研宄探讨试论粗纱机纺纱张力的CCD在线监控白予生（陕西省纺织工程学会）是肯定的，但由于CCD测控系统采用“悬跨位置基准”进行测试，卷绕张力的主要部分在CCD装置监控之外，测试原理存在缺陷，因而不能对卷绕张力实施正确测控。

　　国产新型粗纱机虽然己经普遍推出了粗纱悬跨段的CCD在线测控装置，但其使用效果并不理想，其表现时好时坏，稳定性差，有的甚至形同虚设。对于CCD装置的作用一直存有争议，笔者认为，要解决这个问题，必须从其根本原理上进行研究，求出粗纱悬跨位置与粗纱张力的关系，明确这种关系存在的条件才能避免设计和使用上的盲目性。

　　1粗纱悬跨段垂度与悬跨张力的关系是跨度；m是粗纱跨度中位点；m沿重力方向到AB弦的距离/定义为跨中垂度（简称垂度）。

　　1悬跨张力与垂度的关系是粗纱悬跨段位置示意图。A是前罗拉输出点，B是假捻器切入点，AB为粗纱悬跨段；/系就是检测原理函数：Tb粗纱B点“纺纱张力”笔者命名为悬22函数特点221多值性特征数C取决于5个参数：PL、R01、02.P，/n取决于所纺粗纱规格；取决于粗纱机机型；摩擦g重力加速度（9悬跨张力Tb与垂度f的关系如所示。

　　检测原理函数是CCD检测装置工作的基础和依据。

　　12函数的特性121可测算性包绕角9，02则由工艺设计决定。因此对于不同的机型和不同的工艺条件，特征数C是不同的。从（6）式可以看出，「，与/函数关系也是等轴双曲线函数，但因为有多个不同的特征数，张力T，与垂度/的关系表现在图像上是一族而不是一支等轴双曲线。对应于一个/值可能有多个T值。特征数C决定张力T与垂度/的关系符合哪一支曲线；而垂度/的数值决定这支曲线上的关系点。中只列举了（9，+9）的6个可能取值范围，就有6支曲线，一个/值有6个对应的1，值。如考虑值的变化，一个/值对应的了，值个数是无限的。因此即使检测出了垂度值，也不能确定悬跨-包绕张力的大小。

　　222小垂度条件下的检测误差大对（6）式微分可得：化，检测误差太大。

　　3张力-垂度检测存在的问题1垂度检测的是部分张力，不是卷绕张力由可知，卷绕张力T由悬跨-包绕张力L摩阻-包绕张力T2和离心张力T3组成，而垂度检测实际上只能测算出悬跨张力，而悬跨张力只是悬跨-包绕张力的“初始张力”或“松边张力”，只占卷绕张力很小的比例。因包绕角度、摩擦因数、锭速、卷绕直径等参数不同而导致的卷绕张力变化是垂度检测不能检测出的。由于卷绕张力的主要部分完全在垂度检测范围之外，因而也就不能根据垂度检测数据对卷绕张力实施正确调控。这是垂度检测的原理性缺点之一。

　　32可能产生误调传统粗纱卷绕速度方程为：V1就是垂度变动1mm所对应的悬跨-包绕则：△T丨）为Nb一筒管转速；Ns锭速；Vf一前罗拉线速度；（9）Dx一卷绕直径。

　　从传统粗纱卷绕速度方程看不出垂度检测的问题，这是因为没有考虑粗纱伸长率的原因。

　　设Vf是前罗拉线速度，也是粗纱通过A点的速度，而粗纱通过B点的速度为是AB点粗纱速度差，S是粗纱悬跨段的长度（与L对应弧长）。可以证明，S与/同步减。

　　显而易见，AB点粗纱速度差等于粗纱悬跨段长度的变化速率。即：dS Vw卷绕速度；1mm的检测精度来说，如当/= 0时，张力Ti检测误差是007我检测精度很高；而当/=1、C=10011时，检测-粗纱伸长率；T粗纱捻缩率。

　　对于管导卷绕方式有：13），式（11）可写成：误达100浼咿只能分辨出可以说4哪厉测在技术上li个进步油控制必会恶化张力控制；d3：。h这从a3w2节的分bookmark3速度差AVs与粗纱悬跨段的长度S呈微分与积分的关系，微小的速度差就会引发垂度的快速变动，在研究卷绕速度与垂度的关系时，不能不考虑伸长率的影响。

　　上加；0必有0导致垂度在原基础上减小；如AVs=0必有4=0垂度稳定不变。

　　冗Dx（15）式就是考虑了伸长率与捻缩率的粗纱卷绕速度方程，与（10）式相比多了因式（1+e）（1 -r）。可以证明，当s=t时，忽略二阶微量st就有：（1+e）（1-r）=1（15）式变成传统粗纱卷绕速度方程（10）。因此，可以认为，传统粗纱卷绕速度方程是方程（15）在粗纱伸长率与捻缩率相等条件下的一个特例，不能作为研究卷绕速度与垂度关系的依据。

