CN104807838A - 一种纺织品防辐射性能测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纺织品防辐射性能测试方法，该方法为在一定温度、湿度条件下，将信号源与信号接收器之间放置纺织织物，由此得到的信号强度与未放置纺织织物情况下信号强度相比较，根据采集数据的单位选择计算公式计算电磁屏蔽效能或者信号衰减率。由此定量的评价纺织织物防辐射性能的强弱。该方法为屏蔽室法，采用自行设计的测试系统，克服了远场法和近场法受测试材料影响、重复性差的缺点；克服了近场法受操作误差影响、精度不高等缺点。实验重复性好，测试结果准确可靠。

Description

一种纺织品防辐射性能测试方法

技术领域

本发明涉及纺织品检测技术，具体是一种纺织品防辐射性能测试方法。

背景技术

在现代科技高速发展的今天，电磁辐射所造成的环境污染问题日益严重，已被世界卫生组织称为继水源、大气、噪声之后的第四大全球性公害，成为危害人类健康的隐形“杀手”。世界卫生组织和许多国家包括我国在内，都已将减少电磁辐射强度，防止污染，保护环境，保护公众健康提到了当前最紧迫的议事日程上。

电磁辐射的主要危害有：

1)致热效应

2)非致热效应：(1)对生物血液特性影响；

(2)低频电磁波对人情绪的影响；

(3)对染色体结构的变异；

(4)对蛋白质分子的定位和极化；

(5)对男性生殖健康影响。

近年来，国内外对防电磁辐射的研究和防电磁辐射服装的开发已经非常普遍，防电磁辐射服装已经从职业防护领域走向民用。特殊人群，如孕妇和心脏病人采用电磁防护服的意识日趋强烈。目前发达国家的孕妇基本在怀孕初期穿着防辐射围裙保护胎儿免受电磁辐射的危害，日本还出台了强制标准保护孕妇免受电磁辐射的影响。近年来国内市场上也出现了各种各样的民用防电磁辐射服装和纺织品，主要有工装、裙装、裤装、肚兜、手套、风衣、衬衫、马甲甚至地毯。电磁屏蔽纺织品服装已经超越劳动保护服装的特殊用途，成为大众消费品走进人们的日常生活。到目前为止，国内外纺织行业尚无统一的检测标准，市场的防电磁辐射纺织品服装得不到有效的质量认证，存在商家夸大防护功能、误导消费者的现象。市场上大量的抗电磁辐射纺织产品基本上都在沿用一些常规电磁屏蔽材料的性能测试方法。通常，抗电磁辐射产品可以用反射率R、透过率T、吸收率A和屏蔽效能SE来评价其抗电磁辐射的效果，其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。目前国内外相关技术研究现状：

1)“MIL-STD-285大样法”：测量金属材料、高分子材料、纺织材料、导电橡胶等不同规格和厚度的材料；

2)同轴测量法：适用于测量薄型材料的效能；

3)拱形法(反射板衰减法)：适用于测量材料表面电磁波反射性能。

表1 织物抗辐射性能测试方法

      

对抗电磁辐射织物屏蔽效能的测试方法，主要分为远场法、近场法和屏蔽室法。远场法主要用于测试抗电磁辐射织物对电磁波远场(平面波)的屏蔽效能，它包括美国ASTM ES7同轴传输线法和美国国家标准局(NBS)推荐的法兰同轴法。但由于受试材料与同轴传输装置的接触阻抗的影响，测试的重复性较差。法兰同轴法在原理上与同轴传输线法类似，但改进了样品与同轴线的连接，使其接触阻抗减小，极大地改善了测试的重现性。但该法对试样厚度的要求是≤5mm。

近场法主要用于测试抗电磁辐射织物对电磁波近场(磁场为主)的屏蔽效能，其代表性的方法包括ASTM ES7双盒法和改良的MIL STD285法。此法设备简单，测试方便，但精度不够高，重现性不理想。另外，该法的频率范围为1MHz-30MHz，试样厚度要求≤4mm，动态范围50dB。而改良的MIL STD285法则在双盒法的基础上，对装置作了改进，使测试结果能较好地反映材料对近场的屏蔽效能。但该法对测试时的操作精度要求较高，测试结果受操作精度的影响较大。

