專利名稱：一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱防護(hù)安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀。
背景技術(shù)：
熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)包括外層、防水透氣層、隔熱層和舒適層，其熱防護(hù)性測試為了客觀定量測評和研究熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)的熱防護(hù)性能。目前采用的熱防護(hù)性測試儀主要有ASTM D 4108明火法織物熱防護(hù)性測試、NFPA 1977織物熱輻射防護(hù)性測試、NFPA 1971熱輻射和熱對流混合作用防護(hù)性能測試等。熱防護(hù)性測試儀一般由熱源裝置、熱源預(yù)熱屏蔽裝置、試樣夾持裝置、熱流計和繪圖記錄儀等組成，不同的測試儀采用的熱源種類及比例、熱流計種類、搭建構(gòu)造等有所不同。測試時，將測試織物系統(tǒng)置于熱暴露與模擬皮膚之間，通過測試在一定強熱暴露下皮膚達(dá)到二級燒傷的時間對其熱防護(hù)性能進(jìn)行評估。在熱防護(hù)服裝及裝備實際使用中，人體因強負(fù)荷體力活動大量出汗，汗液會導(dǎo)致熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)發(fā)生潤濕而產(chǎn)生熱防護(hù)性能的變化，且隨著強體力活動的繼續(xù)而持續(xù)產(chǎn)生織物潤濕。但目前的熱防護(hù)性測試儀無法在測試中對織物進(jìn)行持續(xù)潤濕，不能有效模擬織物系統(tǒng)被汗水持續(xù)潤濕情況來測試熱防護(hù)性。因此，為了更真實的反映熱防護(hù)服裝在真實環(huán)境中使用時的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性能，需要建立新型的熱防護(hù)性測試儀來合理模擬持續(xù)潤濕情況下的熱防護(hù)性能評估。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，以實現(xiàn)在持續(xù)潤濕的情況下測試熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)的熱防護(hù)性，以彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足或缺陷，滿足熱防護(hù)服裝生產(chǎn)和改進(jìn)的需要。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，包括熱暴露模擬箱、水泵、模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述的熱暴露模擬箱下設(shè)有基底箱；所述的基底箱內(nèi)設(shè)有加熱管；所述的熱暴露模擬箱外設(shè)有外殼；所述的熱暴露模擬箱頂部裝有傳感器基座；所述的傳感器基座內(nèi)設(shè)有與所述的模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連的模擬皮膚傳感器；所述的模擬皮膚傳感器下表面設(shè)有毛細(xì)出水管網(wǎng)；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)通過水管與所述的水泵相連；所述的水泵與恒溫水浴相連； 所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)下方設(shè)有由上而下依次疊加的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層、防水透氣層和外層；所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層、防水透氣層和外層通過織物夾持裝置設(shè)置在所述的熱暴露模擬箱內(nèi)；所述的織物夾持裝置和毛細(xì)出水管網(wǎng)之間設(shè)有間隔塊；所述的外層下方設(shè)有隔熱板；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層之間、所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層與防水透氣層之間、所述的防水透氣層和外層之間、所述的外層與所述的隔熱板之間均設(shè)有一溫度傳感器；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層之間、所述的外層與所述的隔熱板之間均設(shè)有一濕度傳感器；所述的溫度傳感器和濕度傳感器均與所述的溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連。
所述的加熱管為石英管；所述的石英管產(chǎn)生的熱通量在6kW/m2_21kW/m2之間。所述的隔熱板通過卷繞電動機帶動開啟或關(guān)閉。所述的隔熱板由銅板、散熱水管和玻璃纖維層合板三層組成，其中，散熱水管中通有循環(huán)冷卻水。所述的間隔塊的高度在6. 4mm 16. 4mm之間。所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)為中空“回”字形，其中，內(nèi)開口面積和所述的模擬皮膚傳感器下表面的橫截面積相同。所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)的出水孔均勻分布。所述的水泵為調(diào)速水泵。所述的恒溫水浴內(nèi)裝有35°C恒溫水。所述的熱暴露模擬箱的橫截面為正方形。