[發(fā)明專利]服裝衣下與外界環(huán)境之間空氣交換率的示蹤氣體測量裝置及方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110071331.0
• 申請日: 2011-03-23
• 公開（公告）號: CN102253185A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 張向輝;李俊
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N33/36
• 分類號: G01N33/36;G01N33/00;G01N1/14;G01N27/26
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發(fā)明屬服裝技術領域，特別是涉及一種服裝衣下與外界環(huán)境之間空氣交換率的示蹤氣體測量裝置及其方法。

背景技術

熱舒適性是人體對服裝所有功能要求中最重要的功能。根據(jù)Fanger(1970)熱平衡方程，只有當人體產生熱量通過顯熱和潛熱途徑散失，著裝者才會處于熱舒適狀態(tài)。著裝人體的熱散失途徑主有三種形式：(1)顯熱直接通過服裝向外界環(huán)境傳遞，散熱量取決于服裝各層材料厚度以及最內層服裝衣下空間間隙大小；(2)顯熱先傳遞到衣下空間中(即皮膚與最外層服裝之間的空間)，然后再通過服裝向外界環(huán)境傳遞；(3)潛熱以汗液蒸發(fā)的形式傳遞到衣下空間中，然后再以相同方式向外界環(huán)境傳遞。后兩種散熱途徑都取決于衣下空間與外界環(huán)境之間是否有充分的氣體交換。當外界空氣與衣下空氣之間缺乏交換時，人體汗液蒸發(fā)的水蒸汽將會蓄積在衣下空間，人體就會產生熱感；當外界空氣與衣下空氣之間交換氣流過大時，人體顯熱散熱量增大，人體就會產生冷感。因此，只有當進入服裝衣下空間的氣流量恰好使人體產生的顯熱和潛熱全部散失時，人體才會達到熱舒適性平衡。服裝衣下空間與外界環(huán)境之間的空氣交換率就成為決定熱舒適的重要指標。

影響服裝衣下空間與外界環(huán)境之間的空氣交換率的因素主要有：服裝材料透氣性、服裝款式結構設計、外界環(huán)境風速以及著裝者身體狀態(tài)等。就服裝而言，服裝材料的透氣性是決定服裝衣下空間與外界環(huán)境之間空氣交換率的主要因素。但對于一些功能防護服裝(如采用不透氣面料的防水服裝)，只有通過在服裝款式結構上進行適當?shù)脑O計才能實現(xiàn)衣下空氣與外界空氣之間的交換，如在服裝上增加可允許空氣流通的開口設計等。但如何評價并選擇能夠促進空氣流通的最佳設計在很大程度上取決于是否能夠實現(xiàn)對服裝衣下與外界環(huán)境之間的空氣交換率進行直接測量，得到量化表征指標，從而為防護服裝的功能設計提供依據(jù)。

目前一些測試儀器僅能對服裝材料的透氣性能進行測試，而對于著裝狀態(tài)下服裝衣下空間與外界環(huán)境之間的空氣交換率尚沒有適當?shù)膬x器能夠直接進行量化測定。如果采用間接生理測試方法，通常需要花費大量時間和費用，增加了防護服裝開發(fā)成本。因此，設計開發(fā)一種新型測試儀器裝置，實現(xiàn)快速簡單的測量外界環(huán)境與衣下空間之間的空氣交換率，對服裝整體或局部透氣性能以及不同功能設計效果進行評價，廣泛應用于各種類型服裝的設計開發(fā)，特別對于個體防護服裝的研發(fā)和評價，將起到很好的支持作用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種服裝衣下空間與外界環(huán)境之間空氣交換率的示蹤氣體測量裝置和方法，該裝置可以測量服裝衣下空間與外界環(huán)境之間的空氣交換率，實現(xiàn)量化表征服裝整體或局部透氣性能，以填補現(xiàn)有測試儀器中僅對服裝材料透氣性能進行測試，不能滿足在著裝狀態(tài)下，綜合服裝材料和服裝款式設計等因素對服裝整體或局部透氣性能以及功能設計效果進行量化評價的要求。該裝置簡單、靈敏，測試快速僅用數(shù)分鐘即可完成，測量結果準確、可重復性強。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種服裝衣下與外界環(huán)境之間空氣交換率的示蹤氣體測量裝置，包括示蹤氣體釋放系統(tǒng)和衣下空氣采集分析系統(tǒng)，所述的示蹤氣體釋放系統(tǒng)由依次相連的氮氣瓶、氣體流量計以及第一PVC塑料管組成；所述的衣下空氣采集分析系統(tǒng)由相互連接的第二PVC塑料管和便攜式氣體檢測儀組成。

所述的氮氣瓶與氣體流量計是通過一根內徑為8mmPVC塑料管連接在一起，氣體流量計與第一PVC塑料管是通過一根內徑為8mmPVC塑料管和多向閥連接在一起。

所述的氮氣瓶容積為40l，氮氣濃度為99.99％，接口處加配352X-80型單級式高壓氣體減壓器。

所述的氣體流量計為型號LZB-10WB玻璃轉子流量計，最大量程為45l/min。

所述的第一PVC塑料管是由2～6根內徑為8mm，長度為1m的PVC塑料管組成，每根塑料管末端封閉，塑料管上鉆雙排直徑為2mm的出氣孔，出氣孔間距為2cm。

所述的示蹤氣體釋放系統(tǒng)的氮氣流量為30l/min。

所述的第一PVC塑料管用膠帶固定在人體或假人的前、后軀干、上肢或下肢部位皮膚表面或內衣上。

所述的第二PVC塑料管與便攜式氣體檢測儀是通過多向閥和一根內徑為4mmPVC塑料管連接在一起。

所述的第二PVC塑料管是由1～4根內徑為4mm，長度為1m的PVC塑料管組成，每根塑料管僅末端開口。

所述的便攜式氣體檢測儀型號為PGM-1600，安裝有檢測氧氣的電化學傳感器，內置泵抽氣；檢測范圍為0～30％VOL，精度為0.1％VOL，抽氣泵速度為0.3l/min。