一种保暖服装材料热阻快速测试装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种保暖服装材料热阻快速测试装置，包括织物热阻测试用平板仪、数据采集系统、控制系统和电源，所述织物热阻测试用平板仪包括实验板、底板和保护板；所述实验板位于中间位置，所述护板围绕在实验板四周，所述底板水平位于实验板和护板的正下方；所述实验板、底板和保护板的下方均放置有与电源相连的加热元件；所述数据采集系统用于获取所述实验板、底板和保护板的温度；所述控制系统根据数据采集系统采集到的温度采用PID控制方式控制电源的开关。本发明可以缩短测试时间。
【专利说明】
一种保暖服装材料热阻快速测试装置
技术领域
[0001]本发明涉及织物热阻测试技术领域，特别是涉及一种保暖服装材料热阻快速测试
目.0
【背景技术】
[0002]目前，国内对织物热阻的测试一般依照的是GB/T11048-2008中推荐的平板法仪器，我国生产的YG606E是符合平板法测试要求且使用较多的一种织物热阻测试仪器。但YG606E的测试时间较长，测试一块保暖服装材料平均耗时约为80分钟左右，对织物热阻的研究造成很大不便。
[0003]PID控制又称比例、积分、微分控制，是在工业控制中应用最为广泛的的调节器控制规律。比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系，当偏差信号出现时，控制器立即产生作用使偏差向减小的方向变化。在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系，积分控制的作用是消除系统的稳态误差。从理论上讲，只要控制系统的动态误不为O积分控制就会产生作用。在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分成正比关系。微分控制的主要作用是改善系统的稳定性和反应速度，同时微分控制具有超前调节的作用，在偏差还没有形成之前就可将其消除。微分控制一般不能单独使用需要与前两种控制作用组合形成H)控制或PID控制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种保暖服装材料热阻快速测试装置，可以缩短测试时间。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种保暖服装材料热阻快速测试装置，包括织物热阻测试用平板仪、数据采集系统、控制系统和电源，所述织物热阻测试用平板仪包括实验板、底板和保护板;所述实验板位于中间位置，所述护板围绕在实验板四周，所述底板水平位于实验板和护板的正下方;所述实验板、底板和保护板的下方均放置有与电源相连的加热元件;所述数据采集系统用于获取所述实验板、底板和保护板的温度;所述控制系统根据数据采集系统采集到的温度采用PID控制方式控制电源的开关。
[0006]所述实验板与底板之间、护板与底板之间均存在间距为20mm-50mm的气室。
[0007]所述实验板与护板之间放置隔热材料。
[0008]所述护板单边宽度大于实验板宽度的三分之二。
[0009]所述数据采集系统包括相互连接的三个温度传感器和数据采集卡;所述三个温度传感器分别放置在所述实验板、护板和底板下表面的中间位置。
[0010]所述控制系统包括相互连接的PID控制器和继电系统;所述继电系统根据所述PID控制器进行电源开关的控制。
[0011 ] 所述PID控制器的三个参数的设置范围分别为9?20，2?5，0.01?0.1。
[0012]有益效果
[0013]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明通过PID控制使实验板、护板和底板快速达到并稳定在35±0.5°C，从而缩短测试时间，提高了保暖服装材料热阻测试的效率。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图；
[0015]其中，I为织物热阻测试用平板仪、2为数据采集系统、3为控制系统、4为电源。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0017]本发明的实施方式涉及一种保暖服装材料热阻快速测试装置，如图1所示，包括织物热阻测试用平板仪、数据采集系统、控制系统和电源，所述织物热阻测试用平板仪包括实验板、底板和保护板;所述实验板位于中间位置，所述护板围绕在实验板四周，所述护板单边宽度大于实验板宽度的三分之二;所述底板水平位于实验板和护板的正下方;所述实验板、底板和保护板的下方均放置有与电源相连的加热元件;所述数据采集系统用于获取所述实验板、底板和保护板的温度;所述控制系统根据数据采集系统采集到的温度采用PID控制方式控制电源的开关。
