一、波谱图的概念、作用与组成
1.1波谱图的概念：
波谱图是应用电容原理将纱条线密度的各种变异进行分解而得到的图形，反应了纱条上的一些周期性纱疵，在质量控制中是一种分析疵点的重要工具。
注意几个要点：
（1）它是一个图形，是一种工具（用来在质量控制中分析疵点）
（2）它通过波长来反应周期性纱疵
1.2波谱图的作用
通过波谱图，可以迅速、准确地判断纱线上的周期性疵点的性质、产生部位，以便进行分析，查出发生的原因并及时解决。
注意：
（1）波谱图只能发现周期性疵点
（2）通过波谱图可以判断疵点的性质和产生部位
波谱图的三大作用：
（1）系统监视各工序的机械状态，及时发现故障的根源，使纺纱设备处于正常运行状态。
（2）找出各道工序的最佳工艺条件，寻求最佳工艺参数的组合，降低条干不匀。
（3）利用不匀指数，了解纺纱设备的运行效能，确定设备维护要求。
1.3波谱图的组成
横坐标、纵坐标、由频道组成的波长谱曲线，见图1。
（1）横坐标：由对数刻度的纵向线条构成，代表波长，每相邻两个波长呈等比排列，比例常数为1∶1.15。
（2）纵座标：由6条横向无坐标刻度线构成，表示周期性不匀的平均振幅值。
（3）显示了每个频道上波长谱的高度。（解释频道的含义：在纱线条干仪的工作过程中，在微机处理板中有几十个带通滤波器，每一个滤波器都有自己的固定频率，也称为频道。）
图1 波谱图
二、波谱图上显示的内容
图2 机械波和牵伸波示意图
2.1理想波谱图
忽略掉纤维材料、生产条件等限制纺出的绝对无疵点纱线的条干不匀波谱图，属于理论上的最低不匀率所对应的波谱图（图中的A）。
理论上最低不匀率：指的是组成纱线的所有纤维是等长的、等直径的，在纱条中是完全平行伸直的，且在沿纱条的长度方向上呈随机分布时的理想状态下，纱条的不匀率。
2.2正常波谱图
工艺配置、设备运行状态都正常的情况下的波谱图（图中的B）。B的位置要比A高一些。
为什么呢？因为：
在纺纱过程中，纤维不可能全部被松解分离，纱条中仍有缠结纤维和棉束，同时纤维在纱条中也不完全伸直平行，这就造成纱条的不匀率增加，此时的波谱图称为纱条的正常波谱图。
2.2.1不匀指数的概念
正常波谱图与理想波谱图的高度差取决于纱条实际不匀率与理想极限不匀率的比列（即不匀指数I），通过不匀指数，可以判定某个工序运行状态的理想程度，设备、工艺、生产环境等都正常的情况下，不匀指数约为1.3左右。
2.2.2不匀指数的计算
2.3牵伸波
在工艺配置不理想的情况下，纱条上产生牵伸性的附加不匀时的波谱图（图中的C）。牵伸波表现为山丘状，占有3个以上的频道。
在纺纱过程中，由于各工序的牵伸分配不当、罗拉隔距配置不当或隔距走动，罗拉加压不良等因素，使得在牵伸区内对浮游纤维控制不良，纤维变速点分布不稳定，这样产生的不匀，称为牵伸波不匀，即牵伸波。波谱图上牵伸波一般表现为出现3个频道以上山形包，即“山头”。
2.4机械波
在设备运行状态不正常的情况下，纱条上产生机械性的附加不匀时的波谱图（图中的D）。机械波表现为烟囱状，一般为单个频道，最多占有3个频道。
例如：由于纺纱机械上与牵伸有关的旋转部件的运转状态不正常而造成的周期性不匀，称为机械波不匀，即机械波。
三、波谱分析中需要注意的几个问题
3.1波谱图的可信度问题
在纱线生产和测试过程中，受某种外界因素的干扰，在某一时段的纱线线密度测试值可能会出现波动，从而在波谱图上产生“烟囱”，因此为了保证波谱图的可信度，要求被测波长必须超过25个时，“烟囱”才被认为是可信的。
3.1.1可信度区域
在波谱图上具有可信度波长的区域和不具有可信度波长的区域用不同的颜色来显示。
如果在波谱图上的不具有可信度区域内出现了“烟囱”，可能是真正的机械波，也可能是受干扰后出现的假象。
例如，采用25m／min的速度，测试时间为1min时，可信的最长波长λmax=25／25=1m；如测试时间是5min，则可信的最长波长λmax=25× 5／25=5m。所以在测试过程中，不要通过一张波谱图就急于下结论。
3.1.2不具有可信度区域内出现“烟囱”的处理
