一种测试纱线吸湿及放湿规律的方法与流程

本发明属于纱线吸湿放湿检测技术领域，涉及一种测试纱线吸湿规律的方法，本发明还涉及一种测试纱线放湿规律的方法。

背景技术：

纱线包括原纱和浆纱，浆纱是原纱经过浆纱之后形成的纱线。纱线随着纱线号数不同、纤维材料性质的不同、配比的不同、浆料配方的不同，其吸湿放湿规律不同。浆纱的吸湿放湿规律对浆纱回潮率的控制具有重要意义。浆纱回潮率对浆纱的性能有重大影响。回潮率是浆纱的一个重要指标，回潮率和浆纱上浆率、伸长率合称浆纱的“三大率”。

目前纱线的吸湿放湿规律测试是依据gb/t9995—1997《纺织材料含水率和回潮率的测定》和gb/t6529—1986《纺织品调湿和试验用标准大气》，采用烘箱干燥法测定。这种测定方法的缺点是浆纱从烘箱取出后，测试环境的温湿度与烘箱内的温湿度很难一致，通常要建立一个恒温恒湿实验室。恒温恒湿实验室温湿度的控制需要耗费大量的能源，实验室建设要求非常高。为了研究浆纱的吸湿放湿规律，需要反复称量浆纱重量随时间的变化情况，同时记录数据，然后绘制浆纱吸湿或放湿曲线。整个过程中，测试人员劳动量非常大，特别是在需要24h测试的时候。本发明提供了一种测试纱线吸湿放湿规律的方法，该方法能准确、快速、高效、节能、方便的测试出浆纱的吸湿放湿规律。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种测试纱线吸湿规律的方法，可测试各种不同类型的纱线在不同温湿度下的吸湿放湿规律，测试方法简单、方便，不需要专门建立恒温恒湿室。

本发明所采用的技术方案是，一种测试纱线吸湿规律的方法，利用了快速测定纱线吸湿放湿规律的装置，具体按照以下步骤实施，

步骤1，连接快速测定纱线吸湿放湿规律的装置的各个部分，组成完整的测试装置；

步骤2：接通电子天平电源，按开机键进行预热半小时；

步骤3：打开计算机启动串口助手软件；

步骤4：设置软件参数波特率与电子天平一致，数据位为8位，数据读入为十进制；

步骤5：调节电子天平数据记录周期，设置数据输出的频率为1200；

步骤6：设置恒温恒湿箱温湿度到拟测定的温湿度；

步骤7：取预测试纱线将其放入烘箱烘至恒重；

步骤8：设置好恒温恒湿箱测量温湿度和测试时间，待恒温恒湿箱内温湿度达到设定值后，将电子天平调零，将烘干的预测试纱线放入恒温恒湿箱内的电子天平称量托盘上并且关闭恒温恒湿箱门；

步骤9：计算机记录纱线吸湿后纱线重量随时间的变化情况，直至设定时间结束；

步骤10：测试纱线在恒温恒湿箱内达到测试时间后，将计算机记录的数据用origin9.0软件绘制纱线吸湿回潮率随时间的变化曲线并进行曲线拟合。

本发明的特点还在于，

步骤1中的测试装置的结构为，包括试验箱1、电子天平2和与之相连接的计算机4。电子天平2设置在试验箱1中，通过数据线3与计算机4连接。试验箱1为恒温恒湿试验箱，具体的型号为ghs-d010恒温恒湿试验箱。电子天平2为fa2004b电子天平；数据线3为rs232c串口通讯线；fa2004b电子天平2和安装有超级终端程序软件的计算机4通过rs232c串口通讯线3连接实现通讯，其中电子天平2采用高性能stc-54单片微处理机进行控制，对于电子天平2与计算机之间的数据接口采用标准的9芯rs-232c接口。

