專利名稱：一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊服裝或織物的防護(hù)性能測試裝置，特別是涉及一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置。
背景技術(shù)：
為評價熱防護(hù)服裝(織物)隔熱防輻射性能，國際上已制定一些測試標(biāo)準(zhǔn)，如已廣泛采用的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO-6942，美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM-D4108及國家防火協(xié)會針對消防服制定的NFPA 1971及NFPA 1977標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)發(fā)展起了眾多的的測試方法和儀器。國內(nèi)、外對織物隔熱輻射性能測試儀器研究很多，但其測熱傳感器不能真正起到人體皮膚模擬器作用；另外，這些儀器只能用來測定平面織物的熱性能，即只考慮傳熱的平面一維性，而徑向傳熱測定防護(hù)服裝隔熱性裝置未見報道。
目前常用的測量織物熱防護(hù)性能的是參照NFPA 1977標(biāo)準(zhǔn)制作的(RadiantProtective Performance)RPP儀，它是用5個功率為500瓦平行排列的紅外石英管作為輻射熱源，垂直的對試樣進(jìn)行熱輻射，放置在試樣后的銅質(zhì)量熱計用于測定透試樣的熱流量，試樣與輻射源之間的隔熱板為敞開式的，不能對織物的側(cè)面進(jìn)行隔熱，會增大實驗誤差，且裝置只考慮一維傳熱，采用與人體皮膚屬性差別較大的銅質(zhì)熱流計作為皮膚模擬器，不能真實模擬出實際使用情況，所以也不能測定人體實際著裝時所穿著服裝的隔熱防輻射性能。因此，亟需一種能較真實的模擬出在各種熱環(huán)境下防護(hù)服裝和皮膚受熱情況，并能測量防護(hù)服組件或者單件的隔熱性能測試儀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，滿足實驗及生產(chǎn)的需要。
為了解決上述技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，包括測試頭1、恒溫水箱15、測控系統(tǒng)16，所述的測試頭1固定在機(jī)架2上，測試頭的最外層是保溫隔熱層3，保溫隔熱層3的里面相鄰的一層是熱源4，在熱源4與被測試樣7之間是預(yù)熱屏蔽套11，預(yù)熱屏蔽套11可在自動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)12的帶動下沿導(dǎo)軌13上下移動，用包有隔熱層的彈性鋼圈做成的試樣架10定位在磁性的機(jī)架2上，試樣7被夾持在鋼圈上，調(diào)節(jié)彈性鋼圈的直徑，從而可以調(diào)節(jié)被測試樣7的直徑，試樣7與皮膚模擬器8之間為空氣層，空氣層厚度根據(jù)測試需要來確定，皮膚模擬器8裝有與其外表面平齊的膜熱電偶14，在距皮膚模擬器8表面徑向向內(nèi)2.5～3.5mm處嵌有熱電偶6，皮膚模擬器8固接在恒溫柱5上，恒溫柱5內(nèi)設(shè)有循環(huán)水通道9，循環(huán)水通道9與恒溫水浴相接，膜熱電偶14和熱電偶6的模擬信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸入到測控系統(tǒng)16中的主控計算機(jī)。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案所述的皮膚模擬器8由與人體皮膚物理屬性相似的微晶玻璃塊構(gòu)成；所述的熱源4為筒形，其內(nèi)徑大小可調(diào)；所述的試樣7與皮膚模擬器8之間的空氣層厚度可調(diào)節(jié)；所述的測控系統(tǒng)16是基于NI虛擬儀器技術(shù)的。
本發(fā)明在使用時，預(yù)熱屏蔽套11關(guān)閉，循環(huán)水泵開始工作，使皮膚模擬器8表面溫度上升到接近人體的體表溫度，加熱筒形熱源4一定時間，數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)開始工作，再過一定時間后，預(yù)熱屏蔽套11開啟，此時織物暴露于熱流下，暴露時間視熱源4的熱流強(qiáng)度和測試試樣7的種類而定，一般保證皮膚模擬器8表面溫度不超過90℃，閉合預(yù)熱屏蔽套11，切斷加熱電源，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)繼續(xù)工作直到實驗所要求的終止時間。
本發(fā)明的有益效果是1.本發(fā)明的發(fā)熱源為圓筒形，保證防護(hù)服受熱的均勻性，非常適合模擬室內(nèi)高溫作業(yè)環(huán)境。
2.本發(fā)明的活動熱源預(yù)熱屏蔽套由鋁箔反射板、散熱管、纖維隔熱層、不銹鋼防護(hù)層等四層組成，且與快速自動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)相連，動作響應(yīng)時間僅需0.5s，提高了測試精度。
3.熱源預(yù)熱屏蔽套與被測試樣之間的上、下底面均采用了耐高溫隔熱纖維層，它能保證在未測試狀態(tài)下織物不被熱源預(yù)熱，減小測量誤差。
4.本發(fā)明的體積小，重量輕，測試精度高，工作性能穩(wěn)定可靠，可重復(fù)性操作，操作方便，可以進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框架圖。
圖2是本發(fā)明的測試頭平面示意圖。
圖3是本發(fā)明的測試頭俯視圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