那么，如果在波谱图上的不可信区域内出现了“烟囱”，怎么办呢？一是可以延长测试时间，以增加试样长度使这个波长进入到具有可信度区域再进行判断，二是多测试几次对该波长进行对比分析。
3.2波谱图分析的“姆指准则”
纱线上的周期性不匀，反映在波谱图上就形成了凸出的“烟囱”，它会不同程度地对织物外观造成不良影响。但有些机械波或牵伸波对布面质量的影响相对轻微，不会造成布面降等，对这类较轻微的机械波或牵伸波，如果每一个都进行追查处理，会浪费较多的人力物力，提高生产成本，因此可以放过去。
那么怎么判断哪个机械波或牵伸波可以放过，哪一个不能放过呢？我们可以遵循“拇指准则”。
3.2.1“姆指准则”的含义
大家请伸出自己的手掌，大家来看一下，大姆指有哪些特点呢？
首先，大姆指相对其它四指来说，处于主导地位，我们用手握东西，其它几根指头少一根不影响，但没有大姆指就握不住了。
其次，大拇指的长度相对整个手掌的长度，约占1/3。
“姆指准则”就是利用了大拇指的这些特点来形象地说明机械波分析要掌握的原则。
3.2.2“姆指准则”的应用
首先，分析波谱图上的“烟囱”对织物外观的影响时，首先要确认这个“烟囱”是真正的机械波还是“谐波”（关于谐波的概念后面再讲），如果是“谐波”，不论它的高度有多大，都不会对织物外观造成影响。
其次，不是关注“烟囱”的绝对高度，而是与相应的正常波谱图幅度做相对比较。 当“烟囱”凸起的波幅P大于基波B的1/2时（P≥B／2），该“烟囱”就需要引起重视，要进行分析、追查和处理。
再次，当机械波跨在两个频道上时，应把两个波幅相加(如P2所示)，再与正常波谱图高度对比，然后再考虑是否有必要进行分析解决。
图3 “姆指准则”示意图
3.3基波和谐波的判断
纱条上的周期性不匀，有时候是正弦波，那么表现在波谱图上就是单一的一根“烟囱”（单柱机械波），有时候却是非正弦波，这时候条干均匀度仪就会对这个非正弦波进行傅利叶分析，将它分解为一系列的正弦波，表现在波谱图上除了在这个周期性不匀的实际波长位置的“烟囱”外，还会在它的左侧出现多个“烟囱”。这个实际波长位置的“烟囱”就是基波，基波右侧的这些“烟囱”就是“谐波”。因此分析时要避免把谐波当成是几个疵点，同时也不能把几个实际上独立的不同的疵点错当成谐波而处理。
3.3.1谐波的特点
A、谐波的波长一定比基波短，因此在波谱图中谐波总是出现现在基波的左侧，因此在波谱图最右测的“烟囱”肯定不会是谐波。
B、基波和谐波的波长成整倍数关系，因此在一张波谱图上如果有几根“烟囱”的波长之间存在倍数关系时，可能有基波和谐波的关系，因此，要从波长最大的机械波开始分析，找出多柱波波长之间的关系，并借助于不匀曲线确定基波波长。
C、对称性周期性不匀的疵点，只出现在奇次谐波。如矩形波疵点、三角形波疵点。
D、非对称性周期性不匀的疵点，可同时出现奇次及偶次谐波，如锯齿波疵点及脉冲波疵点等。
3.3.2谐波的判断技巧
在一张波谱图上如果有多根“烟囱”，而且各根“烟囱”的波长之间看起来存在倍数关系时，可以用一个简单的办法来协助判断是不是有谐波：
首先，取一张废旧的波谱图，沿波谱图上面的对数标尺刻度将纸对折，使对数标尺刻度及数字出现在折缝边沿。
然后，将折好的废旧波谱图倒置，覆盖在待检验的波谱图上方，将对数标尺刻度及数字上的“1m”处对准待检验波谱图最右侧的“烟囱”，如果这根“烟囱”左侧有某根“烟囱”正好对准对数标尺刻度上的某一个数值，那么这个“烟囱”就有可能是“谐波”，对着的这个数值就是谐波的次数。检验时从波谱图上最右端的“烟囱”开始，检验完一根“烟囱”向左移动对数尺再判断下一根“烟囱”，直到检验完。
3.4“假波”和“隐波”的问题
3.4.1“假波”的概念、特点与辨别
“假波”就是在波谱图上存在“烟囱”，但曲线图上并没有对应波长的规律性疵点，纱条经过下工序的牵伸后，波谱图上也没有对应的机械波，对成纱质量没有实质性的影响。
有时我们在波谱图上发现机械波，但分析时无法按规律找到对应的缺陷位置，这时候，我们就要确定是否存在“假波”。
比如并条由于圈条而形成的“圈条波”，粗纱由于加捻而形成的“捻度波”等。判断“假波”的方法是倒头测试或后道工序测试，即将怀疑有“假波”的纱条测试后在进行倒头，从另一头重新测试，如果“烟囱”消失，或者到后工序进行加工后，如果对应部位无机械波，一般就可以判断为“假波”。