　　根据（15）式可以推断，当卷绕张力因非垂度原因大引起e大或减小时，由（14）式可判定必有10或<0，这就会使垂度大或减小，结果就会引导CCD测控系统错误地向减小垂度或大垂度的方向调节，使卷绕张力偏差更大。基于同样原因，这也会造成CCD测控系统在龙筋换向时的“张力微调”作用不能完全到位。

　　以上所列举的问题都是由于测控方法是以悬跨垂度为基准而不是以卷绕张力为基准所造成的原理性缺点。此外，由于检测函数的非线性，使得小垂度条件下的检测精度低，致使测出的部分张力也会存在过大误差。

　　4讨论在包绕角0，02和摩擦因数不变时，如果可以控制垂度/不变，根据式（10）就可断定，在一定条件下，悬跨-包绕张力T，也会保持不变。而悬跨-包绕张力是卷绕张力主要组成部分，因此但由于测试原理存在缺陷，使之存在诸多问题。

　　从以上分析可知，悬跨张力取决于PL、/三个变量，垂度/是有明确定义的，而由粗纱的相对位置并不能推断出悬跨张力，更不可能判定卷绕张力的大小。因而“粗纱实体位置的高低，即粗纱张力的大小”121这种提法是不确切的。

　　级应用，其检测的是粗纱悬跨段的相对位置而不是垂度。实际操作是先通过手动和目测，把粗纱悬垂状态调整到一个适宜的程度，然后CCD传感器确认这一位置。这一设定过程的实质，就是把认为“合适”的悬跨位置默认为标准，然后在默认的条件下去控制默认的悬跨位置，但实际上并没有测出任何一部分纺纱张力的数值，只是在默认悬跨位置的时候也自动默认了当时的垂度和悬跨张力。在这种条件下，作为同时被默认的卷绕张力可能是偏大的，也可能是偏小的，但都会被CCD传感器默认为“*佳”状态而作为基准。这显然与测控卷绕张力的目标是有本质差别的。

　　如果纺纱张力指的是悬跨张力，“能实现相对的恒张力纺纱”这种说法是正确的，因为对于具体的纺纱过程来说，特征常数CB具有惟一确定的数值，正如式（2）表明的那样，在此情况下，垂度/值与悬跨张力TS值是一一对应的，因而可以断定，只要垂度不变，悬跨张力也就恒定。但是，虽悬跨张力可以保持恒定，而由于并没有测出默认垂度的数值，也没有输入特征常数Cs来进行运算，自然也不知道悬跨张力的大小，这正符合“相对”的含义。如果张力指的是影响粗纱伸长率和粗纱卷绕密度的卷绕张力，则上述说法是欠妥的。如22和31所述，按其作用原理，现今的CCD测控系统不能测控卷绕张力，在影响卷绕张力的11个参数中，有10个参数处于CCD测控范围之外，这些参数的变化会直接引起卷绕张力的变化，自然谈不到CCD测控系统针对这些变化进行调控以实现恒张力纺纱了。

　　原料和温湿度的变化会导致粗纱与锭翼相关部位摩擦因数的变化，也可能引起粗纱卷绕半径r的变化而Kr均在CCD测控范围之外，所以，CCD测控系统在原料、温湿度变化时不能发挥作用。“当车间相对湿度较高或纺纱通道摩擦因数大时，常会出现卷绕张力较大，而上部纺纱段却较松驰，此时如以CCD检测的信号来反馈析也可得出同样结论，实际情况也正如此。在原料变化、温湿度变化时，CCD测控系统必须重新设定基准。

　　5结语CCD检测装置对调控粗纱悬跨位置和悬跨张力的作用是肯定的，但由于CCD测控系统采用的是“悬跨位置基准”，不可能准确测出粗纱张力数据。

　　悬跨张力只是卷绕张力的很小一部分，由于卷绕张力的主要部分完全在CCD装置检测范围之外，因而CCD检测装置不能对卷绕张力实施正确的测控。这是CCD检测装置*根本的原理性缺点，CCD检测装置作用效果不稳定和对卷绕张力的误调都是由此造成的。

　　在实现卷绕张力的在线测控以前，轻言实现了恒张力纺纱是不合逻辑和没有根据的。

　　卷绕张力是决定粗纱伸长率和粗纱筒管卷绕密度的决定性因素，卷绕张力的在线测控是卷绕过程控制的核心。因而只有开发以卷绕张力为基准的数码测控技术才有可能实现粗纱卷绕过程的精确控制。