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纺织品保温性测试的方法

2017-12-20 点击:

 

  本发明涉及到一种检测纺织品保温性能的方法,具体地说是一种定功率测温差,计算出纺织品保温率、传热系数、克罗值的方法。

  目前国内外对于纺织品保温性能检测大都采用平板式保温性测试仪,建立一个只能向上散热的检测系统,恒定试验板、底板、保护板温度为36±0.5℃,环境温度20±2℃,以通断电方式保温,获得对试验板加热的起停率,随后以《热工学》中材料的传热系数U=P/A(Tp-Ta)为基础;按纺织品保温性能检测标准GB11048-89有关公式计算;得出纺织品的保温率、传热系数、克罗值。该方法标准的理论依据是正确、合理的,但“起停率”的测量受到热惯性的严重影响,以至试验结果波动很大,甚至同一台仪器同一块试样,前后检测的数据不一致,在不同检测机构得出的数据更是五花八门。目前,国内各家纺织仪器厂、包括国外仪器厂生产的纺织品保暖仪均是如此,最近纺织工业标准化研究所在全国组织多家单位对现有国内五家生产保温仪的产品进行了大量的比对检测,数据表明同一块试样,在各单位测得结果差异很大,甚至同台仪器,前后检测的结果相差很大。又如美国标准ASTM D1518---2003中12.1总结——在相同设备及一批样品中进行随机抽样的情况下,两组实验均由经验丰富的实验员完成,则要求95%以上的同一样品的两组不同试验结果试样的传热系数U2的偏差不能超过4.5%。在其他情况下,会出现较大的误差。12.2中的实验差异性一个实验员完成平均2.2%、多个实验室共同完成平均10.7%,可见既有试样之间的离散性又有检测仪器自身较大的偏差。

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  温度设上下限,用通断电来恒定温度的方法,在底板和保护板上散热快,热惯性不大。但在试验板上就出现严重热惯性问题,当试样覆盖后,特别是厚织物时,试验板向上的散热很慢,温度达到上限时,加热通电虽结束,温度仍然向上——过冲,试验板温度下降很慢,下降0.1℃也需很长时间,并且每次过冲的量也不一致。同样,当温度到达下限时,虽及时通电加热,试验板的温度继续下降,要过一段时间才上升,造成占空比偏差大,直接取通断电时间作为仪器的检测度量,那么结果必然会偏差大。

  另外,各家生产的仪器,试验板温度上下限大都控制0.1℃至0.2℃,例如35.9到36.1℃,而目前仪器所用的温度传感器精度要粗于0.1℃,用这样的传感器来控制那么小的温度带也是造成检测不准的原因之一。


  为了得到重视再现性的clo值而开发出来的thermal·mannequin tester(ITM型),是铝铸造制mannequin中埋有特殊的发热装置及温度传感器,共计1~24个地方(头、胸、背、腹、腰以及左右的上臂、前膊、手、大腿、小腿、脚等),其中每个地方为了防止热传导,采用特殊的热阻断材料区分开来。另外,各个部位可以设定不同的温度、预测各个部位的热阻强度(℃/Kcal/㎡·Hr.)。还有,为了计算出各种数值,Windows要装有对应的数字处理系统、为了温度设定以及温度调整要导入精确度高的感知技术、使人体尽可能和表面温度的分布相同。


  舒适性:

  根据现代的衣服的要求,不单单追求时尚性,而是更倾向于重视没有任何用途的舒适性。归根结底就是说,受周边气温的约束,衣服的重要职责是在身体周围产生舒适的温热条件,这就要依据衣服的保温性,那个保温性是由纤维和布的热传导率、含气性、通气性所决定,综合来说就是最好由衣服中含有的流动空气的量所决定。还有,这个测定的依据、舒适性评价特性的基础,是由高度多机能纤维加工技术的研究开发、时尚性以及舒适性的之间的关系所贡献的。

  克罗值:

  提倡用克罗值值来追求舒适性的评价特性。1 clo的定义就是,在温度为21℃、湿度在50%以下,气流在10cm/s速度以下的环境中,人既不感到寒冷也不感到炎热的服装舒适感。例如,无衣物条件下正是0clo的时候,既不寒冷也不炎热舒适的温度是30℃、穿着1  clo的衣服定义的舒适温度就变成了21℃、相当于1  clo变成了9℃的温度差、那么在9℃比21℃低了12℃的环境下,感到舒适的衣服就是2clo(9℃×2  clo+室温/12℃=30℃)的样子的衣服,说的就是clo值与环境温度的比例关系。这个clo值的定义就是,表面来说就是保温性、是有深层趣味的东西,要是实用的话,有不便的地方。因此,以生物学的方法来说,在人体的各个地方附带温度传感器之后再穿衣服,虽然也能求出clo值,但就用这个方法,即使同一个人穿着同一件衣服来测定也得不出同样的数值,也就是说,最终得出的结果是缺乏再现性。为了解决这个问题,开发出了(thermal·mannequin tester)追求良好的、客观的再现性的clo值。

  技术参数:

  设定值及精确度

  电压范围:0~100V,±0.025V

  电流范围:0~2A,±0.5mA

  加热器温度:0.0~100.0℃,0.03℃

  表面温度:0.0~50.0℃,±0.02℃

  热模拟部分

  Thermal部分:J I S  W-160-85

  (控制加热器及温度传感器的组合)

  测定场所个数:1~24个地方/头、胸、背、腹、腰以及左右的上臂、前膊、手、

  腿、小腿、脚等(标准部位的个数是17个部位)

  加热器温度感知器:热变电阻感知器

  热敏阻值:10KΩ/25℃  ±1%

  数据操纵及验算部分

  数据处理装置:个人电脑/Windows

  温度控制部分:工业用的特殊种类的电脑(PC/AT互换机)

  设定机能:选择控制部位、加热器温度(0.0~50.0℃)、加热器电流(0~1200A)、测定周期(15秒 ~5分)、测地各个地方面积(自动表示)

  印刷项目及间隔、图标表示、数据表示、彩色表示暖体假人温度分布。

  测定值:表面温度及平均表面温度(0.0~50.0℃)、加热器温度(0.0~100.0℃)、加热器电流(0~2A)、加热器电压(0~100V)、加热器电流(0~1.2A)、加热器综合电力(指数表示/设定场所个数的总计值)

  演算值:相当于单位面积的电功率(指数表示)

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