步骤10具体为：

步骤10.1，按照公式2计算纱线回潮率w，

i：表示时间，取值为0、2、3...i；g0表示纱线干重；gi表示i时刻的纱线重量；

步骤10.2，将计算好的回潮率进行误差检验，如相邻两数据之间的误差小于0.1％，则认为该数据可用；

步骤10.3，将检验完后的回潮率在origin9.0中进行回潮率与时间的曲线绘制；

步骤10.4，将绘制好的初始曲线采用以上函数进行拟合；

步骤10.5，将origin软件曲线方程拟合程序中输入步骤10中的拟合函数；具体方式为：在新建函数function输入(1)中的公式，并将常量a、b、c、t1、t2、t3、y0输入并保存建立的originc函数；

步骤10.6，将10.3中绘制的曲线采用10.5中的函数进行拟合，拟合参数设置为：拟合次数为200；拟合误差小于0.01％；

步骤10.7，拟合后的曲线中看拟合系数是否在0.990-0.999之间；

步骤10.8，保存拟合后修正的每一时刻内对应的回潮率数据，并用origin绘制拟合后的回潮率与时间关系的曲线图。

步骤10中进行曲线拟合时采用的函数为：

其中自变量表示计数间隔内的对应回潮率，应变量y表示自变量对应的修正回潮率，y0，a，b，c，t1，t2，t3为常数，通过拟合结果中可得到数值。

本发明的另一目的是提供一种测试纱线放湿规律的方法。

本发明的另一技术方案是，一种测试纱线放湿规律的方法，该方法具体按以下步骤实施：

步骤1，按照快速测定纱线吸湿放湿规律的装置的结构连接整个测试装置；

步骤2，接通电子天平电源，按开机键进行预热半小时；

步骤3，打开计算机并启动串口助手软件；

步骤4，设置软件参数波特率与电子天平一致。数据位为8位，数据读入为十进制；

步骤5，调节电子天平数据记录周期，设置数据输出的频率；

步骤6，将电子天平调零并取预测试纱线放入恒温恒湿箱内电子天平托盘上，把恒温恒湿箱相对湿度至100％；

步骤7，待纱线在相对湿度100％的恒温恒湿箱内达到吸湿平衡时，调节恒温恒湿箱至放湿测试所需温湿度；

步骤8，计算机记录纱线放湿后纱线重量随时间的变化情况，记录到设定时间结束；

步骤9，纱线在恒温恒湿箱内达到测试时间后，将计算机记录的数据用origin9.0软件绘制纱线放湿回潮率随时间的变化曲线并进行曲线拟合。

本发明的特征还在于，

步骤1中的测试装置的结构为，包括试验箱1、电子天平2和与之相连接的计算机4。电子天平2设置在试验箱1中，通过数据线3与计算机4连接。试验箱1为恒温恒湿试验箱，具体的型号为ghs-d010恒温恒湿试验箱。电子天平2为fa2004b电子天平；数据线3为rs232c串口通讯线；fa2004b电子天平2和安装有超级终端程序软件的计算机4通过rs232c串口通讯线3连接实现通讯，其中电子天平2采用高性能stc-54单片微处理机进行控制，对于电子天平2与计算机之间的数据接口采用标准的9芯rs-232c接口。

步骤5中软件波特频率要依据电子天平的波特频率设置，电子天平的波特频率通常为1200。

步骤9具体为，

步骤9.1，计算纱线回潮率w，

具体的计算依据公式：

i表示时间，取值为0、2、4...i；g0表示纱线干重；gi表示i时刻的纱线重量；

步骤9.2，将计算好的回潮率进行误差检验，如相邻两数据之间的误差小于0.1％，则认为该数据可用。

步骤9.3，中将检验完后的回潮率在origin9.0中进行回潮率与时间的曲线绘制，

步骤9.4，将绘制好的初始曲线采用以上函数进行拟合。

步骤9.5，将origin软件曲线方程拟合程序中输入步骤9中的拟合函数；具体方式为具体方式为：在新建函数function输入(1)中的公式，并将常量a、b、c、t1、t2、t3、y0输入并保存建立的originc函数。保存该函数公式。

