專利名稱：衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬測(cè)試儀，特別是涉及一種衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
著裝舒適性是人體、服裝、環(huán)境系統(tǒng)綜合作用效果的反應(yīng)，衣下微氣候是這種作用的集中體現(xiàn)，因此其構(gòu)成要素溫度、濕度、風(fēng)速和空氣層四個(gè)因素受到外界環(huán)境和服裝織物的影響。在著裝條件下人體的著裝舒適性決定于服裝的衣下微氣候環(huán)境。因此，合理再現(xiàn)模擬兩個(gè)環(huán)境的各項(xiàng)物理因素研究服裝或織物的熱濕舒適性是著裝舒適性研究的重要內(nèi)容。
目前采用的測(cè)試儀器主要有暖體假人和熱平板儀(包括出汗平板儀)，有學(xué)者利用垂直熱平板法和暖體假人(腹部段)針對(duì)準(zhǔn)服裝系統(tǒng)的熱濕特性進(jìn)行研究，認(rèn)為暖體假人因?yàn)閷?duì)衣下微氣候空氣層厚度等結(jié)構(gòu)因素的再現(xiàn)性差而具有更大的實(shí)驗(yàn)誤差。同時(shí)平板儀測(cè)試方法只能模擬皮膚表面干態(tài)和完全潤(rùn)濕兩種狀態(tài)，無(wú)法完全再現(xiàn)衣下微氣候的不同濕度狀態(tài)。國(guó)內(nèi)外對(duì)人體、服裝、環(huán)境之間的熱濕傳遞性能研究很多，但是綜合服裝外環(huán)境和衣下微氣候環(huán)境的各個(gè)構(gòu)成要素在同一個(gè)測(cè)試儀器內(nèi)實(shí)現(xiàn)，并能進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)試和監(jiān)控的設(shè)備研制未見(jiàn)報(bào)道。
根據(jù)Shinjung.Yoo和Roger L. Barker發(fā)表在Textile Res.J.75(7)上的論文Comfort Properties of Heat-Resistant Protective Workwear inVarying Conditions of Physical Activity and Environment.Part1Thermophysical and Sensorial Properties of Fabric中提到的由NCSU設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)測(cè)試面料瞬時(shí)熱濕傳遞的儀器裝置。該裝置如圖1所示，由熱平板1’，水箱2’，模擬皮膚層3’，隔板4’以及兩個(gè)溫濕度傳感器組成。該裝置通過(guò)抽取隔板來(lái)測(cè)試織物瞬時(shí)熱濕傳遞性能，但無(wú)法測(cè)試在環(huán)境連續(xù)變化情況下織物的熱濕傳遞性能。根據(jù)Yayoi Satsumoto和Kinzo Ishikawa發(fā)表在Textile Res.J.67(7)上的論文Evaluating Quasi-Clothing Heat TransferA Comparisonof the Vertical Hot Plate and the Thermal Manikin中提到一個(gè)垂直測(cè)試裝置，該裝置如圖2所示。由一個(gè)支撐桿5’，加熱器6’，PMMA平板7’，絕緣體8’，模擬皮膚9’，空氣層組成，該裝置模擬人體直立狀態(tài)測(cè)試織物的隔熱性能，同時(shí)空氣層的厚度可以改變5次。但是該裝置不能進(jìn)行濕傳遞性能的測(cè)試，而且空氣層厚度的變化是非連續(xù)的，無(wú)法動(dòng)態(tài)測(cè)試空氣層厚度變化對(duì)熱濕傳遞性能的影響。根據(jù)George E.R.Lamb發(fā)表在Textile Res.J.62(7)上的論文Heat and Water Vapor Transport in Fabric Under VentilatedCondions中提到的測(cè)試風(fēng)對(duì)面料熱濕性能的影響的試驗(yàn)裝置，該裝置如圖3，由移動(dòng)箱10’，支撐桿11’，發(fā)動(dòng)器12’，配重制動(dòng)器13’組成。該裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)支撐桿控制風(fēng)速測(cè)試織物表面風(fēng)速對(duì)熱濕傳遞性能的影響，但是該裝置穩(wěn)定性不高，而且模擬形成的是風(fēng)洞效應(yīng)無(wú)法準(zhǔn)確地再現(xiàn)服裝實(shí)際穿著時(shí)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿足生產(chǎn)和生活的需要。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀，包括微氣候模擬機(jī)10、控制箱12和數(shù)據(jù)采集和分析處理系統(tǒng)13，所述的微氣候模擬機(jī)10包括殼體9，微氣候模擬空間7，風(fēng)扇8、模擬皮膚層3、保溫材料層5和溫濕度控制器11，風(fēng)扇8固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁左側(cè)中部，溫濕度控制器11固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁左側(cè)下部；微氣候模擬空間7的右側(cè)為測(cè)試織物2，測(cè)試織物2通過(guò)固定環(huán)1密封固定在織物固定架上，織物固定架與微氣候模擬機(jī)10內(nèi)壁之間間隙為0.2mm～0.5mm，利用潤(rùn)滑脂密封，測(cè)試織物2的右側(cè)設(shè)有模擬皮膚層3，織物固定架與模擬皮膚層3之間的設(shè)有滑動(dòng)裝置，測(cè)試織物2與模擬皮膚層3之間的空氣層6的厚度通過(guò)滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)，模擬皮膚層3的內(nèi)側(cè)設(shè)置有蒸汽發(fā)生器4，并固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁右側(cè)中部；微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁與殼體9之間設(shè)有保溫材料層5。