紡織工程畢業(yè)論文

1、紡織工程畢業(yè)論文摘要紡織印染業(yè)是我國(guó)的主要傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，也是深加工，精加工以及提高其附加值的關(guān)鍵行業(yè)，是我國(guó)出口創(chuàng)匯的重要組成部分。但是由于我國(guó)紡織品的染整生產(chǎn)工藝水平落后，雖然近年來(lái)國(guó)產(chǎn)設(shè)備也采用了一些數(shù)字化技術(shù)，但是工藝參數(shù)在線檢測(cè)，控制系統(tǒng)水平仍然不高，這就造成了我們的產(chǎn)品制造精度不高，染整設(shè)備穩(wěn)定性，可靠性差，跑，冒，滴，漏等問題難以解決，生產(chǎn)效率相對(duì)較低。只能是制造大國(guó)而非制造強(qiáng)國(guó)，特別是在生產(chǎn)中時(shí)常產(chǎn)生色度不準(zhǔn)或符樣達(dá)不到要求的情況，造成需要返貨才能出廠，不但耽誤交貨期，而且浪費(fèi)人力和物力，造成生產(chǎn)成本大幅增加。雖然國(guó)外有成熟產(chǎn)品問世，但是其昂貴的價(jià)格使很多小紡織企業(yè)望而卻步，同時(shí)，國(guó)

2、外的測(cè)量系統(tǒng)也存在也國(guó)內(nèi)企業(yè)的兼容問題，因此，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)而且適合我國(guó)國(guó)情的染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)已是迫在眉睫，所以本課題有很高的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)值。近年來(lái)，我國(guó)在這方面也取得了明顯的進(jìn)展。國(guó)產(chǎn)印染設(shè)備速度可閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)高精度同步傳動(dòng)和溫度、濕度、濃度、液位、張力、容布量、ph值等參數(shù)的在線檢測(cè)和控制，這些技術(shù)即可用于新設(shè)備配套也可用于老設(shè)備改造。它們提供的在線檢測(cè)和控制，可以提高織物平衡含水率，符合最佳給色量，符合優(yōu)質(zhì)，低成本的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在線檢測(cè)和控制工藝的結(jié)合提高印染設(shè)備自動(dòng)化水平將是未來(lái)染整設(shè)備改造的發(fā)展方向，發(fā)展染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)刻不容緩。關(guān)鍵字：紡織印染，

3、印染設(shè)備，閉環(huán)控制，在線檢測(cè)abstractthemaintextileprintinganddyeingischinastraditionalindustries,butalsoimprovetheprecisionprocessing,aswellasthekeyindustries,isaddedintheexportofimportantcomponent.butbecauseourcountrytextiledyeingproductioncraftlevelisbackward,althoughinrecentyearsthedomesticequipmentisusedindig

4、italtechnology,butsomeprocessparameters,controlsystem,on-linedetectionlevelisnothigh,itwillstillcausedourproductsmanufacturingprecision,stabilityandreliabilityoffinishingequipment,runintoproblems,leakage,difficulttosolve,theproductionefficiencyisrelativelylow.onlymanufacturingpowerratherthanmanufact

5、uringpowers,especiallyintheproductionprocesstoproduceoroperatoroftencolorsampletoreachtherequirement,cancausetoreturngoodsfactory,notonlydelaydelivery,andwasteofmanpowerandmaterialresources,productioncostgreatlyincreased.althoughforeignmatureproductappearance,buttheexpensivepricemakemanysmalltextile

6、enterprises,andatthesametime,foreignus1,400formeasuringsystemhasalsodomesticenterprisesofcompatibleproblems,therefore,developmentwithindependentintellectualpropertyrightsandsuitableforchinasnationalconditionsofdyeingequipmenton-linedetectionsystemparametersisimminent,sothistopichashighpracticalvalue

7、andmarketvalue.inrecentyears,ourcountryinthisaspectalsomadesignificantprogress.domesticprintingspeedclosed-loopcontrolequipment,realizehighprecisionsimultaneoustransmissionandtemperature,humidity,concentration,liquidlevel,tension,letthecloth,phvalueoftheparameterssuchastheon-linedetectionandcontrolc

8、anbeusedforthenewtechnology,theequipmentcanalsobeusedforreconstructionofoldequipment.theyprovideon-linedetectionandcontrol,canbalancemoisturecontent,improvingfabricwithbestquality,tocolorwithlowcost,andthestandardtherefore,theon-linedetectionandcontroltechnologytoimprovethelevelofautomationequipment

9、withdyeingandfinishingequipmentwillbethefuturedevelopmentdirectionofreformanddevelopmentofdyeingprocessequipmentparametersdetectionsystemisurgentlyneeded.keywords:textileprintinganddyeing,printingequipment,closed-loopcontrol,on-linedetection目錄第1章緒論11.1染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)的概念11.2染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)11.2.1染整設(shè)

10、備瓶頸問題亟待解決11.2.2國(guó)內(nèi)外染整設(shè)備檢測(cè)與自動(dòng)控制開發(fā)情況21.2.3縮小差距加大開發(fā)力度3第2章染整工藝流程52.1練漂52.2染色72.3印花102.4整理.11第3章染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)方法概述123.1溫度的在線檢測(cè)123.1.1多樣而廉價(jià)的熱電偶123.1.2rtd絕對(duì)是個(gè)好的替代品153.1.3使用熱敏電阻獲取極大的精度163.1.4選擇便于使用的集成硅溫度傳感器183.1.5選擇合適的溫度傳感器183.1.6染整工藝溫度的在線測(cè)控213.1.7紅外輻射測(cè)量布面及預(yù)縮承壓輥表面溫度223.1.8導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的溫控243.2織物含水率的在線檢測(cè)253.2.1直接法253

11、.2.2間接法253.3濃度的在線檢測(cè)273.3.1折射法283.3.2電導(dǎo)法303.3.3比重法323.4張力的在線檢測(cè)343.4.1變頻器的控制原理及特點(diǎn)343.4.2伺服控制原理及特點(diǎn)343.4.3磁粉離合器控制的原理及特點(diǎn)353.4.4結(jié)論363.5同步傳動(dòng)的在線檢測(cè)363.5.1同步控制方案373.5.2基于變頻調(diào)速的同步控制系統(tǒng)分析383.5.3總結(jié)39第5章結(jié)語(yǔ)41參考文獻(xiàn)48致謝5052西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論1.1染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)的概念在染整前處理、絲光、染色、蒸化、定型的過程中，某些工藝參數(shù)（如溫度，液位，絲光機(jī)和練漂聯(lián)合機(jī)的雙氧水濃度和堿濃度，

12、染色機(jī)的色差，定型機(jī)的織物表面溫度等）的在線檢測(cè)轉(zhuǎn)換和及時(shí)控制處理。研制出能夠檢測(cè)色差、堿濃度、雙氧水濃度等參數(shù)的傳感器件，改善染整質(zhì)量，降低消耗，達(dá)到較高的重演性和工藝穩(wěn)定性。1.2染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)為推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，轉(zhuǎn)變?cè)鲩L(zhǎng)方式，中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)提出，全行業(yè)重點(diǎn)突破10項(xiàng)新型成套關(guān)鍵裝備及28項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的目標(biāo)，其中染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)是作為待攻關(guān)的十項(xiàng)成套關(guān)鍵裝備之一。為何要將這項(xiàng)系統(tǒng)作為“十一五”待攻關(guān)的重點(diǎn)，目前我國(guó)在這方面的發(fā)展情況如何，與國(guó)外的差距有多大？1.2.1染整設(shè)備瓶頸問題亟待解決我國(guó)是紡織大國(guó)，但每年需進(jìn)口幾百億美元的高檔服裝面料用于出口服

