環(huán)境溫度對(duì)濕度測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果影響研究

楊 秀，凌群民，孔令劍

(湖南工程學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，湘潭 411104)

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環(huán)境溫度對(duì)濕度測(cè)試儀測(cè)量結(jié)果影響研究

楊 秀，凌群民，孔令劍

(湖南工程學(xué)院 紡織服裝學(xué)院，湘潭 411104)

濕度測(cè)試在染紗過程中對(duì)紗線質(zhì)量控制起著重要作用，濕度測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果受多種因素的影響.文章通過對(duì)不同溫度下紗線濕度的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出濕度測(cè)試儀測(cè)試結(jié)果隨溫度的變化規(guī)律，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境溫度進(jìn)行確定，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中濕度測(cè)試提供了理論基礎(chǔ)和參考依據(jù).

濕度；環(huán)境溫度；變化規(guī)律

0 引言

染色是紡織產(chǎn)品染整過程中的重要環(huán)節(jié).根據(jù)產(chǎn)品風(fēng)格,生產(chǎn)成本和市場(chǎng)的需要,紡織品可以在其生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行染色.為了滿足工廠中對(duì)色織產(chǎn)品的生產(chǎn)要求,對(duì)紗線染色的生產(chǎn)工藝要求不斷提高,對(duì)色紗質(zhì)量控制越來越嚴(yán)格.紗線染色歷史悠久,隨著市場(chǎng)對(duì)紡織品各方面要求的不斷提高以及勞動(dòng)力流動(dòng)的加速,紗線染色已經(jīng)由絞紗染色普及到筒子染色.

筒子染色避免了搖紗成絞,因此它具有工藝流程短,回絲少,勞動(dòng)強(qiáng)度低,自動(dòng)化程度高,質(zhì)量好等一系列優(yōu)點(diǎn),但也有紗線濕度難以控制,紗線出現(xiàn)里、中、外色差,一次性投資大等問題.其中筒子紗濕度控制問題影響了紗線的質(zhì)量和紗線的生產(chǎn)效益.

在色紗的實(shí)際生產(chǎn)過程中，染色、脫水、干燥等過程都影響了成品色紗的濕度.成品色紗的濕度不僅要滿足客戶提出的指標(biāo)要求,而且在滿足客戶要求的前提下,要將成品色紗的濕度嚴(yán)格控制在產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效益均衡的最優(yōu)化區(qū)間.成品色紗的濕度過大,容易引起紗線發(fā)霉,膨脹,蟲害等質(zhì)量問題；成品色紗的濕度過小,在與客戶交易過程中直接使得生產(chǎn)成本提高,從而降低了工廠的生產(chǎn)效益.

工廠生產(chǎn)中筒子紗回潮率是用濕度測(cè)試儀檢測(cè)得到的.當(dāng)筒子紗線濕度高時(shí)其電阻值小,濕度低時(shí)其電阻值大[1].濕度測(cè)試儀通過測(cè)試不同濕度下的紗線電阻值而實(shí)現(xiàn)對(duì)紗線濕度的測(cè)量.筒子紗線的電阻值除與濕度有關(guān)外,還受筒子密度及溫度等影響,試驗(yàn)證明：只要筒子不是過緊或過松,在通常情況下密度影響是很小的,而溫度影響比較顯著[1].因此,研究濕度測(cè)試儀測(cè)量色紗濕度與溫度之間的關(guān)系對(duì)色紗生產(chǎn)起著十分重要的作用.

1 基本理論

1.1 濕度測(cè)試儀測(cè)試方法與基本原理

我國(guó)濕度國(guó)家基準(zhǔn)采用質(zhì)量混合比定義，由重量濕度計(jì)和動(dòng)態(tài)濕度發(fā)生器組成濕度計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器包括精密露點(diǎn)濕度計(jì),標(biāo)準(zhǔn)干濕表和各種濕度發(fā)生器(雙壓、雙溫、滲透) 組成它們可以檢定電阻、電容、毛發(fā)、干濕,露點(diǎn)和電解式濕度計(jì)等工作計(jì)量器具[2].目前濕度測(cè)試儀測(cè)試方法主要有電容法、電阻法、重量型諧振法、光學(xué)法、微波法.

1.2 濕度測(cè)試儀測(cè)試誤差來源及測(cè)試要求

(1)溫差補(bǔ)償問題造成的測(cè)試數(shù)據(jù)失真[3]

濕度測(cè)試儀的測(cè)試數(shù)據(jù)隨外界溫度,濕度的變化而變化.同一紗線,在紗線重量沒有變化的情況下,不同溫度時(shí)間點(diǎn)用該儀器測(cè)試回潮率結(jié)果各不相同,因所測(cè)試的濕度差異而造成了虛假虧重.