步骤9.6，将9.3中绘制的曲线采用9.5中的函数进行拟合，拟合参数设置为：拟合次数为200；拟合误差小于0.01％。

步骤9.7，拟合后的曲线中看拟合系数是否在0.990-0.999之间。

步骤9.8，保存拟合后修正的每一时刻内对应的回潮率数据，并用origin绘制拟合后的回潮率与时间关系的曲线图。

本发明的有益效果是，可以减少测试人员的劳动量，可有效、准确的测量出纱线的放湿规律，同时可以实时监测纱线因放湿重量的变化。

附图说明

图1是涤棉65/3514.6tex纱线实际的吸湿规律示意图；

图2是涤棉65/3514.6tex纱线拟合后纱线吸湿规律示意图；

图3是纯棉11.7tex的纱线吸湿规律示意图；

图4是纯棉11.7tex的纱线拟合后纱线吸湿规律示意图；

图5是纯棉5.8tex的浆纱实际的吸湿规律示意图；

图6是纯棉5.8tex的浆纱拟合后纱线吸湿规律示意图；

图7是t/c96/412.96tex的浆纱的实际的放湿规律示意图；

图8是t/c96/412.96tex的浆纱拟合的放湿规律示意图；

图9是jc9.7tex的浆纱的实际的放湿规律示意图；

图10是jc9.7tex的浆纱的拟合后的放湿规律示意图；

图11是t/c65/3511.7tex的浆纱实际的放湿规律示意图；

图12是t/c65/3511.7tex的浆纱拟合后的放湿规律示意图；

图13是t/c96/414.6ex的浆纱实际的放湿规律示意图；

图14是t/c96/414.6ex的浆纱拟合后的放湿规律示意图；

图15是本发明方法中采用的测试装置的结构示意图。

图中，1.试验箱，2.电子天平，3.数据线，4.计算机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种测试纱线吸湿规律的方法，利用了快速测定纱线吸湿放湿规律的装置，具体按照以下步骤实施，

步骤1，连接快速测定纱线吸湿放湿规律的装置的各个部分，组成完整的测试装置，如图15所示，包括试验箱1、电子天平2和与之相连接的计算机4。电子天平2设置在试验箱1中，通过数据线3与计算机4连接。试验箱1为恒温恒湿试验箱，具体的型号为ghs-d010恒温恒湿试验箱。电子天平2为fa2004b电子天平；数据线3为rs232c串口通讯线；fa2004b电子天平2和安装有超级终端程序软件的计算机4通过rs232c串口通讯线3连接实现通讯，其中电子天平2采用高性能stc-54单片微处理机进行控制，对于电子天平2与计算机之间的数据接口采用标准的9芯rs-232c接口。

步骤2，接通电子天平电源，按开机键进行预热半小时；

步骤3，打开计算机启动串口助手软件；

步骤4，设置软件参数波特率与电子天平一致，数据位为8位，数据读入为十进制；

步骤5，调节电子天平数据记录周期，设置数据输出的频率为1200；

步骤:6，设置恒温恒湿箱温湿度到拟测定的温湿度；

步骤7，取预测试纱线将其放入烘箱烘至恒重；

步骤8，设置好恒温恒湿箱测量温湿度和测试时间。待恒温恒湿箱内温湿度达到设定值后，将电子天平调零，将烘干的预测试纱线放入恒温恒湿箱内的电子天平称量托盘上并且关闭恒温恒湿箱门；

步骤9，计算机记录纱线吸湿后纱线重量随时间的变化情况，直至设定时间结束；

步骤10，测试纱线在恒温恒湿箱内达到测试时间后，将计算机记录的数据用origin9.0软件绘制纱线吸湿回潮率随时间的变化曲线并进行曲线拟合。

步骤7中可按照纱线长度来近似估计预测试纱线重量：单位为g其中ntex为纱线特数，l纱线长度，单位：mm。

步骤10中进行曲线拟合时采用的函数为：

其中自变量表示计数间隔内的对应回潮率，应变量y表示自变量对应的修正回潮率，y0，a，b，c，t1，t2，t3为常量，通过计算机中曲线拟合后的结果中可显示出常量的数值。