3.4.2“隐波”的概念、特点与辨别
“隐波”就是在本工序由于波长较短，测试时在波谱图上无法显示出来或无法明显表现，但经过下道工序牵伸后将波长放大，在波谱图上显示出来，在纱线上实际存在的波。
如前罗拉扭震、牵伸齿轮逐齿打顿等原因造成的“隐波”。
对怀疑有“隐波”的纱条，要经过下道工序牵伸后进行检查验证。
3.5波长计算的“基本相符”原则
波谱图的横坐标是按波长的对数值进行设置的，每相邻两个频道的中心值比例为2的5次方根，也就是1.15，所以在波谱图上，每个频道的覆盖范围是以中心值为基础的上下15%的范围内。
另外，在牵伸过程中存在滑溜、捻缩、意外伸长等问题，也都会造成理论计算波长与实际波长的差异。因此波谱图分析时机械波波长的计算值与实测值不要求完全对应，两者只需“基本相符”，差异在±15%的范围内，都属于待验证的怀疑对象，要逐一进行验证。
四、机械波和牵伸波的计算方法
4.1机械波的计算方法
4.1.1牵伸倍数法
λ＝πDxE
λ——产生机械波的回转部件的波长；
Dx——产生机械波的回转部件的直径；
E——输出罗拉（前罗拉）到产生机械波的回转部件的牵伸倍数。
4.1.2传动比法
λ＝πD1i
λ——产生机械波的回转部件的波长；
D1——输出罗拉（前罗拉）的直径；
i——产生机械波的回转部件到输出罗拉（前罗拉）之间的传动比。
4.1.3速度法
λ＝V/n
λ——产生机械波的回转部件的波长；
V——出条速度；
n——产生机械波的回转部件的转速。
4.2牵伸波的计算方法
牵伸波计算公式：λ＝KELW
E——输出罗拉到产生牵伸波部位的牵伸倍数；
LW——纤维的平均长度；
K——常数，细纱2.75；粗纱3.5；并条4.0；精梳条4.0；气流纺5.0。
五、皮辊常见机械波的分析
皮辊问题造成的机械波是纺纱厂最常见的机械波，因为纺纱厂使用的皮辊量多面大因而也是最难控制的机械波。同样是皮辊产生的机械波，但因为皮辊存在的问题不同，产生的机械波表现形式也就不同。
5.1纯粹性皮辊偏心
其条干不匀曲线图成规律性正弦曲线，在波谱图上只有主波，无谐波。主波波长等于皮辊的周长。如图4。
图4 纯粹性皮辊偏心波谱图
5.2纯粹性的皮辊正椭圆
其条干不匀曲线图成规律性正弦曲线，在波谱图上只有主波，无谐波。主波波长等于皮辊的周长的一半。如图5。
图5 纯粹性的皮辊正椭圆波谱图
5.3皮辊椭圆，但非正椭圆（即椭圆与偏心同时存在）
当皮辊出现椭圆时,大多数情况伴随有偏心。此时的曲线实质上包含有三个正弦曲线，即波长为皮辊周长的正弦曲线、波长为皮辊椭圆的大弦长的正弦曲线和波长为皮辊椭圆的小弦长的正弦曲线。而波长为皮辊椭圆的大弦长的正弦曲线和波长为皮辊椭圆的小弦长的正弦曲线波长差值一般较小，常在波谱图上难以分辨，表现为同一个频道上，因而会出现波长为лd和接近лd/2的两个机械波。需要说明的是лd/2不是谐波，而是一个独立的波。如图6。
图6 皮辊椭圆，但非正椭圆波谱图
5.4皮辊运转中跳动
如果皮辊因有硬块（如皮辊鼓包）、玷污等原因，在运转的过程中出现跳动的情况，则其在条干不匀曲线图上表现为对称的非正弦周期性曲线。此时的波谱仪会进行分析和分解，图上会出现基波和奇次谐波，主波波长等于皮辊的周长，但因1/5、1/7谐波波长较短，在波谱图上一般只能显示1/3谐波。由于谐波是波谱仪分析分解出来而在波谱图上体现的，所以，实际上是不存在的。这就是主波消除后谐波自然消除的原因。
5.5皮辊缺损损伤
如果皮辊的纺纱动程内有缺损、沟槽等，其条干不匀曲线图表现为非对称的非正弦周期性曲线，一般表现为锯齿形状。此时的波谱图上会出现基波和偶、奇次谐波，主波波长等于皮辊的周长。但因1/4、1/5等波谐波长较短，在波谱图上一般只能显示1/2、1/3谐波。如下图：
图7 皮辊缺损损伤波谱图
皮辊其它综合性问题：如:偏心，椭圆以及损伤等同时发生，这时分析起来较为困难，但只要用心，一个一个方面分开分析，一般也可以查找到影响因素。
作者：王曼 德州恒丰纺织有限公司
编辑：中国纱线网新媒体团队
