一种模拟人体发热测量服装材料热辐射透过性能的装置的制作方法

本发明涉及实验器材技术领域，具体来说，是模拟人体发热测量服装材料热辐射透过性能的装置。

背景技术：

现有技术中据相关资料显示对于一个处于静止状态或处于轻度运动的人来说，通过热辐射所散发的热量大致占全部热量的40％-60％。由于人体的红外辐射存在有热量，所以若想达到降低人体温度需使人体热辐射尽量远离人体，而若想提高人体温度则需要热辐射尽可能返回人体，被人体二次利用。这种新颖的调节人体体温的方式被称为“人体辐射管理”。“人体辐射管理”作为一种较为新颖的调温方法，正在被应用于纺织服装领域。

衣用纺织品作为一种日常与人体皮肤所接触的日用生活品，其对人体热辐射的透过与阻隔性能会对“人体辐射管理”产生很大的的影响。不同材质与结构的纺织材料对红外的透过性能不尽相同，搭配适当材料与结构可以构建符合热辐射需求的纺织材料。然而目前，在纺织材料对热辐射性能的透过性能测量方面任有较大的欠缺，相关测量设备与测试方法手段任有缺失，设计一种可准确测量纺织材料对人体热辐射透过性能的设备装置显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种模拟人体发热测量服装材料热辐射透过性能的装置，通过控制模拟环境温度、湿度以及风速等条件，测量织物试样覆盖在模拟人体皮肤上时人体皮肤温度的实时温度变化，以判定织物试样对热辐射的透过性能。

本发明的目的是这样实现的：一种模拟人体发热测量服装材料热辐射透过性能的装置，包括如下部分：配置有显示器的电控单元；具有隔热性能的外置机箱；内置于外置机箱内腔的、由柔软硅胶制成的、用于模拟人体皮肤的发热机箱；覆盖在发热机箱上侧的织物试样；与发热机箱配套安装的、用于给发热机箱制热的制热单元；用于检测发热机箱表面温度的温度检测单元；向外置机箱内腔通风的通风系统；向外置机箱内腔通入湿气的透湿系统；以及水循环系统；

其中，所述外置机箱的壁设置为内外双层结构，且在外置机箱内外两层壁之间设有与外置机箱内腔隔绝的容水腔，所述外置机箱的外层壁设有与水循环系统出水端接通的、且与容水腔连通的进水口，所述外置机箱的外层壁还设有与水循环系统进水端接通的、且与容水腔连通的出水口；

所述通风系统包括风机、进风通道、出风通道，所述进风通道、出风通道均设置在外置机箱的壁上且与容水腔隔绝，所述风机、进风通道、外置机箱、出风通道依次接通，所述出风通道的出风端与外界大气相接；

所述透湿系统包括湿气发生器、透湿通道，所述透湿通道设置在外置机箱的壁上且与容水腔隔绝，所述透湿通道一端与外置机箱内腔接通，所述透湿通道另一端通过输送管与湿气发生器的输出端接通；

所述温度检测单元包括与电控单元连接的上温度传感器、下温度传感器，所述上温度传感器设置在发热机箱上侧且被织物试样覆盖，所述下温度传感器设置在发热机箱下侧。

进一步地，所述外置机箱内腔中安装有与电控单元连接的红外探测器，所述红外探测器的检测端正对发热机箱上侧。

进一步地，所述制热单元包括电源、发热电阻丝、加热开关，所述发热电阻丝内置于发热机箱中，所述电源、发热电阻丝、加热开关在加热时构成一电流回路。

进一步地，所述发热机箱内壁底部铺设有隔热层，所述发热电阻丝贴装在隔热层上表面。

进一步地，所述外置机箱的外壁面上包覆有铜质贴纸。

进一步地，所述织物试样配套设有样品夹，所述织物试样通过样品夹锁定在发热机箱上侧。

进一步地，所述上温度传感器、下温度传感器均为热电偶。

本发明的有益效果在于：通过控制模拟环境温度、湿度以及风速等条件，测量织物试样覆盖在模拟人体皮肤上时人体皮肤温度的实时温度变化，以准确地判定织物试样对热辐射的透过性能。

附图说明

图1是本发明的纵剖示意图。

图2是本发明的俯瞰布局示意图。

图3是本发明的电控关系示意图。

图中，1外置机箱，1a容水腔，2铜质贴纸，3发热机箱，4电源，5发热电阻丝，6加热开关，7隔热层，8上温度传感器，9下温度传感器，10风机，11进风通道，12出风通道，13湿气发生器，14透湿通道，15水循环系统，15a水箱，15b循环水泵，16进水口，17出水口，18红外探测器，19织物试样，20电控单元，21显示器，22样品夹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