步骤10.1，按照公式2计算纱线回潮率w，

i：表示时间，取值为0、2、3...i；g0表示纱线干重；gi表示i时刻的纱线重量。

步骤10.2将计算好的回潮率进行误差检验，如相邻两数据之间的误差小于0.1％，则认为该数据可用。

步骤10.3中将检验完后的回潮率在origin9.0中进行回潮率与时间的曲线绘制。

步骤10.4中将绘制好的初始曲线采用以上函数进行拟合。

步骤10.5将origin软件曲线方程拟合程序中输入步骤12中的拟合函数；具体方式为：在新建函数function输入(1)中的公式，并将常量a、b、c、t1、t2、t3、y0输入并保存建立的originc函数。

步骤10.6中将10.3中绘制的曲线采用10.5中的函数进行拟合，拟合参数设置为：拟合次数为200；拟合误差小于0.01％。

步骤10.7拟合后的曲线中看拟合系数是否在0.990-0.999之间。

步骤10.8保存拟合后修正的每一时刻内对应的回潮率数据，并用origin绘制拟合后的回潮率与时间关系的曲线图。

本发明一种测试纱线放湿规律的方法，该方法具体按以下步骤进行：

步骤1，按照图1所示的快速测定纱线吸湿放湿规律的装置的结构连接整个测试装置；

步骤2，接通电子天平电源，按开机键进行预热半小时；

步骤3，打开计算机并启动串口助手软件；

步骤4，设置软件参数波特率与电子天平一致。数据位为8位，数据读入为十进制；

步骤5，调节电子天平数据记录周期，设置数据输出的频率；

步骤6，将电子天平调零并取预测试纱线放入恒温恒湿箱内电子天平托盘上，把恒温恒湿箱相对湿度至100％；

步骤7，待纱线在相对湿度100％的恒温恒湿箱内达到吸湿平衡时，调节恒温恒湿箱至放湿测试所需温湿度；

步骤8，计算机记录纱线放湿后纱线重量随时间的变化情况，记录到设定时间结束；

步骤9，纱线在恒温恒湿箱内达到测试时间后，将计算机记录的数据用origin9.0软件绘制纱线放湿回潮率随时间的变化曲线并进行曲线拟合，拟合时采用拟合函数为

其中步骤1中的恒温恒湿箱是市场上销售的具有恒温恒湿功能的恒温恒湿箱；电子天平是市场上销售的精度在0.0001g的电子天平；计算机是市场销售的计算机，包括台式机或笔记本电脑；

其中步骤5中软件波特频率要依据电子天平的波特频率设置，电子天平的波特频率通常为1200；

其中步骤6中的纱线是各种纯棉或涤棉纱线。纱线重量要依据纱线长度来估算：其中ntex为纱线特数，l纱线长度，单位：mm。

步骤9中进行曲线拟合时采用的函数为：

其中自变量表示计数间隔内的对应回潮率，应变量y表示自变量对应的修正回潮率，y0，a，b，c，t1，t2，t3为常量，通过计算机中曲线拟合后的结果中可显示出常量的数值。

步骤9.1，计算纱线回潮率w，

具体的计算依据公式：

i表示时间，取值为0、2、4...i；g0表示纱线干重；gi表示i时刻的纱线重量。

步骤9.2，将计算好的回潮率进行误差检验，如相邻两数据之间的误差小于0.1％，则认为该数据可用。

步骤9.3，将检验完后的回潮率在origin9.0中进行回潮率与时间的曲线绘制，绘制时，数据表格第一栏中输入时间，第二栏中输入对应时间的回潮率，然后点击绘图。

步骤9.4，将绘制好的初始曲线采用以上函数进行拟合。

步骤9.5，将origin软件曲线方程拟合程序中输入步骤9中的拟合函数；具体方式为具体方式为：在新建函数function输入(1)中的公式，并将常量a、b、c、t1、t2、t3、y0输入并保存建立的originc函数。保存该函数公式。