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明可以更真實的模擬熱防護(hù)服裝及裝備在救援火場中的真實使用情況，更有效地模擬在作業(yè)人員強負(fù)荷體力活動情況下持續(xù)出汗對熱防護(hù)服用織物產(chǎn)生的潤濕，持續(xù)潤濕對織物系統(tǒng)熱防護(hù)性能的影響，以及持續(xù)潤濕情況下熱暴露環(huán)境中織物系統(tǒng)內(nèi)部及周邊的實時溫度和濕度變化；更好地完善了熱防護(hù)服裝及裝備的熱防護(hù)性測試和評估，對于研發(fā)熱防護(hù)新型材料、科學(xué)設(shè)計、合理選配熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)，有效減少熱暴露對人體造成的熱傷害都具有非常重要的意義；另外，本發(fā)明的模擬裝置空間體積小，熱源能量、潤濕程度可控性強，皮膚及環(huán)境溫度、濕度能夠?qū)崿F(xiàn)實時精確數(shù)據(jù)采集。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，如圖1所示，包括熱暴露模擬箱21、水泵10、模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19和溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)20，其中，熱暴露模擬箱21的橫截面為正方形。所述的熱暴露模擬箱21下設(shè)有基底箱1 ；所述的基底箱 1內(nèi)設(shè)有加熱管2，該加熱管2為石英管，該石英管產(chǎn)生的熱通量在6kW/m2-21kW/m2之間，此時只需要變化石英管開啟數(shù)量就能夠模擬不同的熱源能量。所述的熱暴露模擬箱21外設(shè)有外殼3。所述的熱暴露模擬箱21頂部裝有傳感器基座17。所述的傳感器基座17內(nèi)設(shè)有與所述的模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)19相連的模擬皮膚傳感器18，所述的模擬皮膚傳感器18下表面設(shè)有毛細(xì)出水管網(wǎng)12，所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)12通過水管9與所述的水泵10相連，所述的水泵10與恒溫水浴11相連。毛細(xì)出水管網(wǎng)12為中空“回”字形，其中，外橫截面積IOOmmX 100mm,內(nèi)開口面積和所述的模擬皮膚傳感器18下表面的橫截面積相同，毛細(xì)出水管網(wǎng)12的出水孔均勻分布，可有效模擬人體皮膚出汗。水泵10采用調(diào)速水泵，恒溫水浴11的溫度保持在35°C，通過變化調(diào)速水泵的供水速度可設(shè)定不同新陳代謝水平下人體出汗速率，調(diào)速水泵的供水速度在1200-1300g/h。所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)12下方設(shè)有由上而下依次疊加的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層13、防水透氣層14和外層15。所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層13、防水透氣層14和外層15通過織物夾持裝置7設(shè)置在所述的熱暴露模擬箱 21內(nèi)，其中，織物夾持裝置7的外橫截面積為150mmX 150mm，內(nèi)開口面積為IOOmmX 100mm。 所述的織物夾持裝置7和毛細(xì)出水管網(wǎng)12之間設(shè)有間隔塊8，間隔塊8的高度在6. 4mm 16. 4mm之間，從而可以模擬不同的衣下空氣層厚度。所述的外層15下方設(shè)有隔熱板4，隔熱板4由銅板、散熱水管和玻璃纖維層合板三層組成，其中，散熱水管中通有循環(huán)冷卻水， 可將預(yù)熱階段熱源能量有效隔斷。隔熱板4通過卷繞電動機5帶動開啟或關(guān)閉。所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)12與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層13之間、所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層13與防水透氣層14之間、所述的防水透氣層14和外層15之間、所述的外層15與所述的隔熱板4之間均設(shè)有一溫度傳感器6 ；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)12與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層13之間、所述的外層15與所述的隔熱板4之間均設(shè)有一濕度傳感器16 ；所述的溫度傳感器6和濕度傳感器16均與所述的溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)20相連。本發(fā)明可模擬低輻射熱暴露環(huán)境，熱通量為6kW/m2-21kW/m2，作業(yè)人員出汗速率為1200_1300g/h新陳代謝水平下，衣下空氣層厚度6. 4mm 16. 4mm，測試熱防護(hù)織物系統(tǒng)熱防護(hù)性。
不難發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明可以更真實的模擬熱防護(hù)服裝及裝備在救援火場中的真實使用情況，更有效地模擬在作業(yè)人員強負(fù)荷體力活動情況下持續(xù)出汗對熱防護(hù)服用織物產(chǎn)生的潤濕，持續(xù)潤濕對織物系統(tǒng)熱防護(hù)性能的影響，以及持續(xù)潤濕情況下熱暴露環(huán)境中織物系統(tǒng)內(nèi)部及周邊的實時溫度和濕度變化；更好地完善了熱防護(hù)服裝及裝備的熱防護(hù)性測試和評估，對于研發(fā)熱防護(hù)新型材料、科學(xué)設(shè)計、合理選配熱防護(hù)服用織物系統(tǒng)，有效減少熱暴露對人體造成的熱傷害都具有非常重要的意義；另外，本發(fā)明的模擬裝置空間體積小，熱源能量、潤濕程度可控性強，皮膚及環(huán)境溫度、濕度能夠?qū)崿F(xiàn)實時精確數(shù)據(jù)采集。
權(quán)利要求
