波谱图、频谱图

# S, g, L6 Z1 v- ^/ Z

波谱图spectrogram

波谱图又称频谱图。由波谱仪将纱条复杂的不匀，用傅里叶级数分解还原成许多谐波后，按对应的波长和振幅作出的纱条不匀振幅与波长的关系图。图中横坐标以波长λ的对数值lgλ表示，纵坐标表示各谐波的相应振幅S（lgλ）。一般认为纤维在纱条中呈泊松分布，按随机平稳过程理论推导：
6 b4 x7 X( C' J% s7 p2 O

式中L为纤维长度，n为纱条截面内平均纤维根数。理论上波谱图为光滑曲线，曲线峰值出现在纤维平均长度2.5～3倍的位置上。但波谱仪频道数有限，只能分解成为有限的谐波；且目前的纺纱工程不可能制得理想的纱条，实际波谱图是阶梯曲线，高于理论波谱曲线。当实际纱条中有因工艺因素引起的牵伸波时，波谱图上会出现连续呈小山形的凸起；存在因机械缺陷产生的机械波时，会出现周期性的烟囱凸起。在实际工作中分析纱条波谱图，主要是找出牵伸波和机械波，进一步推知造成疵病的工艺原因和缺陷机件，以便改进工艺、更换和修复机件，使纱条质量达到要求。

2 n. P: Y. |2 C" X, l9 H9 i

频谱图

spectrogram

; v/ v$ @  t9 K0 ^- N- t8 q/ j
2 @8 j5 U5 I1 r5 v
0 s7 t/ U) n1 q& w

3 {6 ]( u" m( Z9 E- Q, B8 c

       
% r1 ], I. ?3 e          
/ g. _5 f, B" A4 S

( t2 j, d7 q. a% i/ O+ q" A
: B5 Y$ |( y" M  M' X3 D

$ s: ?( L2 y0 w0 l8 W

纺纱工序的均匀度控制中更为方便有效的方法是所谓的“波谱图”，波谱图一般用电容式或光电式条干均匀度仪测试。
* l3 k  d5 k& Z" \; N' D; V; G按数学中的傅里叶积分原理，下图所示纱线的线密度曲线可以表征为很多不同波长的正弦波叠加的和，每一正弦波可视作线密度变化曲线的一个正弦分量。上述各正弦分量的波长与幅值高度的关系图就是波谱图，波谱图的横坐标是线密度变化的各个正弦分量的波长，纵坐标为其波幅值。电容式条干均匀度仪可以方便地检测出细纱、粗纱、棉条等线形纺织材料的波谱图。
4 h7 H' U3 _5 T+ n/ p8 i

　纱线的线密度曲线

1 e# _) K% M/ x1 K/ |电容式条干均匀度仪可以方便地检测出细纱、粗纱、棉条等线形纺织材料的波谱图。实际的短纤维纱的正常波谱图如下图所示，习惯上波谱图横坐标用对数坐标，其形态与纤维长度有关，不等长纤维是单峰，等长纤维是双峰或多峰，峰尖主波长与纤维长度有关。

短纤维纺成的正常纱的波谱图

2 k, I! N7 g# c8 d8 q# h. R

波谱图形态还与纺纱机件的机械状态密切相关，如下图所示，波谱图上的“烟囱”表示罗拉、齿轮等旋转件故障造成的周期性不匀（即机械波），波谱图上的“小山”表明牵伸机构故障或工艺不当造成了非周期性不匀（即牵伸波）。“烟囱”或“小山”的波长与某个机器部件或机构对应，所以，采用波谱图可以方便地寻找出产生不匀的原因并予以清除，成为纺纱品质技术管理的重要手段，有时称波谱图具有指纹性。

含有明显机械附加不匀的短纤维纱的波谱图