随着材料科学的不断发展，近年来各种新型高性能帘线制品不断出现，随之带来的是各种帘线制品加工技术的产生。为了对纺成制品质量实现直观控制，实时监测所纺制品的性能，需要开发出一套系统的、结合实际应用的测量设备，在线监测纺成帘线的直径，以便及时调整纺丝过程中的工艺条件，精确控制帘线高次结构以及帘线最终性能。同时对帘线直径在线监测，对纺丝动力学理论的研究也具有非常重要的意义。在线测量及纺丝动力学的结合，是制备高品质帘线的重要手段。

在熔融纺丝的过程中，纺丝熔体从喷丝板喷出一直到熔体凝固这段距离，易发生直径变化，这一变化会对帘线的性能产生一定的影响。而适当调整纺丝过程中的工艺参数，就能将变化控制在一定的范围内，获得所需性能的帘线。同时帘线制品直径在线测量对于纤维性能的研究也具有重大意义，如：纤维的形成模型、聚合物的流变研究（明显的拉伸粘度）等。

纺丝过程中帘线直径的在线测量，对熔融纺丝理论的研究具有非常重要的意义。利用何种仪器测量以及如何测量才能得出非常精确的效果，成为现阶段急需解决的问题，为熔融纺丝理论的研究开辟了一个新天地。目前也有很多报道许多帘线制品直径的在线测量方法，但是他们的体积都比较大，而且不能在同一位置同时测量帘线制品的直径。因此急需研究一套价廉、轻便、系统化的设备，在线测量帘线制品成型过程中的直径。

目前在国际上，Glicksman利用一个放大倍率5.4~33的远程显微镜拍摄玻璃纤维的半径，他是根据模具出口的位置，在光学比较器下对照片底片进行测量，得出纤维的半径，在比较计算和测得光纤半径后，他得出结论：可见光的波长是纤维直径测量的一个不确定性因素。Zimmer直径检测器用来测量沿纺丝线的纤维直径，等等。

2. 研究的基本内容与方案

纤维直径的测量选用激光传感器，激光传感器可以用于测量物体的厚度或宽度，同时也可以用来对纤维直径进行测量。激光传感器采用激光二极管作为系统的光源，照射到纤维上，未被纤维遮挡的光线被传感器的接收器采集到，将接收器采集到的光学信号转换为电信号，并通过模数转换器将电信号转化为数字信号，传输至计算机，再经过配套的直径测量系统对采集得到的电压值进行处理，最后显示的即为测量纤维的直径。在测量时，由于激光传感器的发射器所发射的激光光路会被被测物所阻挡，激光传感器接收器所接收到的光量会因被测物的直径、透光度等的不同而不同，进而根据接收器所接收的光量得出被测量物的直径。对于不透明纤维，可以直接用该仪器进行直接测量。但目前工业上生产的纤维中，透明纤维占较大的比例，由于透明纤维能透过部分激光，接收器接收的光量比测量不透明纤维时接收的光量要多，所以不能直接用于测量透明纤维，需对测量结果进行校正，校正方法如下：

以聚丙烯纤维为例，取若干聚丙烯纤维置于光学显微镜下，测得纤维的直径值，作为直径的标准值，再用所述的激光传感器测量同样的纤维，得到的直径值作为测量值，采用最小二乘法线性拟合得到一条校正曲线,按如下步骤获得：

步骤一：取聚丙烯纤维1000根，测量每根纤维的直径，获得测量值；步骤二：再用光学显微镜测得聚丙烯纤维的直径，作为标准值；步骤三：利用Matlab中的最小二乘法线性拟合所述测量值和所述标准值，得到所述系数和所述常数。

在软件的编写过程中，将式1输入到计算机软件中，就能在测量过程中从计算机中得出被测纤维的直径值。

[1]王华平．熔融纺丝成形理论及HMLS涤纶纤维的研制，2001，东华大学博士论文．

[2]Mitsoulise E，Beaulne M．Numerical Simulation ofRheological Effects inFiber
Spinning[J]．Adv．Polym．Tech．，2000，19(3)：155-172．
[3]Bhuvanesh YC and Cupta V B．Computer Simulation ofMelt Spinning of PolypropyleneFibers Using
a Steady-State Model[J]．J．Appl．Polym．Sci．1995，58：663．674．
[4]Tothac R，CoslanichaA，Ferronea Meta1．．Computer simulation of polypropylene／organoclay nanocomposites：characterization of atomic scale structure and prediction of binding energy[J]Polymer,2004，45：8075-8083．
[5]GlicksmanLR．The Dynamics of a Heated Free Jet ofVariable Viscosity Liquid at Low Reynolds Numbers[J] J．Basic Eng．1968，90(3)：343-354．
[6]Goizar M，Beyreuther ILBrunig H，Tandler B，Vogel R．Online Temperature Measurement and Simultaneous Diameter Estimationof Fibers by Thermography of the Spinline in the Melt Spinning Process[J]．AdV．Polym．Techn01．2004，23(3)：176．185．
[7]Kikutani T'Nakao K，Takarada W'Ito H．On-Line Measurement of Orientation Development in the
High—Speed Melt Spinning Process[J]．Polym．Eng．Sci．1999，39(12)：2349-2357．
[8]Takarada W'Ito H，Kikutani T'Okui N．Studies on High-Speed Melt Spinning of Noncircular Cross—Section Fibers．II．On-Line Measurement of the Spin Line，Including Change in Cross—Sectional Shape[J】．J．Appl．Polym．Sci．2001，80：1582．1588．

[9]钥学超，黄建华，邵惠丽，侯培民．PET吸管冷却熔融纺丝动力学及计算机模拟[J]，合成纤维工业，1 992，02：1-4．