工艺参数检测 推动染整进步

　　在工业飞速发展的今天，纺织印染业在我国的传统产业中仍然有着举足轻重的地位。纺织印染业是深加工、精加工以及提高纺织品附加值的关键行业，更是我国出口创汇的重要组成部分。

　　我国每年都需要进口大量的高档服装面料，这主要是由于我国印染工艺和设备落后，尤其是自动化程度低、工艺参数在线检测水平差造成的。因此，利用先进的在线检测技术改造纺织印染业、提升印染后整理技术势在必行。

　　在染整前处理、染色、定形等过程中，一些工艺参数（如温度、液位、染色机的色差、定形机的织物表面温度等）的在线检测转换和及时控制处理，一直是印染后整理的关键技术问题。其主要要求是染整加工时，在参数快速变化过程中对参数信号的检测、转化能及时控制处理，并且能稳定可靠的工作。

　　温度的在线测控

　　根据不同工艺要求，染整机械中需要测控的参数很多，如温度、纬斜（纬弧）、色差、起皱、缩水等。其中，对于温度的控制最为重要。这是因为温度是控制染整工艺过程的关键指标。温度控制不仅能够提高产品质量，代替人力资源，还有利于能源的节约。染整工艺过程中的温度在线测控有烘房内气氛温度和布身温度的测控、烘筒热辊的温度测控、红外辐射测量布面及预缩承压辊表面温度、导热油加热系统的温控等几种形式。

　　为了满足织物高效、节能的烘燥、定形，布身的温度控制比烘房内气氛温度更重要。传统的铂热电阻或热电偶在烘房内采集到的是烘房内的气氛温度，其数值有别于布身温度。通过对一台热定形机进行布面温度与烘房指示温度的同时监测，所测试结果显示，布面最高温度与烘房指示温度相差23～26摄氏度，且烘房内温度升温速度相对较快，而出烘房时烘房温度则较低。

　　轧光机一般采用中空电加热方案，温度采样传感器安置在电热辊内；使用开环系统，惯性滞后小；能较快的测出电热元件功率变化所引起的温度变化，调节系统易于整定；能有效地抑制电网波动所引起的温度波动。但是，由于内腔与辊面存在温差，当升温达到设定温度值后，电加热转换成保温阶段，这样使辊表面温度的提升需花费很长的非工艺等待时间。当工艺车速发生改变后，电热辊内腔温度虽然保持不变，但是热辊表面热平衡的变化会导致处理织物的热辊表面工艺段的温度变化。

　　红外辐射测量布面温度也是一种先进的方法。不论烘房的热源是热风还是辐射能源，它所采集的温度都是布身温度。在测量的路径上，由于气氛的吸收、烟雾、灰尘散射等原因所引起的衰减，以及环境温度的影响等等，测量将会出现一定的温差。为了消除此误差，常采用比色法，也就是采用具有双通道的测量装置，每条光路都带有适当的滤尘片，分别测量目标辐射和标准黑体辐射的一个单色辐射功率，用两者之比值代替上述方法中的辐射功率，进行温度定标，并进而确定温度。

　　热定形机加热和温控的对象是循环风，而导热油加热炉的导热油温度和流量是恒定的。从加热炉来的导热油从进油管经三通分流调节阀进入热交换器，通过热交换器与循环风进行热交换，将热传递给循环空气。当循环风温度过高时，铂热电阻传感器将温度信号输送至温度控制仪表，通过设定值与设定值PID自整定演算，一方面通过显示器显示出测定值，一方面控制三通分流调节阀的电动机运转。通过调节三通分流调节阀的开启度，使进入热交换器的一路关小，而直接回油的一路开大，从而使循环热风温度下降。当循环热风温度下降到某一范围时，温控仪表PID自整定演算使三通分流调节阀做出相反动作。在加热温度控制系统中，三通分流调节阀通过对热交换器的热油流量及阀的直接回油量的控制，实现烘房温度的自控。

　　我国的在线检测技术

　　目前，我国染整设备的自动化控制水平已全面进入一个以交流变频调速、伺服传动、PLC、触摸屏人机界面为代表的数字化控制时代。该水平已经基本接近国外水平，所不足的是国外已普遍采用现场总控制系统，而我国这方面才刚刚起步。现在国内除了一些常规的项目如速度、温度、液位等参数的测控外，专用的在线监控项目处于初步阶段，如：自动化控制和程序控制较差，在线监控没有真正实现；远程监控和故障诊断技术不成熟；定量滴定、自动加料没有配套。这些在很大程度上限制了染整机械机电一体化水平的提高，也影响了织物的最终加工质量。

　　目前亟须解决的关键问题是研制出能够快速检测温度、色差、碱浓度、双氧水浓度等参数的传感器件。这就需要物理、化工、电子等跨行业的技术合作。虽然国外有成熟产品问世，但是其昂贵的价格使很多小型纺织印染企业望而却步。同时，国外的测量系统也存在与国内企业的兼容问题。因此，研发具有自主知识产权且适合我国国情的染整设备工艺参数在线检测系统已是迫在眉睫。为此，国内的很多科研人员以及大中型企业开始对在线检测技术进行不断地改进和研发。

　　近年来，我国在染整工艺技术与设备方面也取得了明显的进展，电子技术的应用范围也不断扩大。国产印染设备速度的闭环控制实现了高精度同步传动，温度、湿度、浓度、液位、张力等参数也实现了在线检测和控制。这些技术既可用于新设备配套也可用于老设备改造。设备的在线检测和控制可以提高织物平衡含水率，符合最佳给色量，符合优质、低成本的标准。同时，机电一体化程度有了一定的提高，在产品设计中强调模块化、积木化，突出环境保护，电气拖动稳定可靠，张力可调，使人、机、环境得以充分协调，开发了一批新技术和新设备。

　　常州宏大电气有限公司研制出一种基于张力监控的同步传动控制系统，通过以“恒张力”为基础的同步传动系统来取代现有的“恒线速”同步系统。杭州开源电脑技术有限公司自主开发的自动调浆技术和系统，可准确控制调浆工艺参数。调色系统可用母色达28种以上，使用全电脑控制，小样调浆量为5～3000克，生产调浆每分钟可调浆料25公斤，显著提高了调浆速度和印染产品质量。西安德高佳美印染有限公司开发的碱浓度计算机在线监控系统具有良好的人机界面，整机控制采用大尺寸彩色液晶触摸屏，显示直观、操作方便、状态一目了然，实现了不过量的最佳控制，具有高精度、高稳定性。

　　高新技术的迅速发展带动了现代科学技术的融合和染整设备的迅速发展。从目前国际染整工业加工设备和工艺技术创新发展看，染整工业已整体上进入一个用高新技术装备改造传统染整加工设备和工艺的新时期。先进的在线测控技术，可以及时得到工艺参数，并对生产过程进行调节和控制，大大改善染整质量、降低消耗、提高制成率，达到较高的重现性和工艺稳定性。印染机械和工艺技术的有机结合可以广泛应用自动控制和在线检测技术，满足快速反应和印染企业信息化要求，达到提升印染产品附加值的目的。

　　（嘉兴出入境检验检疫局 徐明 东华大学 陈若阳）