13、裝的加工。這主要是因?yàn)槲覈?guó)印染工藝和裝備落后，尤其是自動(dòng)化水平低，染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)跟不上，從而導(dǎo)致產(chǎn)品整體水平低，檔次和附加值不高。為此國(guó)家明確指出，用先進(jìn)技術(shù)提升、改造紡織等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提升印染后整理技術(shù)勢(shì)在必行。在染整前處理、絲光、染色、蒸化、定型和預(yù)縮的過程中，某些工藝參數(shù)的在線檢測(cè)一直是印染及后整理的關(guān)鍵技術(shù)問題，如溫度、液位、絲光機(jī)和練漂聯(lián)合機(jī)和雙氧水濃度和堿濃度在線檢測(cè)、染色機(jī)的色差在線檢測(cè)、定型機(jī)的織物表面溫度在線檢測(cè)等，其主要要求是染整加工時(shí)，在參數(shù)快速變化過程中對(duì)參數(shù)信號(hào)的檢測(cè)、轉(zhuǎn)化能及時(shí)控制處理，并且能穩(wěn)定可靠地工作。在線檢測(cè)和自動(dòng)控制對(duì)我國(guó)印染業(yè)有極大的推動(dòng)和促進(jìn)，

14、采用溫濕度在線檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)的活性染料濕短蒸染色工藝可節(jié)約能源3040，染色固色率提高1030，染色織物的鮮艷度還很高。目前我國(guó)亟待解決的關(guān)鍵問題是要研制出能夠檢測(cè)色差、堿濃度、雙氧水濃度等參數(shù)的傳感器件，這需要物理、化工、電子等跨行業(yè)的技術(shù)合作。及時(shí)得到這些參數(shù)，可以對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，大大改善染整質(zhì)量，降低消耗，提高制成率，達(dá)到較高的重現(xiàn)性和工藝穩(wěn)定性。通過印染機(jī)械和工藝技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，廣泛應(yīng)用自動(dòng)控制和在線檢測(cè)技術(shù)，滿足快速反應(yīng)和印染企業(yè)信息化要求，進(jìn)一步提升印染產(chǎn)品的附加值。1.2.2國(guó)內(nèi)外染整設(shè)備檢測(cè)與自動(dòng)控制開發(fā)情況近年來(lái)我國(guó)染整工藝技術(shù)與設(shè)備有了新的發(fā)展，機(jī)電一體化程度

15、有了一定的提高，電子技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)模塊化、積木化，突出環(huán)境保護(hù)，電氣拖動(dòng)穩(wěn)定可靠，張力可調(diào)，使人機(jī)環(huán)境得以充分協(xié)調(diào)，開發(fā)了一批新技術(shù)和新設(shè)備。常州宏大電氣有限公司以“恒張力”為基礎(chǔ)的同步傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)取代現(xiàn)有“恒線速”同步系統(tǒng)，研制出一種基于張力監(jiān)控的同步傳動(dòng)控制系統(tǒng)，解決了恒張力同步問題。這套裝置攻克了張力和速度波動(dòng)的難點(diǎn)，解決了張力可調(diào)范圍小、品種適應(yīng)性差等問題，適應(yīng)印染工業(yè)所需的小批量、多品種、快交貨的形勢(shì)要求。另外，宏大公司的織物門幅在線監(jiān)控裝置屬國(guó)際領(lǐng)先水平的裝置，該系統(tǒng)由光學(xué)系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)光電源及線陣ccd數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)等部分組成，具有高靈敏度、高精度（達(dá)到1

16、mm以下）、高速、低噪聲、低功耗、長(zhǎng)壽命和體積小、高可靠性的特點(diǎn)，并且易于和計(jì)算機(jī)接口。堿濃度在線監(jiān)控系統(tǒng)借鑒貝寧格濃堿度在線監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)而成，采用光電技術(shù)來(lái)檢測(cè)，節(jié)約最少25的堿用量，既節(jié)約成本又保護(hù)環(huán)境。杭州開源電腦技術(shù)有限公司自主開發(fā)的自動(dòng)調(diào)漿技術(shù)和系統(tǒng)，可準(zhǔn)確控制調(diào)漿工藝參數(shù)，調(diào)色系統(tǒng)可用母色達(dá)28種以上，全電腦控制。小樣調(diào)漿量為53000克，生產(chǎn)調(diào)漿每分鐘可調(diào)漿料25公斤，顯著提高調(diào)漿速度和印染產(chǎn)品的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，減輕印染污染物的排放，國(guó)內(nèi)20多家印染廠使用，并出口到伊朗、巴基斯坦和印度尼西亞等國(guó)家。在堿濃度在線監(jiān)控方面，西安德高佳美印染有限公司開發(fā)的堿濃度計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)具

17、有良好的人機(jī)界面，整機(jī)控制采用大尺寸彩色液晶觸摸屏，顯示直觀，操作方便，狀態(tài)一目了然，通過pid調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)不過量的最佳控制，具有高精度、高穩(wěn)定性。染整機(jī)械上根據(jù)不同的工藝要求需要監(jiān)控的工藝參數(shù)很多，除了一些常規(guī)的參數(shù)如速度、溫度、長(zhǎng)度外，針對(duì)織物在加工過程中最容易出現(xiàn)的幾大質(zhì)量問題：緯斜（緯弧）、色差、起皺、縮水，國(guó)際上已研制出了許多專用的在線張力監(jiān)控裝置等。在光電自動(dòng)整緯方面，德國(guó)瑪諾（mahlo）、意大利編可（biancd）、日本賽練（sel-ren）的技術(shù)在世界上屬于先進(jìn)技術(shù)，特別是意大利編可公司的光電整緯采用了進(jìn)布和出布同時(shí)監(jiān)控，形成一個(gè)完整的閉環(huán)光電整緯控制系統(tǒng)。日本賽練的光電整緯采

18、用智能傳感，每個(gè)檢測(cè)頭都有獨(dú)立的cpu處理。在線色差監(jiān)控裝置方面，以色列evs公司的svalite在線色差分析儀采用視頻信息處理技術(shù)，多角度在線檢測(cè)織物左、中、右色度并進(jìn)行色差分析，可適應(yīng)的車速為150m/min，最大門幅達(dá)1950mm；德國(guó)mahlo（瑪諾）公司的colorscancms匹（軋）染色差控制系統(tǒng)，通過在整個(gè)布面上進(jìn)行橫向移動(dòng)的分光光度儀，無(wú)接觸地連續(xù)測(cè)量織物出軋車后整個(gè)幅面的帶液量，并進(jìn)行監(jiān)控。在染化料自動(dòng)計(jì)量方面，貝寧格的計(jì)量系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際產(chǎn)量所需用量不斷計(jì)算和制定各種化學(xué)料的流量，通過控制閥根據(jù)設(shè)定和實(shí)際值比較，按比例自動(dòng)供料。而德國(guó)流亞科技有限公司的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)是一個(gè)完整

