CN103760188B - 寝具保温性能测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明是一种寝具保温性能测试仪，在环境罩升降机构的环境罩顶棚（1-2）上安装有位于环境罩（1-1）之中的传感器总成；环境罩控制器（1-3）的左右两端还分别连接有一个平行四边形伸缩平衡机构（1-4），所述平行四边形伸缩平衡机构（1-4）的下端与环境罩顶棚（1-2）相连接；还包括分别与试验台上的传感器以及传感器总成上的传感器连接的控制系统。在需要更换测试样品时，动力机构驱动环境罩以及温度传感器总成平稳、快速升降，并且保证检测精度较高的传感器组能够快速同时运行到主机试验台上准确的检测位置。

Description

寝具保温性能测试仪

技术领域

本发明涉及一种纺织品测试仪，主要用于寝具的保温性能测试。

背景技术

   很多人都有这样的切身体会：能否迅速入睡与作为寝具的被窝温度密切相关，被窝温度适宜最容易入睡且睡眠质量佳。被窝温度低时，需要一定时间用身体体温焐热，消耗人体的热能的同时，人体表面神经经受一定时间的冷激发，使大脑神经兴奋而推迟入睡时间，甚至造成睡眠质量下降。因为家庭生活、野外露宿的寝具保温性能涉及使用者的休息质量，对寝具保温性能的测试非常重要。

纺织工艺是一项非常复杂的工程，加之原料品种繁多、组合千变万化，因此导致织物风格性能各异。睡眠时人体全身肌肉进入松弛休息状态，新陈代谢速度下降，体温下降。而人体的身体大部分在睡眠时会被寝具所覆盖，因此寝具的保温性能对维持人体睡眠舒适性有着重要意义。

目前已有纺织品保温性能测试仪，但没有测试寝具保温性能的专门仪器，更没有快速实现整体环境条件值变换及保证整体测试环境一致性的寝具保温性能测试仪器。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是，提供一种寝具保温性能测试仪，在需要更换测试样品时，动力机构驱动环境罩以及温度传感器总成平稳、快速升降，并且保证检测精度较高的传感器组能够快速同时运行到主机试验台上准确的检测位置。

本发明的技术方案如下：

一种寝具保温性能测试仪，其特征在于：包括环境罩升降机构，环境罩升降机构包括环境罩顶棚，上边缘环绕固定在环境罩顶棚侧边上的透气柔性织物材质的环境罩以及安装在环境罩顶棚上方的环境罩控制器；在环境罩顶棚上安装有位于环境罩之中的传感器总成；环境罩控制器内部安装有升降动力装置以及升降控制开关；与所述升降动力装置连接的卷扬绳分别经过环境罩控制器的左右两端连接环境罩顶棚；环境罩控制器的左右两端还分别连接有一个平行四边形伸缩平衡机构，所述平行四边形伸缩平衡机构的下端与环境罩顶棚相连接；所述的传感器总成包括由互相螺纹连接的内杆和外杆组成的伸缩升降机构，还包括用于驱动内杆转动的伸缩驱动电机，伸缩驱动电机的动力输出轴通过齿轮机构连接内杆，所述伸缩驱动电机连接有驱动其工作的脚踏开关；所述的传感器总成还包括中部带有横梁的固定架；所述内杆的下端与所述的横梁固定连接；所述固定架的左右两侧分别安装有测高架；所述的测高架为U型，其底边在下端，其两条侧边分别连接在固定架的前后两侧边上；两个测高架的底边处于同一水平面中；在所述固定架的位置顶点以及所述横梁的中部位置分别安装有空间温度传感器；固定架上的全部空间温度传感器的底端处于同一水平面中；在所述内杆的侧壁上固定有安装套，所述安装套中滑动安装有标尺杆，所述标尺杆下端安装有试样上表面温度传感器；所述寝具保温性能测试仪还包括位于所述传感器总成下方的试验台，试验台上设置有用于放置寝具试样的试验板，试验台上还安装有若干个用于测定试验板温度的传感器；所述寝具保温性能测试仪还包括分别与试验台上的传感器以及传感器总成上的传感器连接的控制系统。