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案微氣候模擬空間7為圓柱體；測(cè)試織物2為垂直放置或0～90°任意角度傾斜放置；測(cè)試織物2與模擬皮膚層3之間的滑動(dòng)裝置為內(nèi)外螺紋旋動(dòng)連接、滑動(dòng)桿連接或凹槽滑動(dòng)連接；蒸汽發(fā)生器4的濕度調(diào)節(jié)范圍為0％～100％；模擬皮膚層3的材料為聚偏氟乙烯樹(shù)脂膜、玻璃纖維膜、聚丙烯膜；微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁為不銹鋼材料或鋁合金材料或銅；微氣候模擬機(jī)10的保溫材料為聚氨酯泡沫材料、尼龍材料或塑料。
本儀器采用垂直設(shè)計(jì)更準(zhǔn)確地模擬人體著裝的真實(shí)狀態(tài)；利用滑動(dòng)裝置設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)衣下微氣候的空氣層厚度，而且可以連續(xù)變化；利用蒸汽發(fā)生器和濾膜設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)衣下微氣候的濕度和溫度；利用風(fēng)扇控制風(fēng)速和風(fēng)向，從而可以任意改變衣下微氣候的四個(gè)構(gòu)成要素更準(zhǔn)確和完整地測(cè)試織物熱濕舒適性。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明的模擬設(shè)備裝置空間體積小，濕度模擬、空氣層和風(fēng)速風(fēng)向變化模擬準(zhǔn)確性高，易于控制。
2、本發(fā)明的濕度模擬、空氣層滑動(dòng)裝置、風(fēng)速風(fēng)向變化裝置組合精密，整個(gè)模擬裝置功能齊全應(yīng)用靈活操作方便，一個(gè)設(shè)備可以測(cè)試多項(xiàng)熱濕舒適性指標(biāo)。
3、本發(fā)明的應(yīng)用范圍廣泛，實(shí)用性強(qiáng)，不僅可以用于面料和服裝熱濕傳遞舒適性科研研究，而且可以作為面料產(chǎn)品的實(shí)際服用性能指標(biāo)測(cè)試。
4、本發(fā)明制造成本低、能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)精確數(shù)據(jù)采集，可以進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。


圖1為現(xiàn)有動(dòng)態(tài)測(cè)試織物瞬時(shí)熱濕傳遞測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有垂直測(cè)試織物熱傳遞性能測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為現(xiàn)有模擬風(fēng)速對(duì)織物熱傳遞性能影響的測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)布置示意圖。
圖5為本發(fā)明的微氣候模擬機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
參照附圖1-5，衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀由微氣候模擬機(jī)10、控制箱12和溫濕度、風(fēng)速等采集和分析處理系統(tǒng)13三部分組成。
包括微氣候模擬機(jī)10、控制箱12和數(shù)據(jù)采集和分析處理系統(tǒng)13，所述的微氣候模擬機(jī)10包括不銹鋼材料的殼體9，微氣候模擬空間7，風(fēng)扇8、聚偏氟乙烯樹(shù)脂膜模擬皮膚層3、保溫材料層5和溫濕度控制器11，風(fēng)扇8固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁左側(cè)中部，溫濕度控制器11固定在微氣候模擬機(jī)10的不銹鋼材料的內(nèi)壁左側(cè)下部；微氣候模擬空間7的右側(cè)為測(cè)試織物2，測(cè)試織物2通過(guò)固定環(huán)1密封固定在織物固定架上，并且為垂直狀態(tài)，織物固定架與微氣候模擬機(jī)10之間間隙為0.2mm，利用潤(rùn)滑脂密封，測(cè)試織物2的右側(cè)設(shè)有模擬皮膚層3，織物固定架與模擬皮膚層3之間的設(shè)有滑動(dòng)裝置，測(cè)試織物2與模擬皮膚層3之間的空氣層6的厚度通過(guò)內(nèi)外螺紋旋動(dòng)連接滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)，模擬皮膚層3的內(nèi)側(cè)設(shè)置有蒸汽發(fā)生器4，并固定在微氣候模擬機(jī)右側(cè)底部；微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁與殼體9之間設(shè)有聚氨酯泡沫保溫材料層5。溫濕度控制器模擬微氣候環(huán)境主要由熱電堆、散熱器、加濕器、冷凝器、風(fēng)扇和控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。該套設(shè)備可模擬微氣候環(huán)境，溫度變化范圍-30～+50℃，濕度變化范圍0％～95％，風(fēng)速變化范圍0～10m/s。
實(shí)施例2結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，殼體9采用不銹鋼材料制成，保溫材料層5采用尼龍材料制成，微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁采用鋁合金材料制成，模擬皮膚層3使用玻璃纖維膜，測(cè)試織物與模擬皮膚層3之間采用滑動(dòng)桿裝置，并且為垂直狀態(tài)。