19、的染整廠自動(dòng)化整合系統(tǒng)。1.2.3縮小差距加大開發(fā)力度目前，我國(guó)染整設(shè)備的自動(dòng)化控制水平已全面進(jìn)入一個(gè)以交流變頻調(diào)速、伺服傳動(dòng)、plc、觸摸屏人機(jī)界面為代表的數(shù)字化控制時(shí)代，該水平與國(guó)外相比已基本接近，所不足的是國(guó)外已普遍采用現(xiàn)場(chǎng)總控制系統(tǒng)，而我國(guó)才剛剛開始?，F(xiàn)在我國(guó)除了一些常規(guī)的項(xiàng)目如速度、溫度、液位等參數(shù)的測(cè)控外，專用的在線監(jiān)控項(xiàng)目國(guó)內(nèi)尚處于初步階段，比如自動(dòng)化控制和程序控制較差，在線監(jiān)控沒有真正解決；遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)我國(guó)還做不到；定量滴定，自動(dòng)加料沒有配套，這些在很大程度上限制了染整機(jī)械機(jī)電一體化水平的提高，也影響了織物的最終加工質(zhì)量。目前我國(guó)印染行業(yè)應(yīng)在以下三個(gè)方面加大開發(fā)力度，

20、具體如下：在前處理方面，開發(fā)絲光濃堿液濃度和退漿、煮練的淡堿液濃度、漂白的雙氧水濃度在線檢測(cè)與控制系統(tǒng)。保持堿液和雙氧水濃度穩(wěn)定，節(jié)約堿液和雙氧水消耗量。并減少含堿廢液和雙氧水廢液的排放量。進(jìn)一步開發(fā)退、煮、漂高效、短流程設(shè)備的在線檢測(cè)與控制系統(tǒng)。在染色方面，開發(fā)先進(jìn)的染色布色差光學(xué)和微波軋斜在線檢測(cè)系統(tǒng)，解決連續(xù)染色過程中的色差。并開發(fā)濕短蒸連續(xù)染色過程中溫度、濕度等工藝參數(shù)檢測(cè)與控制，以及染液比例泵、軋車軋液率等控制。在后整理方面，開發(fā)定型機(jī)對(duì)布面的烘房濕度，對(duì)烘房廢氣排放的溫度、濕度，對(duì)出布回潮率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制，達(dá)到熱定型印染產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)和穩(wěn)定，節(jié)約能源，減少?gòu)U氣排放?，F(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)的標(biāo)志

21、是信息化、自動(dòng)化和數(shù)字化，我們應(yīng)不斷用先進(jìn)技術(shù)武裝傳統(tǒng)印染企業(yè)，著力在印染機(jī)械有關(guān)監(jiān)控裝置和信息化、自動(dòng)化控制系統(tǒng)上下功夫，為我國(guó)紡織工業(yè)的發(fā)展多做貢獻(xiàn)。第2章染 染整工藝流程整工藝流程染整工藝流程的選擇，主要是根據(jù)織物的品種、規(guī)格、成品要求等，可分為練漂、染色、印花、整理等。2.1練漂天然纖維都含有雜質(zhì)，在紡織加工過程中又加入了各漿料、油劑和沾染的污物等，這些雜質(zhì)的存在，既妨礙染整加工的順利進(jìn)行，也影響織物的服用性能。練漂的目的是應(yīng)用化學(xué)和物理機(jī)械作用，除去織物上的雜質(zhì)，使織物潔白、柔軟，具有良好的滲透性能，以滿足服用要求，并為染色、印花、整理提供合格的半制品。純棉織物練漂加工的主要過程有：

22、原布準(zhǔn)備、燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光。2.1.1原布準(zhǔn)備原布準(zhǔn)備包括原布檢驗(yàn)、翻布（分批、分箱、打?。┖涂p頭。原布檢驗(yàn)的目的是檢查坯布質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)問題能及時(shí)加以解決。檢驗(yàn)內(nèi)容包括物理指標(biāo)和外觀疵點(diǎn)兩項(xiàng)。前者包括原布的長(zhǎng)度、幅度、重量、經(jīng)緯紗線密度和密度、強(qiáng)力等，后者如紡疵、織疵、各種班漬及破損等。通常抽查總量的10%左右。原布檢驗(yàn)后，必須將原布分批、分箱，并在布頭上打印，標(biāo)明品種、加工工藝、批號(hào)、箱號(hào)、發(fā)布日期和翻布人代號(hào)，以便于管理。為了確保連續(xù)成批的加工，必須將原布加以縫接。2.1.2燒毛燒毛的目的在于燒去布面上的絨毛，使布面光潔美觀，并防止在染色、印花時(shí)因絨毛存在而產(chǎn)生染色不勻及印花疵病

23、。織物燒毛是將織物平幅快速通過高溫火焰，或擦過赤熱的金屬表面，這時(shí)布面上存在的絨毛很快升溫，并發(fā)生燃燒，而布身比較緊密，升溫較慢，在未升到著火點(diǎn)時(shí)，即已離開了火焰或赤熱的金屬表面，從而達(dá)到燒去絨毛，又不操作織物的目的。2.1.3退漿紡織廠為了順利的織布，往往對(duì)經(jīng)紗上漿以提高強(qiáng)力和耐磨性。坯布上的漿料即影響織物的吸水性能，還影響染整產(chǎn)品的質(zhì)量，且會(huì)增加染化藥品的消耗，故在煮練前應(yīng)先去除漿料，這個(gè)過程叫退漿。棉織物上的漿料可采用堿退漿、酶退漿、酸退漿和氧化劑退漿等方法，將其從織物上退除。堿退漿使?jié){料膨化，與纖維粘著力下降，經(jīng)水洗從織物上退除。酶、酸、氧化劑使淀粉降解，在水中溶解度增大，經(jīng)水洗退除。

24、由于酸、氧化劑對(duì)棉纖損傷大，很少單獨(dú)使用，常與酶退漿、堿退漿聯(lián)合使用。2.1.4煮練棉纖維生長(zhǎng)時(shí)，有天然雜質(zhì)（果膠、蠟質(zhì)、棉籽殼、含氮物質(zhì)等）一起伴生。棉織物經(jīng)退漿后，大部分漿料及部分天然雜質(zhì)已被去除，但還有少量的漿料以及大部分天然雜質(zhì)還殘留在織物上。這些雜質(zhì)的存在，使綿織布的布面較黃，滲透性差。同時(shí)，由于有棉籽殼的存在，大大影響了棉布的外觀質(zhì)量。故需要將織物在高溫的濃堿液中進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的煮練，以去除殘留雜質(zhì)。煮練是利用燒堿和其他煮練助劑與果膠質(zhì)、蠟狀物質(zhì)、含氮物質(zhì)、棉籽殼發(fā)生化學(xué)降解反應(yīng)或乳化作用、膨化作用等，經(jīng)水洗后使雜質(zhì)從織物上退除。2.1.5漂白棉織物經(jīng)煮練后，由于纖維上還有天然色素存

25、在，其外觀不夠潔白，用以染色或印花，會(huì)影響色澤的鮮艷度。漂白的目的就在于去除色素，賦于織物必要的和穩(wěn)定的白度，而纖維本身則不受顯著的損傷。棉織物常用的漂白方法有次氯酸鈉法、雙氧水法和亞氯酸鈉法。次氯酸鈉漂白的漂液ph值為10左右，在常溫下進(jìn)行，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、成本低，但對(duì)織物強(qiáng)度損傷大，白度較低。雙氧水漂白的漂液ph值為10，在高溫下進(jìn)行漂白，漂白織物白度高而穩(wěn)定，手感好，還能去除漿料及天然雜質(zhì)。缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備要求高，成本較高。在適當(dāng)條件下，與燒堿聯(lián)合，能使退漿、煮練、漂白一次完成。亞氯酸鈉漂白的漂液ph值為44.5，在高溫下進(jìn)行，具有白度好，對(duì)纖維損傷小的優(yōu)點(diǎn)，但漂白時(shí)易產(chǎn)生有毒氣體，污染

