技术 | DR指标体系的建立与应用（上）|dr指标体系|不匀率|干仪|曲线图|正态分布|纱线|纵坐标

纱线条干CV%是纺织厂质量控制的一个重要质量指标，但条干CV%反应的是纱线短片段（8mm）的随机不匀率，并不能完全反应布面质量的状态，因为布面质量是纱线短、中、长不同片段长度随机性不匀的综合反应，而且中、长片段的随机性不匀对布面质量的影响程度，要远大于短片段随机性不匀的影响，因此经常出现纱线条干CV%指标与布面质量不相关，甚至是完全背离的情况。

因此对纺织企业来说，引入一个与布面质量相关性较强的质量指标体系，对提高企业产品质量控制效果十分关键。基于纱线线密度标准正态分布状态而设计出来DR系列指标，可以更加全面地分析、判断纱线条干不同片段长度的结构状态，因为一旦纱线的实际线密度偏离了正态分布，DR指标体系的各项指标就会表现出不正常的特征，故而通过对DR指标体系各项指标异常现象的分析，就可以有效地判断纱线存在的某些问题，从而发现纱线质量状态方面存在的问题，为有效解决纱线质量指标与布面外观质量相关性的问题提供理论支撑。

一、DR指标体系的主要内容

二、DR指标体系的理论基础

DR指标体系的理论基础，是假设纱线的线密度属于标准正态分布状态。根据正态分布原理：

在标准正态分布的情况下，μ= 0，σ= 1，故而：

因此在假设纱线的线密度属于标准正态分布状态的情况下：

式中：

lc=L：切割长度或片段长度。

ɑ%：DR值的门限。

这就是DR指标体系的理论基础。

三、DR指标体系各指标的计算

DR值、DR曲线的含义及其用法，在相关资料里已经有过详尽的阐述，这里不再赘述。

3.1 DR极限（极限DR值）

DR极限（极限DR值）是指在理想条件下（理论上各根纤维性能完全相同、排列结构完全一致，须条截面内的纤维首尾无缝连接，根数绝对一致）生产出来的具有极限不匀率的纱线能够达到的DR值。

根据马丁代尔（Martindale）建立的极限不匀率的公式：

式中：n为纱条中纤维的根数。

对于等长或近似地对于不等长的纤维长度来说，当切割片段长度远大于纤维长度时：

式中：

L为切断片段长度。

因此，在给定门限值和片段长度的情况下，我们就可以很方便地计算出相对应的极限DR值：

需要指出的是，选取的片段长度不同，极限不匀率CV的计算公式也不同。

当切割片段长度小于纤维长度时：

当切割片段长度小于6倍纤维长度，大于1倍纤维长度时：

也就是说，当原料性能指标和纱线品种确定的情况下，纱线的极限不匀率和极限DR值是可以确定的。

如采用1.56dtex×38mm的纤维生产40支纱，则500cm片段长度的极限不匀率为：

CV0.5m极限=100/POWER(14.6/0.156,0.5)*POWER(38/500,0.5)

=2.85

故而门限为5%、片段长度为500cm的极限DR值为：

=1/2/POWER(PI()*2,0.5)*EXP(-(POWER(5/2.85,2)/2))

=4.28%

3.2 DR理论（理论DR值）

DR理论（理论DR值）是指在测试时所采用的实际条件下生产出来的，当纱线线密度完全符合标准正态分布状态的情况下时，理论上纱线应该达到的DR值。

与DR极限（极限DR值）的计算方法相同，只是需要将公式中的CV（L）极限更换为实际测试出来的CV（L）即可。

如同样采用1.56dtex×38mm的纤维生产40支纱，若测试出来的1m片段长度的不匀率为3.9，则门限为5%、片段长度为1米的理论DR值为：

=1/2/POWER(PI()*2,0.5)*EXP(-(POWER(5/3.9,2)/2))

=8.77%

由上述推导可知，在给定门限和片段长度的情况下，我们就可以很方便地计算出DR极限（极限DR值）、DR理论（理论DR值）。

由于条干仪可以直接给出不同门限和片段长度下的实际DR值（乌斯特及国产条干仪一般可以给出1cm、10cm、20cm、50cm、1m片段长度的DR曲线；印度普瑞美条干仪可以给出1cm、10cm、1.5m、10m片段长度的DR曲线），然后通过计算出DR极限（极限DR值）和DR理论（理论DR值），比较与实际DR值的差异，就可以判断出纱线线密度分布的基本状态了。

3.3

图1 线密度偏离正态分布时的状态示意图

3.3.2 偏离率

普瑞美条干仪DR曲线图与长岭条干仪DR曲线图在表现形式上是有所区别的。

长岭条干仪的DR曲线图，采用的是双线性坐标图（见图2），也就是说DR曲线图的横坐标、纵坐标采用的都是线性坐标，是等刻度的；而普瑞美条干仪的DR曲线图，采用的是线性-对数坐标图（见图3），DR曲线图的横坐标采用的线性坐标，而纵坐标采用的是对数坐标，横坐标是等刻度的，而纵坐标是对数刻度的（见图4）。由于坐标的类型不同，DR图的形态存在着明显的差异（另外，长岭条干仪的DR曲线图由1cm、10cm、20cm、50cm、1m五种片段长度的曲线组成；而普瑞美条干仪的DR曲线图由1cm、10cm、1.5m、10m四种片段长度的曲线组成），当然，如果有必要对两种坐标的图形进行对比分析，也是可以通过计算进行相互转换的。

图3 长岭条干仪的DR曲线图坐标

图4 普瑞美条干仪的DR曲线图坐标

由于普瑞美条干仪DR曲线图的纵坐标采用了对数刻度，因此在DR曲线图上的DR值相对偏移不明显，故而普瑞美条干仪将偏离率指标转移到线密度图上进行显示（见图5）。

图5 普瑞美条干仪线密度图上的偏移率

但由于普瑞美的DR曲线图的给出了更长片段（1.5m、10m）的DR曲线，因此可以在曲线图上看出很多纱线在较长片段长度上存在的问题。比如由于1.5m、10m片段长度的DR曲线处于悬空状态，那么就可以根据与曲线悬空点的坐标以及坐标大小的差异，来判断出纱线上相应片段长度的粗节和细节的平均粗细程度及相应最大门限下最大粗细节片段长度的差异（见图6，1.5m片段长度的曲线比曲线悬空点位置高、门限绝对值大，说明纱线上长度在1.5m以上的粗节更多、粗细比例更大）。再如在DR曲线图上，如果某条曲线在某个纵坐标上出现一段水平线段，就可以计算出纱线上出现了相应长度和幅度的粗节或细节（见图7）。