[發明專利]動態熱防護性能測評裝置

在審

• 申請號: 201410608109.3
• 申請日: 2014-11-03
• 公開（公告）號: CN104316562A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 盧業虎;賴丹丹;王發明;張成蛟
• 申請（專利權）人: 蘇州大學張家港工業技術研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊明

技術領域

本發明涉及一種織物防護性能測評裝置，尤其是一種動態熱防護性能測評裝置，屬于職業安全與健康技術領域。

背景技術

海軍、消防、石油化工、能源工業、食品加工等行業工作人員可能會遭受各種熱災害環境(包括火焰、輻射熱、高溫液體或高壓蒸汽等)，從而對他們的健康產生潛在的威脅。客觀準確地測評防護織物的防護性能，可以為防護材料及裝備的研發與選擇提供重要的科學依據。當前對火焰和輻射熱災害防護性能的評價主要采用TPP測試儀、RPP測試儀、錐形量熱儀等；高溫液體防護性能的測評采用ASTM?F?2701規定的高溫液體防護性能測試儀。主要原理是將待測織物試樣直接放置在傳感器板上，并暴露在特定的熱災害環境下，待測織物的另一面放置銅片熱流傳感器用于測定透過待測織物的熱流量，并通過數據采集儀記錄并基于Stoll曲線預測人體皮膚達到二級燒傷所需要的時間，從而評價熱防護織物系統的防護性能。然而，在這些實驗室模擬條件下，待測織物處于平整松弛狀態，待測織物與皮膚之間平行接觸或存在一定的間隙，僅能模擬人體靜態條件下防護織物系統的防護性能，忽略了動態情形下防護服裝的防護性能，不能真正反映實際工作條件下熱防護服裝的防護性能。

在實際工作環境下，著裝者會處于不同的姿勢，人體姿勢的變化會改變織物的外觀形態，產生織物形變，織物形變主要包括拉伸、彎曲、剪切和壓縮等綜合作用。其次，服裝與人體之間的間隙也隨著人體運動而有規律地增加或減小，影響服裝的防護性能。最后，因人體運動引起服裝面料與人體皮膚接觸，儲存在服裝內的能量迅速釋放，可能會導致皮膚燒傷。

實際上，由于人體動作姿態的變化，防護服裝會產生不同程度的形變，一方面織物拉伸形變的部位會直接貼近或壓迫皮膚，衣下空氣層厚度下降，使熱量傳遞速度急劇加快，尤其是當織物中存儲熱釋放時更容易導致人體的燒傷；另一方面，織物拉伸形變會改變其初始的物理特征，導致織物的密度、透氣性、厚度、熱傳導系數、比熱容等屬性發生變化，直接影響服裝系統的熱防護性能。此外，在人體動態條件下，服裝與人體之間的空氣層有規律地增加或減小，勢必會影響其防護性能。

綜上所述，很有必要設計和開發更好的測評裝置并準確地測試動態條件下熱防護裝備的熱防護性能，確保著裝者的職業健康與安全。

發明內容

本發明的目的是提供一種動態熱防護性能測評裝置，其可實現人體動態條件下織物系統熱防護性能測評。

本發明的動態熱防護性能測評裝置，用以固定待測織物以對該待測織物進行測試，包括支架、設置在支架上以固定待測織物并促使待測織物發生形變的人體動態模擬裝置、相對設置在人體動態模擬裝置兩側的災害源和熱流傳感器、以及與所述熱流傳感器信號連接的數據采集及程序控制系統，所述人體動態模擬裝置包括抵持在待測織物上的人體模擬器和至少夾持在待測織物一端的拉伸裝置，所述人體模擬器具有抵持在待測織物上的抵持壁，所述抵持壁與災害源相對設置在待測織物的兩側，所述待測織物與熱流傳感器相對設置在抵持壁的兩側，所述動態熱防護性能測評裝置還包括與所述熱流傳感器連接的空氣層動態變化裝置，所述空氣層動態變化裝置驅動所述熱流傳感器相對抵持壁移動，所述空氣層動態變化裝置、拉伸裝置分別和數據采集及程序控制系統連接并由數據采集及程序控制系統控制。

進一步的，所述人體模擬器設置有中空部，所述中空部與待測織物相對設置在抵持壁的兩側，且熱流傳感器設置在中空部內。

進一步的，所述空氣層動態變化裝置固定在所述中空部內，所述空氣層動態變化裝置包括固定在中空部內的缸體和設置于缸體且沿缸體移動的柱塞，所述熱流傳感器設置在柱塞上。

進一步的，所述熱流傳感器包括設置在空氣層動態變化裝置上的底座和設置在底座上的熱電偶，所述底座包括朝向所述抵持壁的安裝面，所述熱電偶設置在所述安裝面上。

進一步的，所述抵持壁呈弧形彎折，所述安裝面為弧形面，所述安裝面的弧度與抵持壁的彎折弧度相同。

進一步的，所述拉伸裝置包括砝碼、與砝碼連接的連接帶、以及連接連接帶與待測織物的試樣夾。

進一步的，所述拉伸裝置還包括升降臺，所述砝碼放置在升降臺上。

進一步的，所述拉伸裝置還包括設置在所述砝碼與連接帶之間的彈簧計。

進一步的，所述拉伸裝置還包括設置在連接帶內側并抵持連接帶的定滑輪和固定所述定滑輪的固定架。