26、環(huán)境，腐蝕設(shè)備，設(shè)備需要特殊的金屬材料制成，故在應(yīng)用上受到一定限制。次氯酸鈉和亞氯酸鈉漂白后都要進(jìn)行脫氯，以防織物在存在過程中因殘氯存在而受損。2.1.6絲光絲光是指棉織物在室溫或低溫下，在經(jīng)緯方向上都受到張力的情況下，用濃的燒堿溶液處理，以改善織物性能的加工過程。棉織物經(jīng)過絲光后，由于纖維膨化，纖維縱向天然扭轉(zhuǎn)消失，橫截面成橢圓形，對(duì)光的反向更有規(guī)律，因而增進(jìn)了光澤。纖維無(wú)形定區(qū)的增加，使染色時(shí)染料的上染率增加。取向度的提高，使織物強(qiáng)力增加，同時(shí)還有定形作用。絲光后，一定要采用沖吸去堿或蒸箱去堿，或平洗地去堿等方法充分去堿，直至織物呈中性。2.2染色2.2.1傳統(tǒng)染色方法染色是借染料與纖維發(fā)

27、生物理或化學(xué)的結(jié)合，或用化學(xué)方法在纖維上生成顏料，使整個(gè)紡織品具有一定色澤的加工過程。染色是在一定溫度、時(shí)間、ph值和所需染色助劑等條件下進(jìn)行的。染色產(chǎn)品應(yīng)色澤均勻，還需要具有良好的染色牢度?？椢锏娜旧椒ㄖ饕纸竞蛙埲?。浸染是將織物浸漬于染液中，而使染料逐漸上染織物的方法。它適用于小批量多品種染色。繩狀染色、卷染都屬于此范疇。軋染是先把織物浸漬于染液中，然后使織物通過軋輥，把染液均勻軋入織物內(nèi)部，再經(jīng)汽蒸或熱熔等處理的染色方法。它適用于大批量織物的染色。2.2.2生物酶在染整工藝的應(yīng)用隨全球?qū)Νh(huán)保的日益重視及人們對(duì)紡織品要求的提高，紡織染整工業(yè)受到很大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的染整工藝需要耗用大量的水

28、和化學(xué)物質(zhì)：如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原劑等，不僅消耗資源，損傷纖維材料，而且產(chǎn)生嚴(yán)重污染。解決這一問題的根本途徑在于尋找對(duì)纖維和環(huán)保不具有侵犯性的工業(yè)過程，即發(fā)展環(huán)境友好型染整工藝，實(shí)施綠色染整加工。生物酶是一種無(wú)毒、對(duì)環(huán)境友好的生物催化劑，其化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)。酶的生產(chǎn)和應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)外已具有80多年歷史，進(jìn)入20世紀(jì)80年代，生物工程作為一門新興高新術(shù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展，酶的制造和應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大，酶在紡織工業(yè)中的應(yīng)用也日臻成熟，由過去主要用于棉織物的退漿和蠶絲的脫膠，至現(xiàn)在在紡織染整的各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，體現(xiàn)了生物酶在染整工業(yè)中的優(yōu)越性?，F(xiàn)在酶處理工藝已被公認(rèn)為是一種符合環(huán)保要求的綠色生產(chǎn)工

29、藝，它不僅使紡織品的服用性能得到改善和提高，又因無(wú)毒無(wú)害，用量少，可生物降解廢水，無(wú)污染而有利于生態(tài)環(huán)保的保護(hù)。本文從酶的特性及作用機(jī)理，闡述了生物酶在常見纖維品種上的應(yīng)用，展望了生物酶在染整工業(yè)中的應(yīng)用前景。2.2.3絞纈浸染精致主義的寫實(shí)風(fēng)格絞纈浸染，是將預(yù)先設(shè)定的圖案形態(tài)描紅，再以傳統(tǒng)扎染技藝的縫、絞、包、夾等“絞纈”手法“扎花”，形成的物理性防染功能使服裝、面料、家紡和工藝美術(shù)品通過浸染產(chǎn)生出精致、寫實(shí)的圖形（織物被縫扎、絞、包等手法處理的部位因染料無(wú)法滲入而形成“底色”圖形的方法）。如圖示和服圖案和藝術(shù)壁掛，運(yùn)用“魚子纈”、“鹿胎絞”等精典扎染工藝將傳統(tǒng)花草、水紋等圖案表現(xiàn)得栩栩如生

30、，遠(yuǎn)看似線描寫真一般流暢、自然，近觀卻有著更為細(xì)微、精致的“手工感”和耐人尋味的高技藝含量。這種精致、寫實(shí)的“絞纈”工藝被廣泛地應(yīng)用在高檔工藝時(shí)裝、日本和服、真絲面料、高檔家紡和工藝品中，形成了“華藝扎染”產(chǎn)品“大同小異、件件不同”的個(gè)性化特色，直追中國(guó)傳統(tǒng)“工筆畫”慎密寫實(shí)之風(fēng)。近年來(lái)，江蘇華藝主動(dòng)引入綠色生態(tài)概念和染整科技最新成果，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念的支撐下，自主研發(fā)、生產(chǎn)的“藝術(shù)染整”產(chǎn)品在弘揚(yáng)東方傳統(tǒng)工藝文化精神的同時(shí)，更散發(fā)出迷人的現(xiàn)代時(shí)尚的藝術(shù)魅力。2.2.4聚集浸染抽象形式的寫意風(fēng)格由于扎染藝術(shù)獨(dú)特的工藝表現(xiàn)，工藝設(shè)計(jì)運(yùn)用不同的扎制輔助工具、扎縫方法，通過松緊、面積、部位的控制和變化

31、，可以產(chǎn)生出異彩紛呈的染色滲化效果，其圖案造型抽象寫意、靈動(dòng)多變，具有西方現(xiàn)代派藝術(shù)的形式美和中國(guó)畫的大寫意風(fēng)格?！叭A藝扎染”根據(jù)不同面料的特點(diǎn)，創(chuàng)造性地開發(fā)出各種“聚集”的物理防染工藝，輔以現(xiàn)代染整新型助劑的應(yīng)用，通過物理防染與化學(xué)防染工藝的整合，催生出各種抽象圖案創(chuàng)意和變化莫測(cè)的扎染藝術(shù)形象，其獨(dú)樹一幟的視覺審美圖案風(fēng)格成為追求時(shí)尚個(gè)性消費(fèi)的一種時(shí)髦，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外高檔服裝、面料、家紡、工藝品的后整理和藝術(shù)深加工.2.2.5吊染工藝朦朧漸變的優(yōu)美風(fēng)格吊染作為一種特殊防染技法的扎染工藝，可以使面料、服裝產(chǎn)生由淺漸深或由深至淺的柔和、漸進(jìn)、和諧的視覺效果。簡(jiǎn)潔、優(yōu)雅、淡然的審美意趣，讓人體味

