Uster测定亚麻纱线质量的研究

摘要

亚麻纤维是世界上最古老的纺织纤维，亚麻纤维制成的织物的用途很广泛。目前，亚麻纱线的品质评定还没有国家标准。在行业标准中，亚麻纱线的条干均匀度仍然以传统黑板检验法为主要检测手段。黑板检验法有很多不可避免的人为因素，评定时主观因素大，而Uster测试在棉纱上的应用已经相当成熟，并列入了国家标准，这为Uster测定亚麻纱线的条干均匀度奠定了很好的基础。本文主要对亚麻纱线进行Uster检测的各项指标进行研究分析，并和黑板测试的结果对比，运用相关分析、主成分分析、聚类分析等数学方法进行数据分析，探索和研究运用Uster来检测和控制亚麻纱线的质量的方法，供生产实际参考。
　　 研究发现Uster检测的匀度(CV值)指标、细节指标、粗节指标和黑板检验结果具有良好合理的相关关系。Uster检测的CV值和黑板分数具有二次相关关系，并随着测定片段的增大，其匀度值和黑板检测结果的相关性逐渐减弱，CVm和黑板分数具有最好的相关关系。这也表明黑板检验结果表征的主要为短片段匀度特性。Uster的匀度值(CVm)和黑板检验的良好相关关系，表明CVm可以作为亚麻纱线的匀度控制指标，尤其适合对黑板分数在70分以下的低质量亚麻纱线的质量控制。
　　 主成分分析法可以很好地将Uster测试和黑板测试结果相联系。Uster测定指标包含了匀度因子和棉结因子两个主因子。计算分析表明，亚麻纱线的Uster指标的主成分得分排序和黑板分数排序具有优良的一致性，而且主成分综合得分和黑板检验分数具有满意的线性相关关系，因而是比CVm更佳的亚麻纱线质量控制指标，具有很好的潜在应用价值。本文的研究表明，主成分综合得分可能和纱线的质量和工艺有关，因为本文的数据表明亚麻纱线的长短将会影响主成分综合得分的排序及和黑板分数的相关性。因而主成分综合得分应用的关键是构建稳定、具有代表性的标准数据库，这样在实际应用中，将亚麻纱线的Uster检测指标和数据库进行比对，通过主成分综合得分排序进行纱线质量的定性分析，或通过构建的内标线性方程进行亚麻纱线质量的定量计算，达到亚麻纱线质量的控制和品质检测的目的。
　　 模糊聚类方法可以对亚麻纱线的Uster测定结果进行良好的分类，其中组间平均连接距离法和欧氏距离平方组合的聚类特性具有最好的分类效果。但这种分类效果也会受到原料来源、生产设备和工艺(厂家)、纱线的规格甚至是原料产地的影响，因而构建标准可靠的Uster数据库也是该分析方法的关键。从实际的操作来看，数据库的建立可以逐步完备，在数据库建立以前，可以通过离群分析，来定性地判断纱线的质量。
　　 从本文的研究结果看，Uster检测的CVm、主成分分析和模糊聚类都可以在亚麻纱线品质测定和控制中得到应用，但各有利弊。CVm只能用于黑板分数在70分以下低品质纱线的质量控制，对高品质纱线CVm不敏感；主成分分析可以对纱线质量进行定性排序也可以进行定量的分数计算，但必须构建完备稳定、可靠的数据库；模糊聚类可以在数据库构建完备以前，通过离群分析等进行亚麻纱线质量的定性分析。本文的研究表明，用Uster进行亚麻纱线的质量控制与检测是完全可能的。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 亚麻纤维

1.2 课题研究的提出及意义

1.2.1 纱线不匀的研究

1.2.2 目前纱线匀度的测试方法

1.2.3 乌斯特(Uster)条干均匀度仪

1.2.4 本课题研究目的

1.3 相关研究现状

1.4 主要研究工作

第二章 纱线条干均匀度检验方法

2.1 黑板检验法

2.1.1 亚麻黑板检验法

2.1.2 黑板检验法的物理本质

2.2 Uster条干均匀度仪检验法

2.2.1 Uster检测的原理

2.2.2 Uster测试报表中几个主要指标

2.3 黑板检验法与Uster检验纱线条干不匀的特性比较

2.3.1 纱线的体积不匀与质量不匀

2.3.2 指标的主观与客观的关系

2.3.3 指标的定性与定量的关系

2.3.4 长片段不匀与短片段不匀

2.3.5 亚麻纱线Uster检验面临的问题

第三章 Uster测试测试指标与黑板检验的相关性分析

3.1 取样方法

3.2 条干不匀的检测条件

3.2.1 测试仪器和测试条件

3.2.2 试验结果

3.3 相关性分析

3.3.1 Uster测试和黑板检测结果的相关性

3.3.2 Uster检测匀度和黑板检测结果的相关关系

3.3.3 Uster检测细节、粗节、棉结指标和黑板检验结果的相关关系

3.4 小结

第四章 相关性的误差估计

4.1 数据预处理

4.1.1 原始测试数据

4.1.2 数据预处理

4.2 回归分析

4.2.1 经验回归方程

4.2.2 回归的显著性检验

4.2.3 预测范围

4.3 综合讨论及验证

4.4 小结

第五章 主成分分析

5.1 主成分分析的理论与方法

5.1.1 数学模型

5.1.2 主成分的求解

5.1.3 主成分的方差贡献率

5.1.4 基本步骤

5.2 Uster测试数据的主成分分析

5.2.1 数据来源

5.2.2 主成分分析

5.2.3 计算主成分得分并排序

5.3 主成分分析结果

5.4 主成分分析的应用

5.5 小结

第六章 Uster测试结果的模糊聚类分析初探

6.1 聚类分析介绍

6.1.1 系统聚类法的理论与方法

6.1.2 K-均值聚类方法的理论与方法

6.1.3 聚类树形图

6.2 实验数据聚类分析

6.2.1 试验方法

6.2.2 数据采集

6.2.3 数据聚类分析

6.3 影响聚类结果的因素

6.4 应用

6.4.1 建立整套标准分值数据库

6.4.2 离群分析

6.5 小结

第七章 总结与展望

参考文献

附录 图表索引

致谢

攻读学位期间的研究成果