實(shí)施例3結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，殼體9采用不銹鋼材料制成，保溫材料5采用塑料制成，微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁采用銅材。模擬皮膚層3使用聚丙烯膜，測(cè)試織物與模擬皮膚層3之間采用凹槽滑動(dòng)裝置，并且為垂直狀態(tài)。
實(shí)施例4結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1基本相同，殼體9采用不銹鋼材料制成，保溫材料5采用聚氨酷泡沫材料制成，微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁采用銅材。模擬皮膚層3使用聚偏氟乙烯樹(shù)脂膜，測(cè)試樣品與模擬皮膚之間采用凹槽滑動(dòng)裝置，其角度為45°。
綜上所述，垂直皮膚濕度模擬空氣層可調(diào)式動(dòng)態(tài)織物熱濕性能測(cè)試儀的微氣候模擬機(jī)10的形狀為圓柱體，殼體內(nèi)采用保溫材料，確保裝置內(nèi)模擬微氣候不受外界環(huán)境影響。測(cè)試織物與模擬皮膚層之間采用滑動(dòng)裝置模擬空氣層厚度的連續(xù)變化，測(cè)試織物采用垂直或0～90°任意角度，模擬皮膚出汗從潛汗到顯汗?jié)穸茸兓{(diào)節(jié)范圍為0％～100％，并且微氣候箱內(nèi)有風(fēng)速模擬。
權(quán)利要求
1.衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀，包括微氣候模擬機(jī)(10)、控制箱(12)和數(shù)據(jù)采集和分析處理系統(tǒng)(13)，其特征在于所述的微氣候模擬機(jī)(10)包括殼體(9)，微氣候模擬空間(7)，風(fēng)扇(8)、模擬皮膚層(3)、保溫材料層(5)和溫濕度控制器(11)，風(fēng)扇(8)固定在微氣候模擬機(jī)(10)的內(nèi)壁左側(cè)中部，溫濕度控制器(11)固定在微氣候模擬機(jī)(10)的內(nèi)壁左側(cè)下部；微氣候模擬空間(7)的右側(cè)為測(cè)試織物(2)，測(cè)試織物(2)通過(guò)固定環(huán)(1)密封固定在織物固定架上，織物固定架與微氣候模擬機(jī)(10)內(nèi)壁之間間隙為0.2mm～0.5mm，利用潤(rùn)滑脂密封，測(cè)試織物(2)的右側(cè)設(shè)有模擬皮膚層(3)，測(cè)試織物(2)與模擬皮膚層(3)之間為空氣層(6)，織物固定架與模擬皮膚層(3)之間的設(shè)有滑動(dòng)裝置，模擬皮膚層(3)的內(nèi)側(cè)設(shè)有蒸汽發(fā)生器(4)，蒸汽發(fā)生器(4)固定在微氣候模擬機(jī)(10)的內(nèi)壁右側(cè)中部；微氣候模擬機(jī)(10)的內(nèi)壁與殼體(9)之間設(shè)有保溫材料層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于微氣候模擬空間(7)為圓柱體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于測(cè)試織物(2)為垂直放置或0～90°任意角度傾斜放置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于測(cè)試織物(2)與模擬皮膚層(3)之間的滑動(dòng)裝置為內(nèi)外螺紋旋動(dòng)連接、滑動(dòng)桿連接或凹槽滑動(dòng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于蒸汽發(fā)生器(4)的濕度調(diào)節(jié)范圍為0％～100％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于模擬皮膚層(3)的材料為聚偏氟乙烯樹(shù)脂膜、玻璃纖維膜、聚丙烯膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于微氣候模擬機(jī)(10)的內(nèi)壁為不銹鋼材料、鋁合金材料或銅。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于微氣候模擬機(jī)(10)的保溫材料為聚氨酯泡沫材料、尼龍材料或塑料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種衣下空間微氣候構(gòu)成要素可調(diào)式模擬測(cè)試儀，包括微氣候模擬機(jī)10、控制箱12和數(shù)據(jù)采集和分析處理系統(tǒng)13，風(fēng)扇8固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁左側(cè)中部，溫濕度控制器11固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁左側(cè)下部；微氣候模擬空間7的右側(cè)為測(cè)試織物2，測(cè)試織物2通過(guò)固定環(huán)1密封固定在織物固定架上，織物固定架與微氣候模擬機(jī)10內(nèi)壁之間間隙為0.2mm～0.5mm，利用潤(rùn)滑脂密封，測(cè)試織物2的右側(cè)設(shè)有模擬皮膚層3，空氣層6的厚度通過(guò)滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)，模擬皮膚層3的內(nèi)側(cè)設(shè)置有蒸汽發(fā)生器4，并固定在微氣候模擬機(jī)10的內(nèi)壁右側(cè)中部。本發(fā)明體積小、操作方便、應(yīng)用范圍廣泛、實(shí)用性強(qiáng)、成本低。
文檔編號(hào)G01N33/36GK1844920SQ20061002600
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者吳海燕, 李俊, 張渭源 申請(qǐng)人:東華大學(xué)