32、到一縷中國(guó)傳統(tǒng)淺降山水畫的墨韻余香。近兩年來(lái)，吊染工藝隨著parada、fendi等意大利著名品牌和時(shí)裝設(shè)計(jì)大師在高級(jí)時(shí)裝中的運(yùn)用和發(fā)布，使這種朦朧漸變的特殊防染技法成為現(xiàn)代成衣和家紡設(shè)計(jì)中的一種不可或缺的“藝術(shù)染整”語(yǔ)言。2.2.6段染工藝隨意浪漫的鄉(xiāng)村風(fēng)格段染工藝是一種運(yùn)用輔助材料和“段形”扎法防染，形成單色、多色、自由組合并有著邊緣特殊肌理“殘缺美”的現(xiàn)代扎染藝術(shù)，充滿了原始、手工、隨意、浪漫的鄉(xiāng)村風(fēng)情。段染工藝圖形抽象、樸實(shí)、豐富，技法柔性多變，工藝設(shè)定也可以根據(jù)國(guó)際買手對(duì)圖形風(fēng)格的選擇，與其它工藝語(yǔ)言進(jìn)行創(chuàng)意、互補(bǔ)和整合，衍生出無(wú)數(shù)種新的方案，極具藝術(shù)表現(xiàn)力。近兩年來(lái)，段染工藝隨著p

33、arada、fendi等意大利時(shí)裝設(shè)計(jì)大師和世界著名品牌在高級(jí)時(shí)裝中的運(yùn)用，于全球范圍迅速傳播，很快便在休閑工藝時(shí)裝、面料、家紡和工藝美術(shù)品后整理中流行，引領(lǐng)著世界時(shí)尚潮流。2.2.7注染工藝活力四射的時(shí)尚風(fēng)格注染工藝是在借鑒東西方繪畫語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)代染整技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新的一種現(xiàn)代扎染語(yǔ)言，其潑彩注染如國(guó)畫藝術(shù)大師張大千、劉海粟先生之筆底波瀾，元?dú)饬芾欤鷻C(jī)勃勃，獨(dú)具藝術(shù)魅力。注染圖案形態(tài)自由、奔放，節(jié)奏感強(qiáng)，極具視覺沖擊力，能準(zhǔn)確地反映當(dāng)今主流時(shí)尚風(fēng)格。注染工藝變化多，但可控性強(qiáng)，顏色搭配、紋理組合以及部位選擇均可靈活控制，因此廣泛適用于藝術(shù)時(shí)裝、時(shí)尚面料、高檔家紡和現(xiàn)代工藝品的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)和

34、生產(chǎn)。注染工藝表現(xiàn)出的這種獨(dú)特的“藝術(shù)染整”視覺審美風(fēng)格，為傳統(tǒng)扎染工藝和現(xiàn)代染整技術(shù)無(wú)法仿制。在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家，經(jīng)注染工藝深加工的時(shí)裝和面料，都具有較高的附加值和獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。注染工藝，是一種代表著我國(guó)紡織服裝產(chǎn)業(yè)正確發(fā)展方向的工藝創(chuàng)新，有著廣闊的市場(chǎng)開發(fā)前景.2.2.8綜合工藝街頭藝術(shù)的后現(xiàn)代風(fēng)格隨著大眾傳媒、通俗藝術(shù)和街頭藝術(shù)的影響，現(xiàn)代扎染圖形創(chuàng)意接受了這種后現(xiàn)代風(fēng)格的影響，形成了“自然性”“生活化”“休閑風(fēng)”等街頭風(fēng)格的流行。在世界著名設(shè)計(jì)大師三宅一生及其品牌的影響和推動(dòng)下，這種具有“實(shí)驗(yàn)意義”的全新扎染語(yǔ)言，迅速流行于日本、美國(guó)和歐洲地區(qū)，成為21世紀(jì)現(xiàn)代休閑工藝服飾設(shè)計(jì)創(chuàng)意的

35、新亮點(diǎn)。“華藝扎染”運(yùn)用高溫高壓定型原理和物理防染工藝，創(chuàng)造性地在新型服裝面料上運(yùn)用這種“軟雕塑”藝術(shù)語(yǔ)言（堆砌、折疊、噴、刷、刮、磨、高溫、高壓、定型）作為“藝術(shù)染整”的深加工手段，并根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向研究開發(fā)出一批極具后現(xiàn)代風(fēng)格圖案的時(shí)裝、面料和工藝美術(shù)品?！叭A藝扎染”創(chuàng)造性地將平面扎染形式與面料三維記憶成型技術(shù)融合而成的三維肌理創(chuàng)造、三維與二維平面圖形交叉的混搭風(fēng)格，極具前衛(wèi)時(shí)尚的流行特征而倍受歐美主流市場(chǎng)追捧。后現(xiàn)代風(fēng)格的現(xiàn)代扎染綜合工藝與時(shí)俱進(jìn)，引起了國(guó)內(nèi)外時(shí)尚業(yè)和學(xué)術(shù)界的關(guān)注，并成為歐美新銳設(shè)計(jì)師進(jìn)行視覺創(chuàng)意的重要設(shè)計(jì)語(yǔ)言。2.3印花雖然印花產(chǎn)品均可作朦朧整理，但是要達(dá)到滿意的朦朧感，采

36、用拔染印花工藝為佳。因?yàn)樵摴に嚰饶芙鉀Q平網(wǎng)直接印地色無(wú)法開檔接版，又能解決直接印花中花葉，尤其是細(xì)莖不能與地色重疊的問題。而且還能印制極為精細(xì)的花紋和稀密均勻、深淺過渡自然柔和的花點(diǎn)。2.3.1地色染料地色染料的要求及選用拔染印花是通過還原劑的還原作用破壞地色染料中的發(fā)色團(tuán)來(lái)完成的。應(yīng)用于粘膠纖維的染地染料品種較多，如直接、活性和不溶性偶氮染料等。但必須要求其偶氮基對(duì)還原劑敏感，而且分裂后的氨基化合物對(duì)纖維的親和力小。選擇地色染料時(shí)，判斷纖維上是否還剩余裂解后的氨基方法如下：經(jīng)水洗后的拔白印花樣品，在5glnano2（亞硝酸鈉）溶液中，室溫下處理3分鐘，再加入10mll鹽酸處理5分鐘，然后在拔

37、白部位滴入10納夫妥溶液，觀察其色澤。不顯淺紅棕色，則表示拔白效果良好，否則，拔白效果欠佳。2.3.2常用土林染料及其助劑的選擇印花所用的還原染料要求其粒子細(xì)，能充分還原，反應(yīng)速率快和固著率要高。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，土林5gk黃、gok黃、r桃紅、ggn大紅、紅青蓮rh、2r青蓮、溴靛蘭2b、綠ffb、綠4g、棕rrd、大紅r、桔黃rf和黑cl等適合拔染印花。但其中粒子較粗的rrd棕、2b藍(lán)、ffb綠、rh蓮等，應(yīng)用時(shí)必須充分研磨。雕白粉是最主要的印花助劑，它在汽蒸100時(shí)還原能力最強(qiáng)。汽蒸時(shí)，放出h，它使地色染料的發(fā)色基團(tuán)被破壞，達(dá)到拔除底色的目的，同時(shí)使印染中的還原染料還原成隱色體而溶解并上染于纖

38、維。決定雕白粉用量因素有：染地色的染料拔染難易的程度，地色的深度，染料的用量，還原染料還原的難易。雕白粉用量不夠，一是雕不盡，另外產(chǎn)生深淺病疵；用量過多，將產(chǎn)生滲圈、搭色病疵。因此，正確合理的用量是拔染印花成敗的關(guān)鍵。雕白粉在常溫下比較穩(wěn)定，因而給配制色漿帶來(lái)方便。當(dāng)溫度上升至70，雕白粉隨溫度上升逐漸分解，在80左右，分解速率加快。拔染印花中的堿劑主要采用純堿。因燒堿制成的色漿穩(wěn)定性較差，雕白粉分解快，基本不采用。2.4整理粘膠織物本身的光澤不為人們所喜歡。采用白涂料消光，可達(dá)到改善光澤而呈現(xiàn)出朦朧感的目的。作為顏料使用的二氧化鈦，具有較高的不透明能力。但在具體應(yīng)用中，二氧化鈦的顆粒細(xì)度、尺

