一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紡織品檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]遠(yuǎn)紅外紡織品作為集蓄熱保溫、保健和抗菌功能于一體的產(chǎn)品而備受關(guān)注，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，世界各國(guó)的科研人員便開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行研宄。遠(yuǎn)紅外紡織品是將遠(yuǎn)紅外陶瓷與紡織品有效地融合后，可在很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收環(huán)境或人體發(fā)射出的電磁波，并輻射出波長(zhǎng)在2.5-30 μ m的遠(yuǎn)紅外線，具備蓄熱保溫、促進(jìn)血液循環(huán)，調(diào)節(jié)新陳代謝，減小水分子締合度和提高細(xì)胞活性的功能紡織品。但要達(dá)到以上目的，必須具備以下條件:一是要吸收外界能量，二是要與皮膚直接接觸。
[0003]根據(jù)檢索資料顯示國(guó)外尚無(wú)與遠(yuǎn)紅外紡織品相關(guān)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有4項(xiàng)，即FZ/T 64010-2000(2014)《遠(yuǎn)紅外紡織品》、GB/T 18319-2001《紡織品紅外蓄熱保暖性的試驗(yàn)方法》、GB/T 30127-2013《紡織品遠(yuǎn)紅外性能的檢測(cè)和評(píng)價(jià)》以及CAS 115-2005《保健功能紡織品》。檢測(cè)方法主要有溫升法、發(fā)射率法和人體實(shí)驗(yàn)法三種，此外研宄人員應(yīng)用較多的還有熱阻CLO值法、傳熱系數(shù)法和不銹鋼鍋法等。
[0004](I)溫升法:測(cè)量物體受樣品遠(yuǎn)紅外輻射后的升溫情況。在一定程度上能反映出遠(yuǎn)紅外紡織品的蓄熱調(diào)溫功效，但現(xiàn)有的溫升測(cè)試方法在紅外輻射到織物上時(shí)，紅外透射和反射會(huì)嚴(yán)重干擾紅外測(cè)溫儀的讀數(shù)，另外紅外光源的均勻性較差，很難保證不同樣品上的紅外光源的強(qiáng)度是一樣。且用紅外燈照射織物，織物所獲得的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于織物在穿著時(shí)所獲得的能量。
[0005](2)發(fā)射率法:發(fā)射率是影響遠(yuǎn)紅外紡織品性能的重要因素，反映了織物遠(yuǎn)紅外輻射功率或輻射度的大小，因此發(fā)射率是衡量織物遠(yuǎn)紅外輻射能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)。但發(fā)射率檢測(cè)方法尚不能完全排除紡織品表面結(jié)構(gòu)、顏色、樣品回潮率等客觀因素的影響，因此從某種程度上說(shuō)，單純根據(jù)紡織品發(fā)射率大小，并不能完全說(shuō)明遠(yuǎn)紅外紡織品性能的好壞。且發(fā)射率測(cè)試法都存在參照黑體選擇的問(wèn)題，現(xiàn)實(shí)中不存在真正的黑體，因此不同試驗(yàn)儀器中所選用黑體的近似程度是不同的，因而造成發(fā)射率的測(cè)試結(jié)果有差異。且發(fā)射率只有達(dá)到一定的程度才能對(duì)人體發(fā)揮作用，因此，也才能被稱(chēng)作遠(yuǎn)紅外紡織品，而不能像已有標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 64010-2000單純的根據(jù)發(fā)射率的提高量來(lái)作為衡量是否為遠(yuǎn)紅外紡織品。
[0006](3)人體實(shí)驗(yàn)法:人體試驗(yàn)法主要是通過(guò)人體穿著遠(yuǎn)紅外紡織品的感覺(jué)或升溫幅度來(lái)進(jìn)行衡量，大至可分為三類(lèi):
[0007]第一類(lèi):測(cè)試遠(yuǎn)紅外紡織品對(duì)人體血流速度的影響。人穿上遠(yuǎn)紅外紡織品前后，在不同時(shí)間段分別測(cè)試血流速度的大小確定血流速度是否增加。血流速度增加說(shuō)明人體對(duì)遠(yuǎn)紅外有吸收，從而帶來(lái)溫升，有一定保健效果。