(2)測(cè)試部位及密度問題而造成的數(shù)據(jù)差異[3]

電阻式濕度儀是根據(jù)紗線的導(dǎo)電性間接測(cè)定紗線濕度,其紗線的密度與濕度的關(guān)系是成正比的,也就是說筒子卷繞紗線的密度越大,所測(cè)濕度會(huì)越高,反之則越低.對(duì)測(cè)試密度而引起的誤差，應(yīng)在大量試驗(yàn)后找出經(jīng)驗(yàn)系數(shù)而修正誤差,以修正誤差后的測(cè)量值作為參考標(biāo)準(zhǔn),使測(cè)試結(jié)果達(dá)到精準(zhǔn).

(3)儀器的測(cè)試范圍問題

濕度測(cè)試儀的有效測(cè)試范圍有限，測(cè)試濕度過高時(shí),濕度測(cè)試儀將無法顯示紗線濕度；測(cè)試紗線濕度較低時(shí),表盤示數(shù)小且波動(dòng)大.濕度測(cè)試儀在量程的2/5～4/5范圍內(nèi)顯示的回潮率值比較準(zhǔn)確.對(duì)儀器的測(cè)試范圍而引起的誤差,在試驗(yàn)前可以將待測(cè)試紗線做濕度前處理，將紗線濕度控制在回潮率測(cè)試儀測(cè)量的有效范圍內(nèi).

(4)人為操作不當(dāng)而引起的測(cè)試誤差

在使用濕度測(cè)試儀時(shí)，要求探棒與紗線接觸面垂直時(shí)才能保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.而在實(shí)際操作中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)下列情況：一是探棒沒有完全插到位；二是兩個(gè)探棒插入深淺不一致；三是探棒與包頭面不垂直.

上述情況都會(huì)引起濕度數(shù)值差異，這就要求操作者必須具有高度的責(zé)任感，正確操作儀器，而客觀情況是由于此項(xiàng)工作是個(gè)力氣活，操作者大多不能嚴(yán)格精準(zhǔn)做到位[3]，因此誤差在所難免.但本課題研究的是溫度與濕度測(cè)試儀測(cè)量色紗濕度,在數(shù)據(jù)處理中后的用于分析的都是濕度差值數(shù)據(jù),因此該誤差來源在作差分析中略去,而不會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果.

1.3 濕度測(cè)試儀誤差解決方法

直接測(cè)定法是目前測(cè)定紡織材料回潮率的基礎(chǔ)方法,烘箱法是此類方法中的代表.在間接測(cè)定法中電阻式測(cè)濕儀是應(yīng)用最多的儀器，它是利用纖維在不同的回潮率下具有不同的電阻值來進(jìn)行測(cè)定的,通過烘箱法和電阻測(cè)濕法對(duì)純棉筒子紗的回潮率進(jìn)行測(cè)定比較，得出用電阻測(cè)濕法測(cè)定的純棉筒子紗回潮率數(shù)據(jù)經(jīng)修正后與用烘箱法測(cè)得的回潮率數(shù)據(jù)呈顯著相關(guān),修正系數(shù)隨測(cè)試環(huán)境溫濕度等變化而在一定范圍內(nèi)變化[4],修正系數(shù)法可用于解決測(cè)試部位,儀器誤差,人員操作誤差等隨機(jī)因素對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響.

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)1：環(huán)境溫度對(duì)濕度測(cè)濕儀測(cè)量結(jié)果的影響

2.1.1 實(shí)驗(yàn)步驟

①將6卷紗線從倉(cāng)庫(kù)取出密封,分別編號(hào)1、2、3、4、5、6,靜置于工作室24h；

②將紗線快速?gòu)墓ぷ魇胰〕?迅速將紗線拿到實(shí)驗(yàn)室,用濕度測(cè)試儀分別快速測(cè)量6卷紗線的濕度,每卷紗線測(cè)3次,并紀(jì)錄測(cè)試的紗線濕度,紗線重量和測(cè)量時(shí)環(huán)境溫濕度；

③第一次測(cè)量完成后,將紗線密封放回工作室靜置24h；

④多次重復(fù)操作②、③；

⑤分析數(shù)據(jù).

2.1.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析

使用德國(guó)產(chǎn)Aqua-Boy濕度測(cè)試儀進(jìn)行紗線濕度測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)見表1.

對(duì)表1中三次實(shí)驗(yàn)中六卷紗線的濕度值、環(huán)境溫濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行作差比較，并計(jì)算其變化百分率，最終得出1℃溫度差引起的紗線測(cè)量濕度降低值，通過統(tǒng)計(jì)整理出其頻數(shù)頻率，結(jié)果見表2、表3.