39、寸分布不同，消光作用也隨之不同。以粒度為0.20.3微米的為最好。白涂料對(duì)纖維沒有親和力，其在織物上固著必須依賴粘合劑。它對(duì)粘合劑的要求為：能形成耐水洗、摩擦無(wú)色透明的薄膜，使印染產(chǎn)品的花色得以良好的表現(xiàn)；并且手感柔軟，富有彈性，不吸附有色物質(zhì)。柔軟整理朦朧整理對(duì)織物的手感有不利影響，為此，須對(duì)織物進(jìn)行柔軟整理，以提高其實(shí)物質(zhì)量風(fēng)格。第3章染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)方法概述3.1溫度的在線檢測(cè)當(dāng)今最常用的溫度傳感器包括熱電偶、電阻式溫度探測(cè)器（resistivetemperaturedevice，rtd）、熱敏電阻以及最新的集成硅傳感器技術(shù)3.1.1多樣而廉價(jià)的熱電偶熱電偶是由兩根一端焊接在一起

40、的不同金屬導(dǎo)線構(gòu)成的，如圖3-1所示。參考點(diǎn)（也稱為冷端補(bǔ)償點(diǎn)）處的溫度用于補(bǔ)償由鐵-銅結(jié)點(diǎn)和康銅-銅結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的誤差。熱電偶兩種金屬的連接點(diǎn)被放置到需要進(jìn)行溫度測(cè)量的目標(biāo)板上。這種配置方式會(huì)在兩根導(dǎo)線的非焊接端之間產(chǎn)生與所有結(jié)點(diǎn)的溫度存在函數(shù)關(guān)系的電壓。因此，熱電偶不需要電壓或電流激勵(lì)。事實(shí)上，提供任何類型的激勵(lì)都會(huì)向系統(tǒng)中引入誤差。由于電壓是在兩種不同導(dǎo)線的開路端產(chǎn)生的，因此熱電偶與外界的接口可通過測(cè)量導(dǎo)線之間的電壓差而直接實(shí)現(xiàn)。熱電偶的非焊接端不與另一種金屬（通常是銅）相連是常見的情況。當(dāng)它們與另一種金屬連接時(shí)就構(gòu)成了另一對(duì)熱電偶，這樣會(huì)向系統(tǒng)引入嚴(yán)重的誤差。糾正這種誤差的惟一方法是檢測(cè)參

41、考結(jié)點(diǎn)盒（圖3-1）的溫度，然后使用硬件解決方案或軟件和硬件的組合解決方案減去由這些結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的誤差。單純的硬件校正技術(shù)在線性化校正方面相比軟硬件組合技術(shù)局限性較大。通常，使用rtd、熱敏電阻或集成硅傳感器來(lái)精確測(cè)量結(jié)點(diǎn)的溫度。理論上，熱電偶可由任何兩種金屬構(gòu)成，但事實(shí)上，由于某些金屬材料的組合具有理想的線性度及其與溫度成函數(shù)關(guān)系的電壓降，而成為了標(biāo)準(zhǔn)。這些常見的熱電偶類型有：e、j、t、k、n、s、b和r。熱電偶的線性度很差，需要大量的線性化算法，我們將在后面對(duì)此進(jìn)行討論。表3-1中的seebeck系數(shù)給出了特定熱電偶在特定溫度下的平均漂移。圖3-1：一個(gè)熱電偶由兩種不同的金屬構(gòu)成，比如j類熱

42、電偶就是由鐵和康銅構(gòu)成的。參考結(jié)點(diǎn)溫度補(bǔ)償（也稱為冷端溫補(bǔ)償或等溫電路）被用來(lái)糾正由鐵-銅結(jié)點(diǎn)和康銅-銅結(jié)點(diǎn)導(dǎo)致的誤差表3-1：顯示了最常見的熱電偶類型及其標(biāo)準(zhǔn)材料和性能參數(shù)這些熱電偶經(jīng)過美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)（americansocietyfortestingandmaterials，astm）的完全認(rèn)證并根據(jù)nist的專題論文175符合ist-90單元的規(guī)定熱電偶通常成本低、耐用性好，并且相對(duì)其他溫度傳感器具有更小的體積。由于彎曲、延伸或擠壓使材料承受的任何應(yīng)力都會(huì)使溫度梯度特性改變。此外，腐蝕性材料會(huì)滲入絕熱材料，從而導(dǎo)致溫度特性發(fā)生改變?？梢栽跓犭娕家€上套一個(gè)保護(hù)性套管，比如陶瓷套管，用于

43、高溫保護(hù)。金屬套管還可提供機(jī)械保護(hù)。熱電偶的電壓降發(fā)生在兩種不同金屬導(dǎo)線頭尾之間溫度梯度的各個(gè)點(diǎn)上。這并不意味著短導(dǎo)線和長(zhǎng)導(dǎo)線勢(shì)必具有不同的seebeck系數(shù)。較短導(dǎo)線的溫度梯度曲線自然很陡，但較長(zhǎng)導(dǎo)線卻在傳導(dǎo)效應(yīng)方面具有優(yōu)勢(shì)。較長(zhǎng)導(dǎo)線的溫度梯度較低，但傳導(dǎo)損耗也低。從不利因素方面分析，這些類型的溫度傳感器具有非常低的輸出信號(hào)。這就給后續(xù)的信號(hào)調(diào)理電路提出了更多的要求。除了要處理低電平輸出信號(hào)外，器件糟糕的線性度還要求大量的校正。這樣的校正通常由固件和軟件完成。在固件中，需要一個(gè)絕對(duì)溫度基準(zhǔn)，用作“冷端”參考。在軟件中使用查找表或高階多項(xiàng)式減去熱電偶的線性誤差。最后，emi信號(hào)也會(huì)很容易得偶合

44、到這一雙線系統(tǒng)中。較低線規(guī)的導(dǎo)線適用于較高的溫度，并且其使用壽命較長(zhǎng)。但是，如果靈敏度是關(guān)心的重點(diǎn)，那么較大線規(guī)的導(dǎo)線將提供較好的測(cè)量結(jié)果。歸根結(jié)底，由于具有寬溫度范圍、堅(jiān)固耐用和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，熱電偶常常是被選擇的對(duì)象。但它在要求高精度的系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)較高的精度和較好的線性度，因此在要求高精度的場(chǎng)合，其他溫度傳感器可能是較好的選擇。3.1.2 rtd絕對(duì)是個(gè)好的替代品rtd元件技術(shù)正在持續(xù)地改進(jìn)，以提高溫度測(cè)量的質(zhì)量。要設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的精密溫度測(cè)量系統(tǒng)，選擇rtd元件是關(guān)鍵。rtd（電阻式溫度探測(cè)器）是一種由諸如鉑、鎳或銅等金屬材料構(gòu)成的阻性元件。根據(jù)選定的金屬，就可以預(yù)測(cè)出其阻值隨溫度的變化