所述的平行四边形伸缩平衡机构由若干个相同的伸缩单元依次铰接而成；互相交叉并且中部互相铰接的两条等长的伸缩杆构成第一伸缩单元，该第一伸缩单元的两伸缩杆的上端分别铰接在环境罩控制器上，下端分别与第二伸缩单元的上端相铰接，第二伸缩单元的下端与第三伸缩单元的上端相铰接，依此类推，最下方伸缩单元的两伸缩杆的下端分别铰接在环境罩顶棚上；相邻伸缩单元的伸缩杆构成平行四边形。

所述的控制系统包括中央处理单元，该中央处理单元与电脑通讯，并通过A/D转换电路和放大电路与所述传感器连接。

本发明的积极效果在于：

本发明环境罩和传感器总成升降过程中采用了平行四边形伸缩平衡机构，其每一平行四边形只改变夹角以实现平行四边形伸缩平衡机构的伸缩，但同一平行四边形前后两侧的铰接点始终处于同一水平面内。依靠左右两侧的平行四边形伸缩平衡机构的约束，传感器总成下降时能够始终稳定地保持水平状态，进而保证了各个传感器同步到达相同的高度位置，实现了检测组的多个温度传感器稳定、快速、同时到达监测点，更好地满足了检测要求，为保证测得结果的重现性和一致性创造了基础环境的测试条件。

另外，本发明的传感器总成随寝具保温性能测试仪的环境罩顶棚快速升降，并通过电机驱动内杆升降实现传感器总成高度的调整，操作方便，检测位置定位重复性好，检测精度高，多个传感器成组同步快速到位；调整过程中，测高器准确测得高度，为高度快速准确定位给出依据，能够确保每次试样的测试高度一致：当发现测高架和试样上平面相抵后，马上松开脚踏开关，该距离即为测试的准确距离，从而实现了快速、准确定位，并且相同厚度试样的下一次试验不需要另行调节T3传感器位置，不但提高了测试效率，而且为确保试样测得结果的重现性和一致性创造了基本条件。

附图说明

图1是本发明寝具保温性能测试仪的环境罩升降机构的结构示意图。

图2是本发明保寝具保温性能测试仪环境罩升降机构的平行四边形伸缩平衡机构的结构形状示意图。

图3是本发明寝具保温性能测试仪的传感器总成的结构示意图。

图4是作为本发明传感器架总成下部结构示意图的俯视图。

图5是作为本发明传感器架总成下部结构示意图的正视图。

图6是图5的Ｉ部放大图。

图7是作为本发明传感器固定架结构示意图的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。

本发明包括环境罩升降机构，安装在环境罩升降机构的环境罩顶棚上并位于环境罩之内的传感器总成以及位于传感器总成下方的试验台，还包括分别与试验台上的传感器以及传感器总成上的传感器连接的控制系统。

如图1，本发明的环境罩升降机构包括环境罩顶棚1-2，上边缘环绕固定在环境罩顶棚1-2侧边上的透气柔性织物材质的环境罩1-1以及安装在环境罩顶棚1-2上方的环境罩控制器1-3。环境罩控制器1-3吊装在支架1-5上，或者吊装在实验室房顶上。在环境罩顶棚1-2上安装有位于环境罩1-1之中的传感器总成。传感器总成上的传感器线缆通过环境罩顶棚1-2开设的走线口接出用于连接控制系统。环境罩顶棚1-2上还安装有排风扇，用于在检测间隙快速、强制排风，使试验区温度快速达到测试需求温度。

环境罩控制器1-3内部安装有升降动力装置（比如卷扬机）以及升降控制开关。与所述升降动力装置连接的卷扬绳1-6分别经过环境罩控制器1-3的左右两端连接环境罩顶棚1-2，用于提升环境罩顶棚1-2、环境罩1-1以及所述传感器总成。环境罩控制器1-3的左右两端还分别连接有一个平行四边形伸缩平衡机构1-4，所述平行四边形伸缩平衡机构1-4的下端与环境罩顶棚1-2相连接。

所述的平行四边形伸缩平衡机构1-4具有如下结构和功能：如图2，它由若干个相同的伸缩单元依次铰接而成。互相交叉并且中部互相铰接的两条等长的伸缩杆1-4-1构成第一伸缩单元，该第一伸缩单元的两伸缩杆1-4-1的上端分别铰接在环境罩控制器1-3上，下端分别与第二伸缩单元的上端相铰接，第二伸缩单元的下端与第三伸缩单元的上端相铰接，依此类推，最下方伸缩单元的两伸缩杆1-4-1的下端分别铰接在环境罩顶棚1-2上。相邻伸缩单元的伸缩杆1-4-1构成平行四边形1-4-2。环境罩顶棚1-2升降时，所述平行四边形1-4-2只改变夹角以实现平行四边形伸缩平衡机构1-4的伸缩，但同一平行四边形1-4-2前后两侧的铰接点始终处于同一水平面内。依靠左右两侧的平行四边形伸缩平衡机构1-4的约束，环境罩顶棚1-2升降时能够始终保持水平状态。

