[發明專利]一種用于測量面料濕阻的微氣候儀及其方法

無效

• 申請號: 201310046741.9
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103134914A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 陳益松;蔡惠質
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G01N33/36
• 分類號: G01N33/36
• 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

本發明涉及服裝測量熱濕舒適性測試技術領域，特別是涉及一種用于測量面料濕阻的微氣候儀及其方法。

背景技術

以纖維材料制造的面料作為服裝的主要材料其最主要的特征就是擁有良好的透濕性能。測量面料的透濕性能都涉及皮膚出汗模擬技術，目前國際上基本是使用德國Hohenstein實驗室提出的（skin?model）而后成為國際標準ISO11092的出汗熱板儀測量面料的濕阻，然而，該類出汗平板儀不能直接測量有效通過面料的汗蒸發量，只能間接地測量由汗水汽化所消耗的功率，因此，只能采用環境溫度與測量熱板溫度相等的等溫法和不等溫條件下兩步法（先測無汗狀態的干熱損耗，再測出汗狀態下的濕熱損耗）來測量面料的濕阻。另一方面，由于被測面料與出汗膜直接接觸，液態水或多或少地浸入面料，從而對測量結果產生不利影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用于測量面料濕阻的微氣候儀及其方法，可以直接測量通過面料的蒸發水量，同時避免了液態水浸入面料內部而影響測量結果的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種用于測量面料濕阻的微氣候儀，包括加熱圓盤和垂直供水管，所述加熱圓盤上方設有出汗模擬皮膚，所述垂直供水管將水通入加熱圓盤與模擬皮膚之間的充水區；所述被測面料懸空置在所述出汗模擬皮膚上方，所述加熱圓盤下方設置有用于加熱的電熱絲；所述出汗模擬皮膚表面設有第一溫度傳感器，所述被測面料下表面設有第二溫度傳感器和濕度傳感器；所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和濕度傳感器均與所述測控系統相連，所述測控系統用于控制所述電熱絲加熱。

所述加熱圓盤外設有保溫套，所述被測面料通過所述保溫套及支撐十字架懸空置在所述出汗模擬皮膚上方。

所述出汗模擬皮膚呈拱形，并且采用封閉隔離氣層技術。

所述出汗模擬皮膚為PTFE微孔膜復合織物。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種上述用于測量面料濕阻的微氣候儀的使用方法，包括以下步驟：

（1）利用電熱絲進行加熱，使微氣候儀處于穩定狀態；

（2）根據面料下表面的溫度和相對濕度，以及環境的溫度和相對濕度，則算出被測面料及其上方空氣層的濕阻；

（3）減去空氣層的濕阻得到被測面料的濕阻。

所述步驟（2）中采用得到被測面料及其上方空氣層的濕阻，其中：R_e是被測面料及上方空氣層的總濕阻；A被測面料測試面積；P_uf是被測面料下表面溫度下被測面料下表面的飽和水汽壓；P_a是環境溫度下環境的飽和水汽壓；P_w是盛水容器中表面溫度控制在t_w時飽和水汽壓；RH_s是被測面料下表面的相對濕度；RH_a是環境的相對濕度；E是水的汽化熱，30°C時E=0.675W·h/g；G是通過被測面料的水蒸發量，G=πd²Δh，d是垂直供水管內直徑;⊿h是單位時間水位下降高度。

所述步驟（3）中的空氣層的濕阻采用來得到的空氣層的濕阻，其中：R_e0是空氣層的濕阻，Pa·m²/W；A₀是盛水容器中水面表面積，m²；P_w是水表面溫度控制在t_w時飽和水汽壓，Pa；G₀可通過加熱一平底容器中的水使其表面溫度與被測面料溫度相同，計算單位時間單位面積的蒸發量獲得，g/m²h。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明采用微氣候儀進行測試，面料與出汗皮膚不直接接觸，而是與環型壁一起形成一個微氣候空間，一個溫度傳感器檢測出汗模擬皮膚的表面溫度，另一個溫度傳感器和相對濕度傳感器置于被測面料下方檢測面料下表面的溫度和相對濕度。在系統達到穩態后，供水管中單位時間內的水下降量即等于模擬皮膚的出汗量也等于通過被測面料的透濕量，因此，該微氣候儀最大的特點就是可以直接測量通過被測面料的水蒸發量。加之已測得面料下表面的溫度和相對濕度，以及環境的溫度和相對濕度，則根據濕阻公式可直接算出面料及其上方空氣層的濕阻，減去空氣層的濕阻，即為面料本身的濕阻。因為該方法被測面料與出汗皮膚不直接接觸，皮膚析出的液態水不能直接浸入到面料中，因此，該方法測得的濕阻是純濕氣透過面料的濕阻。

附圖說明