[0008]第二類(lèi):測(cè)量人體體表溫度。測(cè)量人體在穿著遠(yuǎn)紅外紡織品前后，一定時(shí)間內(nèi)體表溫度的變化，計(jì)算溫差。
[0009]第三類(lèi):通過(guò)人體穿著遠(yuǎn)紅外紡織品的感覺(jué)進(jìn)行評(píng)價(jià)，可用來(lái)比較不同織物的保暖性能。
[0010]此法受外界環(huán)境、人群的個(gè)體差異以及心理因素的影響比較大，要獲取比較準(zhǔn)確結(jié)論，除測(cè)試環(huán)境應(yīng)保持一致外，還需進(jìn)行大樣本量的人體測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了克服現(xiàn)有遠(yuǎn)紅外紡織品測(cè)試方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置及測(cè)試方法，該方法采用模擬人體真實(shí)溫度的恒溫裝置，在紅外線輻射源輻射下，利用與多點(diǎn)智能溫度計(jì)設(shè)計(jì)組合的系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)紅外紡織品的溫升性能測(cè)試。
[0012]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置，其特征在于，包括暖體假人、遠(yuǎn)紅外線輻射源、測(cè)量區(qū)域、智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)、數(shù)據(jù)輸出線、電纜、上位機(jī)和透明絕緣箱體，所述暖體假人包括假人模型、超級(jí)恒溫槽、循環(huán)水系統(tǒng)和發(fā)汗皮膚系統(tǒng)，所述假人模型為空心框架結(jié)構(gòu)，發(fā)汗皮膚系統(tǒng)包裹在其表面上，超級(jí)恒溫槽和循環(huán)水系統(tǒng)位于假人模型的內(nèi)部；所述超級(jí)恒溫槽作為其供熱源，模仿人體內(nèi)部的供熱環(huán)境。超級(jí)恒溫槽的開(kāi)、關(guān)受上位機(jī)控制，其溫度設(shè)定在38°c ;所述循環(huán)水系統(tǒng)與超級(jí)恒溫槽連通，為0.3-0.5_管徑的細(xì)軟管排布在假人模型的內(nèi)表面上的結(jié)構(gòu)，模仿人的血液循環(huán)主脈流動(dòng)過(guò)程中的散熱，細(xì)軟管的進(jìn)水口端接入到超級(jí)恒溫槽的水浴內(nèi)部，細(xì)軟管的出水口端置于超級(jí)恒溫槽的水浴水面上，循環(huán)水系統(tǒng)動(dòng)力為微型泵，開(kāi)、關(guān)及流速受上位機(jī)7控制，控制流速9mL/s。
[0013]所述發(fā)汗皮膚系統(tǒng)的模擬皮膚層為多孔膜結(jié)構(gòu)，包裹在暖體假人的外表面上，其上有微毛細(xì)滴水管，密度為4個(gè)/cm2，微毛細(xì)滴水管的管徑為1-2 μ m ;所有的微毛細(xì)滴水管連接到一個(gè)氣塞式微型泵，氣塞式微型泵的進(jìn)水口端與超級(jí)恒溫槽的水浴連通，微型泵受上位機(jī)控制從而控制微毛細(xì)滴水管出水的流量，在38°C、濕度60%時(shí)，發(fā)汗量為120g/m2h。
[0014]所述測(cè)量區(qū)域位于暖體假人外表面上。
[0015]所述智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)包括多個(gè)溫度探頭、溫度處理器和溫度顯示器，溫度探頭的感應(yīng)端均勻分布于暖體假人表面的測(cè)量區(qū)域上，并朝向遠(yuǎn)紅外線輻射源的方向，溫度探頭的另一端與溫度處理器電連接，溫度處理器位于溫度顯示器的內(nèi)部，兩者電連接，測(cè)量精度為0.rc;所述遠(yuǎn)紅外線輻射源安裝于所述透明絕緣箱體的側(cè)壁上，遠(yuǎn)紅外線輻射源的發(fā)射面為平面，其發(fā)射面水平正對(duì)著暖體假人外表面上測(cè)量區(qū)域的中間位置；所述超級(jí)恒溫槽、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)汗皮膚系統(tǒng)、智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)均與上位機(jī)電連接。
