加热器中的温度信号与恒温箱中标准温度信号作比较，温度偏差信号经电子管放大器放大后由毫安表指示。温度偏差大于工艺许可值时就会使扫描器停止工作，指出是那一号加热器的偏差。你把它调好后，扫描器才重新继续工作。恒温箱中标准温度的高低，可以按工艺的需要进行调整，用电子管进行恒温控制。

上面所举例子还远远不能全部包括目前电子学在纺织工业中所取得的重大成就。同时，科学技术的迅速发展，已为电子学在纺织工业中的应用开辟出无限广阔的前景。目前在纺织、印染、化学纤维生产中和各项试验工作中有大量的研究课题，需要电子学工作者和广大无线电爱好者深入生产实际，刻苦钻研，使无线电电子学这支瑰丽的花朵，也在纺织工业的园地里，结出丰硕的果实！(陈金镜)