电子波谱的概念（技术波谱图显示基本原理初探）

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波谱图是电容式条干仪分析疵点的一种重要工具，在分析疵点的波长时，具有直接、准确的特点，只有了解了其显示的基本原理才能更加正确、合理地使用波谱图。

一、波谱图的基本原理

1.1频道的含义

纱的检测信号经A/D转换后，送至波谱仪的微机处理板中，由各个微机处理板分别进行处理，最后将处理的结果送到积分组合中的打印处理系统，形成波谱图。在波谱仪的工作过程中，最重要的分析机构是微机处理板，在微机处理板中一般有几十个带通滤波器，每一个滤波器都有自己的固定频率，因此也称为频道。

1.2 波谱图的形态与频道的关系

波长谱在理论上是一条连续的曲线，这就要求频道与频道之间频率是连续的，但从技术上讲，要研究每一个单独的频率耗费很大，因此在实际中，根据需要仅研究少量的频率范围，因此频道与频道的频率是不连续的，呈等比排列，比例常数为1: 1.15。

每一个频道形成波谱图的一部分，因此我们看到的波谱图是阶梯状的。当某一疵点出现的频率介于两个频道覆盖范围的中间时，该疵点的波谱将在两个频道上同时显示，疵点的频率越靠近哪个频道的中心频率，在哪个频道上的振幅就越高。

1.3 频道与波长的关系

相互连接的两个频道的频率存在如下关系：

Fn— 表示第n个频道的中心频率。

Fn-1— 表示第n-1个频道的中心频率。

n — 表示频道的个数。

从上式可以看出，频道频率的覆盖范围取决于波谱仪的微机处理板中频道的个数，频道的个数越多，频率的范围越广。YG131和YG135条干仪频道与频率见表1。

当一个波的频率略大于或略小于某一频道的中心频率时，该波仍会显示在该频道上，所以频道的频率覆盖范围大于频道的中心频率范围。

在人们的习惯中，人们比较容易接受波长这一概念，因此在波谱图中将频率转化为波长，频率与波长存在着如下关系：

λ—— 波长(m)。

f —— 频率(Hz)。

V —— 纱线检测速度(m/s)。

在上式中，由于各个频道是固定装于仪器内部的，因此频率F是固定不变的，如果某一频道能够被激活，则该频道在波谱图中的波长取决于纱线检测速度v。

二、频道被激活的条件

波谱图的某一位置是否有振幅，取决于该位置所对应的频道是否被激活。频道能否被激活取决于两个条件：纱线的检测速度和被检测纱线的长度。

当纱线的检测速度较低时，频率较高的频道将被抑制，例如：YG131C型条干仪中，当试样的检测速度为25m/min时，最短的波长为0.6cm，该波长对应的频道频率为69.4Hz，而频道的最大频率为259.199Hz，通过计算看出1至10频道被抑制，而在400m/min检测速度时，1至10频道将被激活，也就是说该频道所对应的波谱中有波显示。

当被检测纱线的长度较短时，频率较低的频道将被抑制。例如;YG135G型条干仪，检测速度400 m/min，时间为1 min 的波谱图中，2.5 cm～48 m之间在波谱图中有振幅，而从 48～2935m之间在波谱图中没有振幅。通过计算，从56频道至85频道（0.1388 Hz～0.00227 Hz）之间的30个频道被抑制。通过大量的实际波谱图可看出，只有当被检测纱线的长度大于或等于8.33倍的某一波长时，该波长所对应的频道在波谱上才有振幅。从数理统计的角度讲，为了使波谱图的分析建立在可靠的基础上，一般认为试样的长度应至少包括 30个周期性波长，该波长才有足够的可信度，因此，在新一代条干机仪（如 YG135型条干机）上，波长小于纱线测量长度/30的频道，振幅是实图;波长在纱线测量长度/30至纱线测量长度/8.33之间的频道，振幅是虚图;波长在纱线测量长度/8. 33至检测速度/最小频率之间的频道，振幅是一条红线，无波谱图显示。

例如在一张的波谱图上，从 2.5 cm～13.3 m之间的波谱是实图，因此这个区间的机械波具有一定的可信度。而在13.3 m～48 m的范围内，波谱是虚图，因此这个区间内出现的机械波可信度较低，要确认这个范围内的机械波，应加大试样的检测长度。而从 48 m～2935 m 之间只有一条红线，表示只有测试长度达到相应的长度，该波段才会有振幅。

三、结 论

在仪器速度档范围以内，测试速度决定了波谱中能够显示的最大波长和最短波长，随着测试速度的降低，波谱图上能够显示出来的最短波长越来越短。但速度小到一定程度后，能够显示出来的最短波长不再变短，这是频率较高的频道被抑制的原因。随着速度的增大，波谱图上能够显示出来的最大波长也会更长。只有疵点的波长在最大波长范围内，才有可能被显示出来，否则需更换测试速度或通过曲线图来获得疵点的波长，测试速度确定以后，再确定合理的测试时间，只有足够的测试长度（时间×速度）波长才能被准确显示，疵点的波长才具有可信度。

作者：范海周 王宝芝 李玉娟 山东基德纺织科技有限责任公司

编辑：中国纱线网新媒体团队

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