结合图1-3所示，一种模拟人体发热测量服装材料热辐射透过性能的装置，包括如下部分：

配置有显示器21的电控单元20；

具有隔热性能的外置机箱1；

内置于外置机箱1内腔的、由柔软硅胶制成的、用于模拟人体皮肤的发热机箱3；

覆盖在发热机箱3上侧的织物试样19；

与发热机箱3配套安装的、用于给发热机箱3制热的制热单元；

用于检测发热机箱3表面温度的温度检测单元；

向外置机箱1内腔通风的通风系统；

向外置机箱1内腔通入湿气的透湿系统；

以及水循环系统15。

其中，外置机箱1的壁设置为内外双层结构，且在外置机箱1内外两层壁之间设有与外置机箱1内腔隔绝的容水腔1a，外置机箱1的外层壁设有与水循环系统15出水端接通的、且与容水腔1a连通的进水口16，外置机箱1的外层壁还设有与水循环系统15进水端接通的、且与容水腔1a连通的出水口17。

上述通风系统包括风机10、进风通道11、出风通道12，进风通道11、出风通道12均设置在外置机箱1的壁上且与容水腔1a隔绝，风机10、进风通道11、外置机箱1、出风通道12依次接通，出风通道12的出风端与外界大气相接。

上述透湿系统包括湿气发生器13、透湿通道14，透湿通道14设置在外置机箱1的壁上且与容水腔1a隔绝，透湿通道14一端与外置机箱1内腔接通，透湿通道14另一端通过输送管与湿气发生器13的输出端接通。

上述温度检测单元包括与电控单元20连接的上温度传感器8、下温度传感器9，上温度传感器8设置在发热机箱3上侧且被织物试样19覆盖，下温度传感器9设置在发热机箱3下侧。

上述外置机箱1内腔中安装有与电控单元20连接的红外探测器18，红外探测器18的检测端正对发热机箱3上侧。

上述制热单元包括电源4、发热电阻丝5、加热开关6，发热电阻丝5内置于发热机箱3中，电源4、发热电阻丝5、加热开关6在加热时构成一电流回路。

上述发热机箱3内壁底部铺设有隔热层7，发热电阻丝5贴装在隔热层7上表面。

上述外置机箱1的外壁面上包覆有铜质贴纸2。

上述织物试样19配套设有样品夹22，织物试样19通过样品夹22锁定在发热机箱3上侧。

上述上温度传感器8、下温度传感器9均为热电偶。

为保证该装置的适用范围与准确性，外置机箱1可模拟环境温度、湿度以及风速等条件。

在外置机箱1上设置进水口16与出水口17，进水口16、出水口17与水循环系统15连通，以便向容水腔1a内通水、排水，产生水循环，以达到控制外置机箱1内温度的目的。

在外置机箱1上设置透湿通道14，与湿气发生器13接通，可用于调节微环境湿度。

在外置机箱1设置进风通道11、出风通道12，利用风机10向外置机箱1内通风，可模拟环境空气流速。为排除外部热辐射对测试的干扰，外置机箱1外壁包覆有铜质贴纸2。红外探测器18可检测服装材料对人体红外的透过性能，可直观地反映出服装材料的红外透过率。

开始测试时，首先通过水流循环、透湿与通风的手段来调节模拟环境至预期状态，开启发热电阻丝5，发热电阻丝5的功率维持在65w左右，且温度调节范围在30℃至40℃，与人体正常体温区间相吻合。在发热电阻丝5的下方存在有隔热层7，可以起到阻止热量扩散，加快温度提升的作用。将织物试样19平整覆盖在发热机箱3上侧，并使用样品夹22将织物试样19夹在发热机箱3上侧。上温度传感器8位于发热机箱3的上侧正中心，下温度传感器9位于发热机箱3的下侧正中心，在测试时织物试样19覆盖上温度传感器8，可以实时测量发热机箱3的温度变化，上温度传感器8和下温度传感器9所检测得到的温度数据通过电控单元20处理以输出到显示器21。利用发热机箱3在织物试样19覆盖前后的温度值变化量来判定服装材料对人体热辐射的透过性能。在测试过程中同时下调红外探测器18的探头，直至其接触织物试样19表面。红外探测器18检测出服装材料在人体红外波长范围内的透过率，并通过电控单元20处理以输出到显示器21。

以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护范围之内。