[0018]本实施方式可以中选用导热性较好的铜板作为实验板、护板和底板，实验板和底板均为正方形，护板为“回”字形。实验板的长*宽*高为260mm*260mm*lmm，护板的长*宽*高为520mm*520mm*lmm，其中内部中间位置裁掉一个长*宽*高为270mm*270mm*lmm的正方形，底板的长*宽*高为520mm*520mm*lmm。使用软木片作为隔热材料，其中实验板与护板间软木片的尺寸为长*宽*高为2800mm*280mm*10mm，护板与底板间软木片尺寸为长*宽*高为520mm*520mm*10mm。两种尺寸的软木片各三块并分别叠放在一起，使护板与底板间隔30mm，实验板与底板间隔30mm，从而形成气室。
[0019]所述数据采集系统包括相互连接的三个温度传感器和数据采集卡。选用三个PT100铂电阻温度传感器进行三个板温度的测量，且均放置在三个板下表面的中间位置。采用NI公司生产的NICDAQ-9172USB机箱进行数据的采集及调试。在NICDAQ-9172USB机箱中插入NI9217数据采集模块，该模块的采样率为400S/s(每通道lOOS/s)，辨率为24位，最多支持4个RTD模拟输入。NIcDAQ-9172USB机箱同时还支持继电器功能，选用NI9481模块与继电器相连，并将该模块插入机箱5号卡槽的位置。NI9481是一款4通道单刀单掷(SPST)的数字输出模块，每条通道都可连接继电器且每条通道都包含I个用于提示通道状态的LED灯，当电路处于接通状态时，LED灯亮;当电路处于断开状态时，LED灯不亮。
[0020]所述控制系统包括相互连接的PID控制器和继电系统;所述继电系统根据所述PID控制器进行电源开关的控制。选用三个型号为SSR-60DD的固态继电器分别对三个电源的开关进行控制。所述PID控制器的三个参数的设置范围分别为9?20，2?5，0.01?0.1，本实施方式中对PID控制器的三个参数进行调节，最终确定三个参数分别为18，2.5,0.1ο
[0021]织物热阻测试用平板仪、数据采集系统、控制系统和电源4个部分进行电路连接，即可完成整个装置的搭建。
[0022]保暖服装材料热阻的测试:
[0023]利用该装置进行保暖服装材料热阻的测试，实验表明测试约10分钟后三个板的温度均达到35±0.5°C，并在之后的测试时间里稳定在35±0.5°C范围内。测试约25分钟后可得到一个稳定的织物热阻值，经校准后与现有仪器YG606E 80分钟测得的热阻值并无显著差异，且使用相同面料利用该装置进行多次测试，计算得到的CV值均小于10%。
[0024]冬季用絮料热阻的测试:
[0025]利用该装置进行冬季用絮料热阻的测试，实验表明测试约25分钟后就可得到一个稳定的热阻值，相比于YG606E 80分钟的测试时间，该装置将测试效率提高了69%，使用相同絮料利用该装置进行多次测试，计算得到的CV值均小于10%，说明该装置的测试稳定性较好。
【主权项】
1.一种保暖服装材料热阻快速测试装置，包括织物热阻测试用平板仪、数据采集系统、控制系统和电源，其特征在于，所述织物热阻测试用平板仪包括实验板、底板和保护板;所述实验板位于中间位置，所述护板围绕在实验板四周，所述底板水平位于实验板和护板的正下方;所述实验板、底板和保护板的下方均放置有与电源相连的加热元件;所述数据采集系统用于获取所述实验板、底板和保护板的温度;所述控制系统根据数据采集系统采集到的温度采用PID控制方式控制电源的开关。2.根据权利要求1所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述实验板与底板之间、护板与底板之间均存在间距为20mm-50mm的气室。3.根据权利要求1所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述实验板与护板之间放置隔热材料。4.根据权利要求1所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述护板单边宽度大于实验板宽度的三分之二。5.根据权利要求1所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述数据采集系统包括相互连接的三个温度传感器和数据采集卡;所述三个温度传感器分别放置在所述实验板、护板和底板下表面的中间位置。6.根据权利要求1所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述控制系统包括相互连接的PID控制器和继电系统;所述继电系统根据所述PID控制器进行电源开关的控制。7.根据权利要求6所述的保暖服装材料热阻快速测试装置，其特征在于，所述PID控制器的三个参数的设置范围分别为9?20，2?5，0.01?0.1。
【文档编号】G05B11/42GK106018473SQ201610556367
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】王革辉, 张伟
【申请人】东华大学