相对而言，对于人们在日常生活中使用的抗电磁辐射纺织产品的屏蔽效能评价，屏蔽室法更为合适。

发明内容

为了填补国内纺织品防辐射测试标准方法的空白，本发明拟解决的技术问题是：提出一种纺织品防辐射性能测试方法。该方法为测试窗法，采用自行设计的纺织品防辐射性能测试系统进行纺织品屏蔽效能的测定。

测试原理：在实验室中一定温湿度条件下，将信号源与信号接收器之间放置纺织织物，由此得到的信号强度与未放置纺织织物情况下信号强度相比较，根据采集数据的单位选择计算公式计算电磁屏蔽效能或者信号衰减率。由此定量的评价纺织织物防辐射性能的强弱。

本发明解决所述方法技术问题的技术方案是：设计一种纺织品防辐射性能测试方法，其特征在于该方法采用下述操作步骤：

1)设置测试环境：本测试方法须在(20±2)℃和不高于40％相对湿度环境下进行；

2)取样：

①样品不少于全幅宽4m长，按照对角线原则裁取三个代表不同经纬纱的实验室试样，且距布边不少于15cm，距布端不少于20cm；

②剪取试样大小至少100cm×100cm，如果带有不均匀涂层图案则至少包含一个完整的花型或图案；

3)安装测试装置：将信号源装置置于电磁屏蔽室外，信号接收装置安装在电磁屏蔽室之内；所述织物电磁屏蔽室有一个屏蔽室测试窗，信号源装置的信号源发射天线与信号接收装置的接收装置探头位于距屏蔽室测试窗距离相等的内外两侧，信号源发射天线与接收装置探头两者位置正对且距离为2m；

4)调试测试装置：打开信号源装置的电源，预热3min；然后按照实际需要，设定信号源的发射器输出功率，稳定3min；打开信号接收装置的电源，调整到相应的档位；

5)读取未加载试样的测试数据：在信号源装置开始按照设定功率输出3min后，开始读取信号接收装置的读数；记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次信号接收装置的场强读数，共计记录15个场强数据，并记录信号源装置的输出数据；

6)读取加载试样的测试数据：将织物固定在屏蔽室测试窗上，并使其垂直覆盖屏蔽室测试窗；其他条件不变，固定织物方法为用金属夹在屏蔽室测试窗内侧将织物四个边上均均匀夹持4-5个夹钳或夹子；夹持完毕1min后，开始读取信号接收装置的读数；记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次场强信号数据；共计记录15个场强数据，并记录信号源装置对应的输出数据；

7)计算

①将未加载试样状态下，测得的15个场强数据求算数平均值；如果该场强为电场强度记为E₀，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₀，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₀表示；

②将加载试样之后测得的15个场强数据求算数平均值；如果该场强为电场强度记为E₁，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₁，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₁表示；

③对于电场强度，分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

      

       $\mathrm{SE}=20\×\lg \frac{E_0}{E_1}$

④对于磁场强度，分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

      

       $\mathrm{SE}=20\×\lg \frac{H_0}{H_1}$

⑤对于综合电场和磁场来表示的功率密度，则分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

             $\mathrm{SE}=10\×\lg \frac{P_0}{P_1}$

所述信号接收装置测得15个场强数据时，信号源装置的信号源输出频段为规定的六个中的至少四个；所述信号源装置规定的六个信号源输出频段为：低频段30KHz-300KHz、中频段300KHz-3MHz、高频段3MHz-30MHz、甚高频段30MHz-300MHz、特高频段300MHz-3GHz和超高频段3GHz-30GHz。

与现有技术相比，本发明检测方法与设备的有益效果在于：本法为屏蔽室法，克服了远场法和近场法受测试材料影响、且重复性差的缺点；克服了近场法受操作误差影响，精度不高等缺点。实验重复性好，测试结果准确可靠。

附图说明

图1为本发明纺织品防辐射性能测试方法一种实施例使用的测试装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图详细叙述本发明。实施例是以本发明所述技术方案为前提进行的具体实施，给出了详细的实施方式和过程。但本申请的权利要求保护范围不限于下述实施例的描述。