實施例1參照圖1-3，一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，包括測試頭1、恒溫水箱15、基于NI虛擬儀器技術(shù)的分析控制系統(tǒng)16，所述的測試頭1固定在機(jī)架2上，并固定在其對應(yīng)的凹槽上，測試頭的最外層是保溫隔熱層3，保溫隔熱層3的里面相鄰的一層是筒形熱源4，熱源4為云母線性加熱套，高度為12cm，云母加熱套是將電阻發(fā)熱絲纏繞在云母片上一種電加熱器，利用云母片良好的絕緣性能和耐高溫性能，以云母片為骨架和絕緣層，輔以不銹鋼板作支持保護(hù)，做成的筒狀加熱器件。試樣7、皮膚模擬器8的尺寸為12cm，試樣7的受熱面與熱源4內(nèi)表面距離為2.5cm，試樣7緊貼于皮膚模擬器8上，熱流強(qiáng)度為25KW/m2，其熱流量可以通過電加熱功率和加熱源內(nèi)表面面積確定。
實施例2加熱源為云母線性加熱套，高度為12cm，試樣、皮膚模擬器高度與實施例1相同，試樣與熱源及皮膚模擬器表緊貼，即它們之間空氣間隙為零，熱源表面溫度為125℃，可模擬檢測防護(hù)服與發(fā)熱源接觸時的隔熱性能。
實施例3加熱源為云母線性加熱套，高度為12cm，試樣、皮膚模擬器高度與實施例1相同，試樣受熱面與熱源內(nèi)表面距離為2.5cm，皮膚模擬器與織物之間的空氣層厚度為6mm，可模擬局部高溫加熱環(huán)境，如加熱鍋爐前，測定防護(hù)服裝(手套、頭盔)的隔熱防護(hù)性能。
實施例4加熱源為云母線性加熱套，高度為12cm，試樣、皮膚模擬器高度與1相同，試樣受熱面與熱源內(nèi)表面距離為2.5cm，皮膚模擬器與織物之間的空氣層厚度為6mm。織物在測試前經(jīng)調(diào)濕，使織物的含濕率在0～100％之間變化，可預(yù)測并評定不同的含濕率對防護(hù)織物的隔熱防護(hù)性能的影響。
實施例5加熱源為圓柱形排列石英燈陣列，高度為7.2cm，試樣高度與皮膚模擬器相同為12cm，試樣受熱面與熱源內(nèi)表面距離為6cm，皮膚模擬器與織物之間的空氣層厚度為3mm，石英燈陣列發(fā)熱流量為21KW/m2，發(fā)熱流量可通過熱流量傳感器測出，作改進(jìn)的RPP性能測試。
權(quán)利要求
1.一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，包括測試頭(1)、恒溫水箱(15)、測控系統(tǒng)(16)，其特征在于所述的測試頭(1)固定在機(jī)架(2)上，測試頭的最外層是保溫隔熱層(3)，保溫隔熱層(3)的里面相鄰的一層是熱源(4)，在熱源(4)與被測試樣(7)之間是預(yù)熱屏蔽套(11)，預(yù)熱屏蔽套(11)可在自動轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(12)的帶動下沿導(dǎo)軌(13)上下移動，試樣架(10)可調(diào)節(jié)被測試樣(7)的直徑，試樣(7)與皮膚模擬器(8)之間為空氣層，空氣層厚度根據(jù)測試需要來確定，皮膚模擬器(8)裝有與其外表面平齊的膜熱電偶(14)，在距膜熱電偶(14)徑向向里2.5～3.5mm處嵌有熱電偶(6)，皮膚模擬器(8)固接在恒溫柱(5)上，恒溫柱(5)內(nèi)設(shè)有循環(huán)水通道(9)，循環(huán)水通道(9)與恒溫水浴相接，膜熱電偶(14)和熱電偶(6)的模擬信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸入到測控系統(tǒng)16的主控計算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，其特征在于所述的皮膚模擬器(8)由與人體皮膚物理屬性相似的微晶玻璃塊構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，其特征在于所述的熱源(4)為筒形，其內(nèi)徑大小可調(diào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，其特征在于所述的試樣(7)與皮膚模擬器(8)之間的空氣層厚度可調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，其特征在于所述的測控系統(tǒng)(16)是基于NI虛擬儀器技術(shù)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，其特征在于試樣架(10)是用包有隔熱層的彈性鋼圈做成，試樣(7)被夾持在鋼圈上，調(diào)節(jié)鋼圈的直徑，從而可以調(diào)節(jié)被測試樣(7)的直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱防護(hù)服裝或織物的熱防護(hù)性能測試裝置，包括測試頭恒溫水箱測控系統(tǒng)，測試頭固定在機(jī)架上，測試頭的最外層是保溫隔熱層，里面相鄰的一層是熱源，在熱源試樣之間是活動的預(yù)熱屏蔽套，試樣與皮膚模擬器之間為空氣層，皮膚模擬器外表面裝有膜熱電偶和熱電偶，皮膚模擬器固接在恒溫柱上，恒溫柱內(nèi)設(shè)有循環(huán)水通道與恒溫水浴相接，膜熱電偶和熱電偶與測控系統(tǒng)連接。本發(fā)明的體積小，重量輕，測試精度高，工作性能穩(wěn)定可靠，可重復(fù)性操作，操作方便，可以進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
文檔編號G01N25/20GK1673727SQ20051002492
公開日2005年9月28日 申請日期2005年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月7日
發(fā)明者張渭源, 朱方龍 申請人:東華大學(xué)