步骤9.6，将9.3中绘制的曲线采用9.5中的函数进行拟合，拟合参数设置为：拟合次数为200；拟合误差小于0.01％。

步骤9.7，拟合后的曲线中看拟合系数是否在0.990-0.999之间。

步骤9.8，保存拟合后修正的每一时刻内对应的回潮率数据，并用origin绘制拟合后的回潮率与时间关系的曲线图。

利用本发明的方法，对不同种类的纱线的吸湿规律和放湿规律进行测试并进行拟合，具体分析具体见实施例1～7。

实施例1

将涤棉65/3514.6tex纱线按照一种测试纱线吸湿规律的方法中所描述的步骤在相对湿度70％、温度22℃下进行吸湿规律的测定，测试结果如图1所示。通过上述步骤中的曲线拟合公式在origin9.0软件中拟合后结果如图2所示。

从图1中可知，涤棉纱线在此温湿度下达到吸湿平衡后其回潮率波动较小，说明涤棉纱在测试的温湿度下达到吸湿平衡后，纱线对空气中水分子的吸收已经达到一定的浓度，同时与水分子的结合能力较强，宏观表现为数据的波动性。

实施例2

将纯棉11.7tex的纱线按一种测试纱线吸湿规律方法中的步骤测试在相对湿度78％温度25℃时的吸湿规律，其结果如图3所示，经过曲线拟合后结果如图4所示。

从图3中可知，纱线在刚开始吸湿前1h时内吸湿速率较快，1h之后纱线吸湿速率变慢且逐渐达到吸湿平衡。

实施例3

将纯棉5.8tex的浆纱按一种测试纱线吸湿规律的方法步骤测试在相对湿度78％温度25℃时吸湿规律，其结果如图5所示，经过曲线拟合后结果如图6所示。

从图5中可知，纯棉浆纱在此温湿度下吸湿达到平衡时所用时间约为90min，在吸湿平衡后浆纱回潮率在小范围内波动。

实施例4

将t/c96/412.96tex的浆纱按一种测试纱线放湿规律的方法测试在相对湿度74％温度22℃时的吸湿规律，其结果如图9所示，经过曲线拟合后结果如图10所示

从图7中可知，高比例的涤棉纱吸湿速率要快且平衡回潮率较低。

实施例5

将jc9.7tex的浆纱按一种测试纱线放湿规律的方法步骤测试在相对湿度65％温度22℃时的放湿规律，其结果如图9所示，经过曲线拟合后结果如图10所示。

从jc9.7tex浆纱吸湿速率中可知，浆纱在前30min内放湿速率较快，其后变换。

实施例6

将t/c65/3511.7tex的浆纱按一种测试纱线放湿规律的方法步骤测试试浆纱在相对湿度65％温度22℃时的放湿规律，其结果如图11所示，经过曲线拟合后结果如图12所示。

从图12可知浆纱在经过拟合后，浆纱达到放湿平衡至少需要2h。

实施例7

将t/c96/414.6ex的浆纱按一种测试纱线放湿规律的方法步骤测试浆纱在相对湿度60％温度22℃时的放湿规律，其结果如图13所示，经过曲线拟合后结果如图14所示。

从图13中可知，浆纱的回潮率在小范围内波动性较大，说明浆料对浆纱的吸湿和放湿影响较大并且放湿速率较慢。

从对不同品种、号数和配比的纱线进行吸放湿规律测试中可看出本发明的测试方法测试效果好，测试方便。从测试数据的波动性来讲，纱线在恒温恒湿箱内吸湿或放湿属于动态过程，恒温恒湿箱或者恒温恒湿室因空气的流动性使得温湿度在小范围内波动，导致纱线在不同时间段内回潮率的波动，这一现象是采用传统的烘箱法无法看到的。此发明方法，能简洁、精准的测试纱线吸湿放湿规律。