[0016]所述透明絕緣箱體包括上罩跟底座，上罩為一端開(kāi)口的空心柱狀結(jié)構(gòu)，底座為一平板上有凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)的大小和結(jié)構(gòu)與上罩靠近外側(cè)的空心處相匹配，凸臺(tái)的高度為3-5cm;所述暖體假人固定在凸臺(tái)上，暖體假人的高度低于上罩內(nèi)部空心部分的高度。
[0017]所述遠(yuǎn)紅外線輻射源為陶瓷紅外輻射器，為錐體形結(jié)構(gòu)，其發(fā)射面為錐體形的底面，直徑為90mm，加熱功率為150w，輻射紅外線的波長(zhǎng)范圍為3-15ym。
[0018]所述上位機(jī)為電腦或其它裝載控制軟件的控制終端。
[0019]進(jìn)一步的，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試方法，其特征在于，采用上述遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置和下述操作步驟:
[0020]I)試樣的制備
[0021]依據(jù)暖體假人的大小，將待測(cè)樣裁剪并縫制為適合暖體假人大小的尺寸；
[0022]2)測(cè)試準(zhǔn)備
[0023]將縫制好的測(cè)試樣套于暖體假人表面，完全包覆測(cè)試區(qū)域，測(cè)試樣的正面向外，同時(shí)開(kāi)啟上位機(jī)，，啟動(dòng)超級(jí)恒溫槽、循環(huán)水系統(tǒng)、發(fā)汗皮膚系統(tǒng)、智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)，待裝置穩(wěn)定30min且溫度顯示器數(shù)值達(dá)到設(shè)定值后不再發(fā)生變化時(shí)，準(zhǔn)備測(cè)試；
[0024]3)測(cè)試過(guò)程
[0025]將遠(yuǎn)紅外線輻射源置于與測(cè)試區(qū)域相距Im的位置，并保證二者中心點(diǎn)在同一直線上，開(kāi)啟遠(yuǎn)紅外線輻射源輻照測(cè)試樣，輻照5min后，每隔I分鐘記錄一次溫度顯示器上的溫度數(shù)值，直到輻照1min后停止記錄，共記錄5組數(shù)據(jù)；
[0026]4)完成測(cè)試
[0027]完成以上測(cè)試后，關(guān)閉遠(yuǎn)紅外線輻射源、暖體假人以及智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)，計(jì)算測(cè)試結(jié)果。
[0028]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明中引入模擬人體真實(shí)穿著使用溫度的恒溫裝置，恒溫裝置表面具有當(dāng)前較為成熟的模擬人體發(fā)汗皮膚層相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品，在紅外線輻射源輻射下利用多點(diǎn)智能溫度計(jì)檢測(cè)溫度的變化，既考慮外部輻射能量的影響，也考慮人體自身輻射能量的影響，同時(shí)由于恒溫裝置的引入從而排除人體實(shí)驗(yàn)法中的個(gè)體差異和心理因素的影響，測(cè)試方法及測(cè)試裝置設(shè)計(jì)科學(xué)規(guī)范，測(cè)試結(jié)果可信度高，能夠合理反映遠(yuǎn)紅外紡織品溫升性能。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明一種遠(yuǎn)紅外紡織品溫升測(cè)試裝置(參見(jiàn)圖1)，其特征在于，包括暖體假人1、遠(yuǎn)紅外線輻射源2、測(cè)量區(qū)域3、智能多點(diǎn)平均溫度計(jì)4、數(shù)據(jù)輸出線5、電纜6、上位機(jī)7和透明絕緣箱體8，所述暖體假人I包括假人模型、超級(jí)恒溫槽、循環(huán)水系統(tǒng)和發(fā)汗皮膚系統(tǒng)，所述假人模型為空心框架結(jié)構(gòu)，發(fā)汗皮膚系統(tǒng)包裹在其表面上，超級(jí)恒溫槽和循環(huán)水系統(tǒng)位于假人模型的內(nèi)部；所述超級(jí)恒溫槽作為其供熱源，模仿人體內(nèi)部的供熱環(huán)境。超級(jí)恒溫槽的開(kāi)、關(guān)受上位機(jī)控