1.一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，包括熱暴露模擬箱(21)、水泵(10)、模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(19)和溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述的熱暴露模擬箱下設(shè)有基底箱(1)；所述的基底箱(1)內(nèi)設(shè)有加熱管O)；所述的熱暴露模擬箱外設(shè)有外殼(3)；所述的熱暴露模擬箱頂部裝有傳感器基座(17)；所述的傳感器基座(17) 內(nèi)設(shè)有與所述的模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(1 相連的模擬皮膚傳感器(1 ；所述的模擬皮膚傳感器(18)下表面設(shè)有毛細(xì)出水管網(wǎng)(1 ；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)(1 通過水管 (9)與所述的水泵(10)相連；所述的水泵(10)與恒溫水浴(11)相連；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)(1 下方設(shè)有由上而下依次疊加的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層(13)、防水透氣層(14)和外層(1 ；所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層(13)、防水透氣層(14)和外層(1 通過織物夾持裝置(7)設(shè)置在所述的熱暴露模擬箱內(nèi)；所述的織物夾持裝置(7)和毛細(xì)出水管網(wǎng)(12)之間設(shè)有間隔塊⑶；所述的外層(15)下方設(shè)有隔熱板⑷；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng) (12)與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層(1 之間、所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層(13) 與防水透氣層(14)之間、所述的防水透氣層(14)和外層(1 之間、所述的外層(1 與所述的隔熱板(4)之間均設(shè)有一溫度傳感器(6)；所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)(12)與所述的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層(13)之間、所述的外層(15)與所述的隔熱板⑷之間均設(shè)有一濕度傳感器(16)；所述的溫度傳感器(6)和濕度傳感器(16)均與所述的溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (20)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的加熱管(2)為石英管；所述的石英管產(chǎn)生的熱通量在6kW/m2-21kW/m2之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的隔熱板(4)通過卷繞電動機( 帶動開啟或關(guān)閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的隔熱板(4)由銅板、散熱水管和玻璃纖維層合板三層組成，其中，散熱水管中通有循環(huán)冷卻水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的間隔塊(8)的高度在6. 4mm 16. 4mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)(1 為中空“回”字形，其中，內(nèi)開口面積和所述的模擬皮膚傳感器下表面的橫截面積相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的毛細(xì)出水管網(wǎng)(12)的出水孔均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的水泵(10)為調(diào)速水泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的恒溫水浴 (11)內(nèi)裝有35°c恒溫水。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，其特征在于，所述的熱暴露模擬箱的橫截面為正方形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種織物系統(tǒng)熱防護(hù)性測試儀，包括熱暴露模擬箱、水泵、模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，熱暴露模擬箱下設(shè)有內(nèi)置加熱管的基底箱；熱暴露模擬箱外設(shè)有外殼，頂部裝有傳感器基座；傳感器基座內(nèi)設(shè)有與模擬皮膚溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連的模擬皮膚傳感器；模擬皮膚傳感器下表面設(shè)有毛細(xì)出水管網(wǎng)；毛細(xì)出水管網(wǎng)通過水管與恒溫水浴相連的水泵相連；毛細(xì)出水管網(wǎng)下方設(shè)有依次疊加的織物系統(tǒng)隔熱層附舒適層、防水透氣層和外層，并由織物夾持裝置固定；織物夾持裝置和毛細(xì)出水管網(wǎng)之間設(shè)有間隔塊；外層下方設(shè)有隔熱板；在合適的位置安裝與溫度濕度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連的溫度傳感器和濕度傳感器。本發(fā)明可以在持續(xù)潤濕的情況下評估熱防護(hù)性。
文檔編號G01N25/20GK102269722SQ20111011501
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者李俊, 李學(xué)東, 王云儀, 辛麗莎 申請人:東華大學(xué)