通过遥控器可控制环境罩1-1升降，在传感器总成上均匀分布1-6个温度传感器，传感器总成随环境罩大幅度快速升降。靠脚踏开关细分高度。遥控环境罩控制器，环境罩1-1可以做上下运动，环境罩用透气性均匀、不反射热量的织物制作，环境罩内的温度传感器测得温度值经接口送入控制箱内有关电气器件进行数据处理。

环境罩1-1下面是试验台1-7，试验台1-7上设置有试验板，试验板的周边及底部分别安装有保护板及底板，试验板的上表面用于放置寝具试样。试验板、保护板及底板均以电热控制在相同的温度，并控制试验板恒温，确保试验板的热量只能通过试样散失。被测试样处于环境罩试样平台1-7之内，防止外部空气扰动影响测得结果。试验台1-7上还安装有若干个用于测定试验板温度的传感器。

如图3、4和5所示，本发明的传感器总成包括由互相螺纹连接的内杆2-9-2和外杆2-9-1组成的伸缩升降机构2-9，还包括用于驱动内杆2-9-2转动的伸缩驱动电机2-2，伸缩驱动电机2-2的动力输出轴通过齿轮机构连接内杆2-9-2并驱动内杆2-9-2转动，从而实现内杆2-9-2相对于外杆2-9-1的升降。所述伸缩驱动电机2-2连接有驱动其工作的脚踏开关。

本发明的传感器总成还包括中部带有横梁2-11的矩形的固定架2-7。所述内杆2-9-2的下端与所述的横梁2-11固定连接。所述固定架2-7的左右两侧分别安装有测高架2-10。如图5所示，所述的测高架2-10为图7所示的U型，其底边在下端，其两条侧边分别连接在固定架2-7的前后两侧边上。两个测高架2-10的底边处于同一水平面中。在所述固定架2-7的四个顶点以及所述横梁2-11的中部位置分别安装有一个空间温度传感器2-8。固定架2-7上的全部空间温度传感器2-8的底端处于同一水平面中。如图6，测高架2-10的两条侧边分别通过固定片和螺钉连接在固定架2-7的前后两侧边上，需要调节测高架2-10向下伸出的长度时，松开该固定片螺钉即可调节伸出高度，调整完毕紧固固定片螺钉完成高度调节，从而让测试实现多个传感器组快速一致性达到统一高度。

在所述内杆2-9-2的侧壁上固定有安装套2-3，所述安装套2-3中滑动安装有标尺杆2-5，所述标尺杆2-5下端安装有试样上表面温度传感器2-6（即T3传感器）。所述安装套2-3上还安装有用于锁定标尺杆2-5的锁紧螺栓2-4。

使用时，外杆2-9-1的伸缩升降机构2-9的上端以及伸缩驱动电机2-2分别安装在寝具保温性能测试仪的环境罩顶棚2-1上。本传感器总成随寝具保温性能测试仪的环境罩顶棚2-1快速下降，环境罩下面边沿垂落在样品上。踏动脚踏开关，伸缩驱动电机2-2工作，固定架2-7下降到测高架2-10与试样上表面相接触，松开脚踏开关，固定架2-7固定定位，然后旋松锁紧螺栓2-4，可以使T3温度传感器2-6的下端和试样上平面接触，也可以让T3温度传感器2-6的下端和温度传感器群组2-8的底端平齐，然后旋紧锁紧螺栓2-4。

通过传感器总成上的若干个空间温度传感器2-8，测定内试样上方特定距离多点温度，并通过T3传感器测得试样上平面温度，得到试样从被加热至恒温所需要的加热时间和耗电量，作为计算试样保温性能的基础数据。

本发明的控制系统包括中央处理单元，该中央处理单元通过放大电路和A/D转换电路与所述传感器连接并与电脑通讯，让电脑中的软件得到测试基础数据，软件据此数据进行数据分析和计算。