本发明设计的纺织品防辐射性能测试方法，其特征在于该方法采用下述操作步骤：

1)设置测试环境：本测试方法须在(20±2)℃和不高于40％相对湿度环境下进行。在普通恒温恒湿条件下测试，则由于相对湿度过高，将影响实验准确性。

2)取样：

①样品不少于全幅宽4m长，按照对角线原则裁取三个代表不同经纬纱的实验室试样，且距布边不少于15cm，距布端不少于20cm。

②剪取试样大小至少100cm×100cm，如果带有不均匀涂层图案则至少包含一个完整的花型或图案。

3)安装测试装置：将信号源装置1置于电磁屏蔽室2外，信号接收装置3安装在电磁屏蔽室2之内；所述织物电磁屏蔽室2有一个屏蔽室测试窗4，信号源装置1的信号源发射天线5与信号接收装置3的接收装置探头6居于距屏蔽室测试窗4距离相等的内外两侧，信号源发射天线5与接收装置探头6两者位置正对且距离为2m。

4)调试测试装置：打开信号源装置1的电源，预热3min。然后按照实际需要，设定信号源的发射器输出功率，稳定3min。电子仪器预热是为了稳定输出。设定输出功率后的3min稳定时间内不应开始测试和接收器读数。

打开信号接收装置3的电源，调整到相应的档位(如：探头档、场选定、调零档等)。接收装置的“调零”只可以在测试前且信号源装置关闭的情况下进行，而不能在测试过程中或者信号源装置打开的情况下进行。

5)读取未加载试样的测试数据：在信号源装置1开始按照设定功率输出3min后，开始读取信号接收装置3的读数。记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次信号接收装置3的场强读数，共计记录15个场强数据，并记录信号源装置1所测定的数据。读数和记录人员应在电磁屏蔽室2内部，注意此时电磁屏蔽室2的门应为关闭状态，仅保留屏蔽室测试窗4为打开状态。

6)读取加载试样的测试数据：将织物固定在屏蔽室测试窗4上，并使其垂直覆盖屏蔽室测试窗4。其他条件不变，固定织物方法为用金属夹在屏蔽室测试窗4内侧将织物四个边上均均匀夹持4-5个夹钳或夹子。夹持试样时，不要碰撞或影响信号接收装置探头6的位置。

夹持完毕1min后，开始读取信号接收装置3的读数。记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次场强信号数据。共计记录15个场强数据，并记录信号源装置1所测定的数据。

7)计算

①将未加载试样状态下，测得的15个场强数据求算数平均值。如果该场强为电场强度记为E₀，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₀，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₀表示。

②将加载试样之后测得的15个场强数据求算数平均值。如果该场强为电场强度记为E₁，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₁，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₁表示。

③对于电场强度，分别按照如下公式(1)和公式(2)计算衰减率和屏蔽效能SE：

      

       $\mathrm{SE}=20\×\lg \frac{E_0}{E_1}......\left(2\right)$

④对于磁场强度，分别按照如下公式(3)和公式(4)计算衰减率和屏蔽效能SE：

      

       $\mathrm{SE}=20\×\lg \frac{H_0}{H_1}......\left(4\right)$

⑤对于综合电场和磁场来表示的功率密度，则分别按照如下公式(5)和公式(6)计算衰减率和屏蔽效能SE：

      

       $\mathrm{SE}=10\×\lg \frac{P_0}{P_1}......\left(6\right)$

所述电磁屏蔽室2按照GB 12190-90测定符合B级(GWS-G2)产品要求，性能达到150KHz-930MHz，屏蔽效能不小于80dB。

所述信号源装置1为信号源移动平台，用以移动信号源位置，装载多个信号源，并带有信号源发射天线5。

本测试方法中，要求至少选择规定的六个频段的四个作为采样点，即信号接收装置3测得15个场强数据时，信号源装置1的信号源输出频段为规定的六个中的至少四个。

所述信号源装置1规定的六个信号源输出频段为：低频段30KHz-300KHz、中频段300KHz-3MHz、高频段3MHz-30MHz、甚高频段30MHz-300MHz、特高频段300MHz-3GHz和超高频段3GHz-30GHz。