45、量。此外，其基本物理屬性使其加工裝配較為簡(jiǎn)便。這些金屬電阻的溫度系數(shù)足夠大，能夠反映出其阻值隨溫度的變化。諸如熱電偶等其他溫度檢測(cè)器件無(wú)法向設(shè)計(jì)人員提供隨溫度很好線性變化的絕對(duì)結(jié)果。rtd電阻和溫度的線性關(guān)系簡(jiǎn)化了信號(hào)調(diào)理電路的實(shí)現(xiàn)方式。表3-2給出了每種類型的rtd電阻隨溫度的變化。在表2給出的三種類型中，鉑rtd（prtd）是最精確和可靠的一種。在所有由不同材料構(gòu)建的類型中，鉑rtd最適合絕對(duì)精度和可重復(fù)性至關(guān)重要的精密應(yīng)用。鉑材料受環(huán)境污染的影響較小，而銅卻很容易被腐蝕，造成長(zhǎng)期的穩(wěn)定性問題。鎳rtd能相當(dāng)好地容忍各種環(huán)境條件，但由于其較小的溫度范圍，在使用上仍存在一些限制。prtd具有

46、幾乎完全線性的溫度響應(yīng)，很好的化學(xué)惰性，并且易于以小直徑的導(dǎo)線或薄膜形式制造。如表3-2所示，鉑的電阻率比其它任何金屬都高，從而使用這種材料制成的元件的物理尺寸更小。這一點(diǎn)使其在關(guān)心空間的應(yīng)用中占有優(yōu)勢(shì)，此外它還具有較好的溫度響應(yīng)。rtd的溫度響應(yīng)會(huì)影響測(cè)量的時(shí)間。測(cè)量時(shí)間取決于rtd的封裝材料以及rtd元件的尺寸。具有較小尺寸的元件可以采用較小的封裝。由于rtd通常較小，它們的溫度響應(yīng)時(shí)間比基于硅的溫度傳感器更短。在一個(gè)寬的電阻范圍內(nèi)，可獲得元件的絕對(duì)0c值，該值也可以由用戶指定。例如，鉑rtd（prtd）的標(biāo)準(zhǔn)電阻值為100。但是，它們也可以用作50、100、200、500、1000或20

47、00元件。如前所陳述的那樣，rtd是一個(gè)測(cè)量絕對(duì)溫度的器件，這一點(diǎn)正好和熱電偶相反，熱電偶測(cè)量的是相對(duì)溫度。因此，不需要其他的溫度傳感器來(lái)提高系統(tǒng)的精度。表3-2：rtd溫度檢測(cè)器件可由所種材料制成rtd檢測(cè)器材料溫度響應(yīng)（0c時(shí)）典型材料電阻率（0c時(shí)）鉑0.00385/c（iec751）9.81x10-6cm鎳0.00672/c5.91x10-6cm銅0.00427/c1.53x10-6cm3.1.3使用熱敏電阻獲取極大的精度如果精度是首要的條件，則可選擇熱敏電阻作為溫度傳感器。熱敏電阻分為兩種：ntc和ptc。ntc（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻由陶瓷與過渡金屬（錳、鈷、銅和鎳）氧化物組合而成。

48、采用電流激勵(lì)，ntc具有負(fù)溫度系數(shù)，并且重復(fù)性和線性度都很好。這些與溫度有關(guān)的半導(dǎo)體電阻可在；-18100c至450c的范圍內(nèi)工作。采用合適的封裝，其電阻會(huì)隨溫度變化持續(xù)改變。熱敏電阻的阻值隨溫度的變化程度要大于rtd，因此，熱敏電阻在系統(tǒng)中具有較好的靈敏度。圖3-2：ntc熱敏電阻和rtd的溫度響應(yīng)和電阻的關(guān)系典型ntc熱敏電阻和100rtd的溫度特性如圖3-2所示。在圖中，可以很明顯得看出這兩種傳感器溫度系數(shù)之間的差別。熱敏電阻具有所期望的負(fù)溫度系數(shù)，并且在可用溫度范圍內(nèi)，該傳感器的絕對(duì)阻值將變化10,000次。與此相對(duì)應(yīng)，rtd具有正溫度系數(shù)，并且在其可用溫度范圍內(nèi)，阻值僅變化四次。熱敏

49、電阻較高的靈敏度使其在測(cè)量精度方面頗具吸引力，四線rtd精度較差用得最多精度最好。100101.1.01.001.0001-50050100150200250300鉑rtd（0c時(shí)為100歐）溫度（c）阻值比（rt/r25c）ntc熱敏電阻ptc熱敏電阻具有正溫度系數(shù)，它是由鈦酸鋇制成。ptc的靈敏度比ntc熱敏電阻的靈敏度大很多，當(dāng)對(duì)特定的溫度范圍（-25至150c）感興趣時(shí)，應(yīng)使用ptc。從電阻和溫度關(guān)系曲線的低半部分可以看出熱敏電阻的阻值是相對(duì)恒定的。材料在高溫區(qū)經(jīng)過門限溫度（通常在80c至140c之間，取決于陶瓷的化學(xué)成分），在門限溫度處，電阻和溫度關(guān)系特性曲線的變化非常顯著。在該點(diǎn)，

50、溫度的增加會(huì)導(dǎo)致ptc電阻增加，從而使ptc電阻/溫度特性曲線的斜率變得非常大。ptc熱敏電阻的另一種類型是半導(dǎo)體可變電阻。這種器件由對(duì)溫度敏感的硅材料制成，并且也具有正溫度系數(shù)（-60c至150c），其電阻在整個(gè)工作范圍內(nèi)呈線性變化。圖3-3：ptc熱敏電阻和半導(dǎo)體可變電阻與溫度響應(yīng)的關(guān)系曲線3.1.4選擇便于使用的集成硅溫度傳感器集成電路溫度傳感器為解決溫度測(cè)量問題提供了另一種選擇。集成電路硅溫度傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括：便于用戶識(shí)別的輸出格式，以及便于安裝到pcb裝配環(huán)境中。由于硅溫度傳感器是一種集成電路，所以其他集成電路都可以很方便的在同一塊硅片上實(shí)現(xiàn)。這一優(yōu)點(diǎn)可允許將傳感器信號(hào)調(diào)理電路中最具

51、挑戰(zhàn)性的部分放在ic芯片內(nèi)部。因此，來(lái)自傳感器的輸出信號(hào)，比如大電壓信號(hào)、電流或數(shù)字字信號(hào)，能夠很容易地與電路中的其他元件進(jìn)行接口。事實(shí)上，許多集成硅傳感器中均包含可提供與單片機(jī)通信的數(shù)字i/o接口的各種信號(hào)處理電路。另一方面，該傳感器的精度和溫度范圍也與本應(yīng)用筆記中討論的其他各類傳感器不同。溫度傳感器ic可在標(biāo)稱的55至150c的溫度范圍內(nèi)工作。某些器件的工作范圍可能超過這個(gè)范圍，但有些器件的工作范圍可能更窄。3.1.5選擇合適的溫度傳感器熱電偶、rtd、熱敏電阻和集成硅傳感器在當(dāng)今的溫度傳感器市場(chǎng)中始終占據(jù)著主導(dǎo)地位。熱電偶最適合測(cè)量較高的溫度，而rtd最適合要求較好線性度的低溫測(cè)量。熱敏