进行寝具保温性能测试时，首先对试验板加热，使其达到设定温度，并把进行恒温（温度低于试验板的设定温度）恒湿处理后的寝具（例如羽绒被）试样覆盖在试验板上，控制系统根据设定温度给试验板持续控温，同时传感器总成上的温度传感器群组把采样温度信号转换成相应的电压信号，经放大电路放大后，进行A/D（模拟信号转换为数字信号）转换，最后把转换成的数字信号经中央处理单元（CPU）集中发送到统一综合管理中央处理单元（CPU）处理器，综合管理中央处理单元（CPU）处理器和电脑通讯，形成测试系统，数据在电脑软件中进行智能处理，处理结果存储于数据中，仪器可记录每次测试的技术数据，测试结束后，数据处理系统会给出所有技术数据的统计值，可显示、打印，所有测试数据可永久性保存。

在试验状态下，安装在控制系统中的相应软件会按照设置参数进行不间断运作，最终给出测试数据。

Claims (3)

1.一种寝具保温性能测试仪，其特征在于：包括环境罩升降机构，环境罩升降机构包括环境罩顶棚（1-2），上边缘环绕固定在环境罩顶棚（1-2）侧边上的透气柔性织物材质的环境罩（1-1）以及安装在环境罩顶棚（1-2）上方的环境罩控制器（1-3）；在环境罩顶棚（1-2）上安装有位于环境罩（1-1）之中的传感器总成；环境罩控制器（1-3）内部安装有升降动力装置以及升降控制开关；与所述升降动力装置连接的卷扬绳（1-6）分别经过环境罩控制器（1-3）的左右两端连接环境罩顶棚（1-2）；环境罩控制器（1-3）的左右两端还分别连接有一个平行四边形伸缩平衡机构（1-4），所述平行四边形伸缩平衡机构（1-4）的下端与环境罩顶棚（1-2）相连接；所述的传感器总成包括由互相螺纹连接的内杆（2-9-2）和外杆（2-9-1）组成的伸缩升降机构（2-9），还包括用于驱动内杆（2-9-2）转动的伸缩驱动电机（2-2），伸缩驱动电机（2-2）的动力输出轴通过齿轮机构连接内杆（2-9-2），所述伸缩驱动电机（2-2）连接有驱动其工作的脚踏开关；所述的传感器总成还包括中部带有横梁（2-11）的固定架（2-7）；所述内杆（2-9-2）的下端与所述的横梁（2-11）固定连接；所述固定架（2-7）的左右两侧分别安装有测高架（2-10）；所述的测高架（2-10）为U型，其底边在下端，其两条侧边分别连接在固定架（2-7）的前后两侧边上；两个测高架（2-10）的底边处于同一水平面中；在所述固定架（2-7）的位置顶点以及所述横梁（2-11）的中部位置分别安装有空间温度传感器（2-8）；固定架（2-7）上的全部空间温度传感器（2-8）的底端处于同一水平面中；在所述内杆（2-9-2）的侧壁上固定有安装套（2-3），所述安装套（2-3）中滑动安装有标尺杆（2-5），所述标尺杆（2-5）下端安装有试样上表面温度传感器（2-6）；所述寝具保温性能测试仪还包括位于所述传感器总成下方的试验台（1-7），试验台（1-7）上设置有用于放置寝具试样的试验板，试验台（1-7）上还安装有若干个用于测定试验板温度的传感器；所述寝具保温性能测试仪还包括分别与试验台上的传感器以及传感器总成上的传感器连接的控制系统。

2.如权利要求1所述的寝具保温性能测试仪，其特征在于：所述的平行四边形伸缩平衡机构（1-4）由若干个相同的伸缩单元依次铰接而成；互相交叉并且中部互相铰接的两条等长的伸缩杆（1-4-1）构成第一伸缩单元，该第一伸缩单元的两伸缩杆（1-4-1）的上端分别铰接在环境罩控制器（1-3）上，下端分别与第二伸缩单元的上端相铰接，第二伸缩单元的下端与第三伸缩单元的上端相铰接，依此类推，最下方伸缩单元的两伸缩杆（1-4-1）的下端分别铰接在环境罩顶棚（1-2）上；相邻伸缩单元的伸缩杆（1-4-1）构成平行四边形（1-4-2）。

3.如权利要求1或2所述的寝具保温性能测试仪，其特征在于：所述的控制系统包括中央处理单元，该中央处理单元与电脑通讯，并通过A/D转换电路和放大电路与所述传感器连接。