所述信号接收装置3为H-2全向智能场强仪，至少满足测试100KHz-6GHz的频率范围。

所述屏蔽室测试窗4大小为600mm×600mm。

本发明纺织品防辐射性能测试方法为测试窗法，将待测织物悬挂在屏蔽室测试窗4的内侧，通过信号源装置1与信号接收装置3之间的信号差来确定待测织物的防辐射性能，并通过多频率波段来实验，装置简单，测试结果可靠。该方法的推广，将能有效的规范防辐射纺织品的防辐射功能测试以及防辐射性能的等级划分，可以根据需要制成行业规范与标准，具有较大的应用价值。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (5)

1.一种纺织品防辐射性能测试方法，纺织品防辐射性能测试方法，其特征在于该方法采用下述操作步骤：

1)设置测试环境：本测试方法须在(20±2)℃和不高于40％相对湿度环境下进行；

2)取样：

①样品不少于全幅宽4m长，按照对角线原则裁取三个代表不同经纬纱的实验室试样，且距布边不少于15cm，距布端不少于20cm；

②剪取试样大小至少100cm×100cm，如果带有不均匀涂层图案则至少包含一个完整的花型或图案；

3)安装测试装置：将信号源装置置于电磁屏蔽室外，信号接收装置安装在电磁屏蔽室之内；所述织物电磁屏蔽室有一个屏蔽室测试窗，信号源装置的信号源发射天线与信号接收装置的接收装置探头位于距屏蔽室测试窗距离相等的内外两侧，信号源发射天线与接收装置探头两者位置正对且距离为2m；

4)调试测试装置：打开信号源装置的电源，预热3min；然后按照实际需要，设定信号源的发射器输出功率，稳定3min；打开信号接收装置的电源，调整到相应的档位；

5)读取未加载试样的测试数据：在信号源装置开始按照设定功率输出3min后，开始读取信号接收装置的读数；记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次信号接收装置的场强读数，共计记录15个场强数据，并记录信号源装置的输出数据；

6)读取加载试样的测试数据：将织物固定在屏蔽室测试窗上，并使其垂直覆盖屏蔽室测试窗；其他条件不变，固定织物方法为用金属夹在屏蔽室测试窗内侧将织物四个边上均均匀夹持4-5个夹钳或夹子；夹持完毕1min后，开始读取信号接收装置的读数；记录每次读数跳变，如读数无跳变则应按照每10s记录一次场强信号数据；共计记录15个场强数据，并记录信号源装置对应的输出数据；

7)计算

①将未加载试样状态下，测得的15个场强数据求算数平均值；如果该场强为电场强度记为E₀，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₀，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₀表示；

②将加载试样之后测得的15个场强数据求算数平均值；如果该场强为电场强度记为E₁，单位为V/m；若该场强为磁场强度记为H₁，单位为A/m；若该场强以功率密度表示，单位为μw/cm²或者mw/cm²，记为P₁表示；

③对于电场强度，分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

$\mathrm{SE}=20\×1g\frac{E_0}{E_1}$

④对于磁场强度，分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

$\mathrm{SE}=20\×1g\frac{H_0}{H_1}$

⑤对于综合电场和磁场来表示的功率密度，则分别按照如下公式分别计算衰减率和屏蔽效能SE：

$\mathrm{SE}=10\×1g\frac{P_0}{P_1}$

所述信号接收装置测得15个场强数据时，信号源装置的信号源输出频段为规定的六个中的至少四个；所述信号源装置规定的六个信号源输出频段为：低频段30KHz-300KHz、中频段300KHz-3MHz、高频段3MHz-30MHz、甚高频段30MHz-300MHz、特高频段300MHz-3GHz和超高频段3GHz-30GHz。

2.根据权利要求1所述的纺织品防辐射性能测试方法，其特在在于，所述电磁屏蔽室2按照GB 12190-90测定符合B级(GWS-G2)产品要求，性能达到150KHz-930MHz，屏蔽效能不小于80dB。

3.根据权利要求1所述的纺织品防辐射性能测试方法，其特在在于，所述信号源装置为信号源移动平台，用以移动信号源位置，装载多个信号源，并带有信号源发射天线。

4.根据权利要求1所述的纺织品防辐射性能测试方法，其特在在于，所述信号接收装置为H-2全向智能场强仪，至少满足测试100KHz-6GHz的频率范围。

5.根据权利要求1所述的纺织品防辐射性能测试方法，其特在在于，所述屏蔽室测试窗大小为600mm×600mm。