52、電阻通常用于具有較小溫度范圍的應(yīng)用，但其精度要比熱電偶和rtd高。本應(yīng)用筆記中提及的所有四種傳感器都具備提供良好、精確和可靠性能的能力，因此最終選擇什么樣的傳感器在一定程度上并不是一件特別的事。但是一旦選定了溫度傳感器，下一步就是要設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字信號(hào)調(diào)理電路。電路的設(shè)計(jì)將決定最終所能達(dá)到的實(shí)際性能。從microchip的資料庫(kù)中還可以找到另外幾篇應(yīng)用筆記，它們對(duì)這些電路進(jìn)行了詳細(xì)闡述。每篇應(yīng)用筆記都將給出考慮到簡(jiǎn)單性、精度和成本的各種電路。表3-3常用溫度傳感器對(duì)照3.1.6染整工藝溫度的在線測(cè)控1)烘房?jī)?nèi)氣氛溫度和布身溫度為了滿足織物高效、節(jié)能的烘燥、定形布身的溫度應(yīng)比烘房?jī)?nèi)氣氛溫度更重要。

53、傳統(tǒng)的鉑熱電阻或熱電偶在烘房?jī)?nèi)采集到的是烘房?jī)?nèi)的氣氛溫度其數(shù)值有別于布身溫度。曾對(duì)一臺(tái)montexf4g6k熱定形機(jī)采用三種測(cè)試方式：1#：熱電偶絲測(cè)溫端固定在被測(cè)試織物上，上覆蓋13tex13tex滌棉細(xì)紡布。2#：熱電偶絲測(cè)溫端處布面挖孑l，使上下無(wú)布阻擋。3#：布面在經(jīng)向挑出幾根經(jīng)紗熱電偶絲測(cè)溫端埋在緯紗中。按上述三種不同測(cè)溫端安置狀態(tài)測(cè)溫，另一端接入測(cè)溫儀表在線直接記錄布面升溫曲線，結(jié)果見表3-3所示。從測(cè)試結(jié)果可知，2#測(cè)試方式由于布面挖孔，熱電偶與熱風(fēng)直接接觸，其升溫速度最快，而出烘房時(shí)溫度最低；1#熱電偶由于上下蒙布測(cè)到的溫度稍低。測(cè)試時(shí)車速為53mmin曾采用3#測(cè)試方式車速4

54、2mmin，對(duì)國(guó)產(chǎn)m751型熱定形機(jī)測(cè)定時(shí)布面最高溫度與烘房指示溫度相差2326。而某廠將m751180型熱定形機(jī)電熱風(fēng)烘房改為遠(yuǎn)紅外輻射加熱后測(cè)得表2所示的結(jié)果上述的結(jié)論是明確的熱風(fēng)烘房?jī)?nèi)的織物因車速及品種而異，布身溫度比常規(guī)空間對(duì)氣氛采樣點(diǎn)處的溫度低；遠(yuǎn)紅外輻射烘房?jī)?nèi)，南于電磁波直接輻射織物，能量轉(zhuǎn)換率高，情況與前者正好相反。這里就存在對(duì)同樣織物采用不同烘房進(jìn)行定形或染料固著時(shí)，工藝溫度指令的正確性。2)烘簡(jiǎn)熱輥的溫度測(cè)控軋光機(jī)一般采用中空電加熱方案。溫度采樣傳感器安置在電熱輥內(nèi)，開環(huán)系統(tǒng)的慣性滯后較小，能較快地測(cè)出電熱元件功率變化所引起的溫度變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)易于整定。能有效地抑制電網(wǎng)波動(dòng)所

55、引起的溫度波動(dòng)。但是，由于內(nèi)腔與輥面存在溫差，升溫達(dá)到設(shè)定溫度值后，電加熱轉(zhuǎn)換成保溫階段，這樣輥表面溫度的提升，需花費(fèi)很久的非工藝等待時(shí)間。再者，當(dāng)工藝車速一旦改變后，電熱輥內(nèi)腔溫度雖能保護(hù)不變，由于熱輥表面熱平衡的變化，致使處理織物的熱輥表面工藝段的溫度變化。旋轉(zhuǎn)的熱輥內(nèi)腔中將溫度變化成電阻信號(hào)引出，最簡(jiǎn)單的方法是采用電刷滑環(huán)結(jié)構(gòu)。但是，由于電刷與滑環(huán)的接觸電阻，因運(yùn)行時(shí)間、黏積污物的多少，隨機(jī)地從零至幾十歐，甚至幾百歐之間變化，引入極不穩(wěn)定、幅值很大的干擾。而分度號(hào)pt100鉑電阻0時(shí)10000、20時(shí)10791、180時(shí)16954，從室溫20升到180工藝溫度，鉑電阻才變化6163，干擾

56、信號(hào)將使溫控系統(tǒng)無(wú)法工作。中空電熱輥傳統(tǒng)設(shè)計(jì)成傳感器安置在熱輥表面，非接觸采樣。一種較為合理的軋輥表面溫度傳感器如圖3-4所示，圖中3-4為熱接受器(內(nèi)裝感溫元件)，2為屏蔽罩，3為外殼，4為隔熱層。該傳感器利用流體力學(xué)與傳熱學(xué)理論，以直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)電熱輥,表面熱邊界層空氣溫度為基礎(chǔ)，構(gòu)成非接觸式測(cè)溫裝置。圖3-4所示，圖中1為熱接受器(內(nèi)裝感溫元件)，2為屏蔽罩，3為外殼，4為隔熱層。該傳感器利用流體力學(xué)與傳熱學(xué)理論，以直接測(cè)量旋轉(zhuǎn)電熱輥表面熱邊界層空氣溫度為基礎(chǔ)，構(gòu)成非接觸式測(cè)溫裝置。3.1.7紅外輻射測(cè)量布面及預(yù)縮承壓輥表面溫度紅外輻射測(cè)量布面溫度是一種先進(jìn)的方法，不論烘房的熱源是熱風(fēng)還是

57、輻射能源，所采集的溫度是布身溫度。輻射能在測(cè)量的路徑上，由于氣氛的吸收、煙霧、灰塵散射等原因所引起的衰減，以及環(huán)境溫度的影響等等，將會(huì)帶來(lái)一定的溫差。為了消除此誤差，常采用比色法，也就是采用具有雙通道的測(cè)量裝置，每條光路帶有適當(dāng)?shù)臑V塵片，分別測(cè)量目標(biāo)輻射和標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射的一個(gè)單色輻射功率，用兩者之比值代替上述方法中的輻射功率，進(jìn)行溫度定標(biāo)，并進(jìn)而確定溫度。如果兩個(gè)單色波長(zhǎng)選擇適當(dāng)，在測(cè)量路徑中的干擾是完全相同的，積累誤差為“0”，兩個(gè)輻射功率之比與干擾無(wú)關(guān)，從而大大提高了測(cè)量精度。這一系統(tǒng)性能優(yōu)異，但價(jià)格太高德國(guó)馬勞(mahio)公司的omt一7型布面溫度量度及控制儀，用于測(cè)量在線織物表面溫度并利用測(cè)量溫度與給定值的差值信號(hào)，通過控制器發(fā)出信號(hào)，控制車速，達(dá)到最佳的熱定形效果。該儀表測(cè)量精度可達(dá)1。圖3-5所示是測(cè)量頭的結(jié)構(gòu)示意圖。測(cè)量頭只能安置在周圍環(huán)境溫度60以下的地方，冷卻風(fēng)扇2用來(lái)保護(hù)檢測(cè)頭1不受烘房高溫影響冷卻風(fēng)機(jī)的電源應(yīng)與主機(jī)電源相連，切忌與信號(hào)器相連，避免干擾信號(hào)。冷卻風(fēng)機(jī)亦可防止烘房?jī)?nèi)塵埃進(jìn)入檢測(cè)頭。檢測(cè)頭的工作原理如圖3-6所示。