表1 試驗(yàn)基本參數(shù)

分析表2和表3可知：

表2 恒溫恒濕紗線在不同溫濕度下濕度測(cè)量

表3 1℃溫度差引起的測(cè)試濕度頻數(shù)頻率統(tǒng)計(jì)

(1)濕度測(cè)試儀測(cè)量濕度隨著測(cè)量溫度的升高而升高；

(2)濕度測(cè)試儀測(cè)量溫度每升高1℃,測(cè)量出的紗線濕度升高幅度在0.08%～0.36%之間.其中83%的數(shù)據(jù)升高幅度超過0.1%,說明溫度每升高1℃,紗線濕度升高超過0.1%.在超過0.1%的數(shù)據(jù)中升高幅度在2%左右的占80%；

(3)由此可以判斷濕度測(cè)試儀測(cè)量溫度每升高1℃,測(cè)量紗線濕度升高0.2%左右.

2.2 實(shí)驗(yàn)2：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境溫度的確定

將9卷紗線從倉(cāng)庫(kù)取出密封,分別編號(hào)1、2、3、4、5、6、7、8、9靜置于工作室24h后將紗線快速?gòu)墓ぷ魇胰〕?迅速將紗線拿到實(shí)驗(yàn)室,用德國(guó)產(chǎn)Aqua-Boy濕度測(cè)試儀進(jìn)行紗線濕度測(cè)試，每卷紗線測(cè)3次,并紀(jì)錄測(cè)試的紗線濕度,紗線重量和測(cè)量時(shí)環(huán)境溫濕度.另一方面將這9卷紗線用烘箱法進(jìn)行濕度測(cè)試，并進(jìn)行記錄.測(cè)試數(shù)據(jù)見表4.

表4 紗線不同條件下濕度測(cè)試對(duì)比

從表4可以看出測(cè)試溫度在29.7℃時(shí),濕度測(cè)試儀測(cè)量值比紗線實(shí)際濕度值高出3.3%～4.1%.在CV值有效控制在2%的數(shù)據(jù)看29.7℃時(shí),濕度測(cè)試儀的測(cè)量值比紗線實(shí)際濕度值高出3.5%.

3 結(jié)論

由實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知：測(cè)試溫度在20℃時(shí),濕度測(cè)試儀測(cè)量值比紗線實(shí)際濕度值高約1.5%.根據(jù)0.2%的濕度測(cè)試變化梯度和29.7℃ 時(shí)3.5%的實(shí)際濕度和測(cè)量濕度差異,計(jì)算得出在13℃左右為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溫度.

以上結(jié)論和Aqua-Boy濕度測(cè)試儀說明手冊(cè)變化趨勢(shì)一致.但由于使用年限限制和儀器靈敏度

下降問題,變化幅度相差0.1%,在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試溫度上相差約7℃.由于實(shí)驗(yàn)中沒能用測(cè)試儀在13℃驗(yàn)證測(cè)量值與實(shí)際值差異，對(duì)此有必要組織驗(yàn)證13℃時(shí)的濕度測(cè)量值和濕度實(shí)際值是否吻合.

[1] YZ—1型紗線測(cè)濕儀[J].電測(cè)與儀表,1974(9):30-31.

[2] 白韶紅.濕度測(cè)量方法與儀器的發(fā)展[J].儀器儀表用戶,2006(4):1-3.

[3] 梁繼華,徐 琴.淺談MBS回潮率測(cè)試儀的設(shè)計(jì)誤差[J].中國(guó)纖檢,2015(11):68-69.

[4] 蔣艷鳳,楊 理.電阻測(cè)濕儀測(cè)定筒子紗回潮率的精度研究[J].浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2010(4):10-13.

Research on Effects of Environmental Temperature onmoisture Testermeasuring Results

YANG Xiu,LING Qun-min,KONG Ling-jian

(School of Textile & Fashion,Hunan Institute of Engingeering,Xiangtan 411104,China)

Humidity test plays an important role in control of the yarn quality in the process of dye,and humidity tester’s result is affected bymany factors.In this paper,it is concluded that the humidity tester’s results change with the temperature.The standard testing environment temperature is determined through the test data of the yarn analysis under different temperature humidity.It provides theoretical basis and reference for the actual production.

humidity; the environment temperature; change rule

2015-10-22作者簡(jiǎn)介：楊 秀(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織化學(xué)與染整工程.通訊作者：凌群民(1961-)，女，教授，研究方向：染整工藝技術(shù).

TS193.3

A

1671-119X(2016)02-0076-04