CN110057335B - 一种测量服装衣下空气层厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量服装衣下空气层厚度的方法，包括以下步骤：在暖体假人上穿着服装，开启暖体假人使得暖体假人工作在恒皮温控制模式的情况，并使暖体假人达到稳定状态；测量服装表面各区域的温度，消除面料的红外透射功率得到服装外表面温度；根据服装外表面温度计算服装内表面温度；根据得到的服装内表面温度，考虑人体与服装之间红外热辐射及服装面料的红外透射，计算衣下空气层厚度。本发明能够更准确地测量衣下空气层厚度。

Description

一种测量服装衣下空气层厚度的方法
技术领域
本发明涉及服装衣下空气层厚度测量技术领域，特别是涉及一种测量服装衣下空气层厚度的方法。
背景技术
衣下空气层是人体着装重要的组成部分，对人体保温透湿都有重要作用。能够快速准确测量衣下空气层厚度与分布，对研究服装热舒适性具有重要作用。现有技术使用红外热像法来测量衣下空气层厚度，但该方法没有考虑人体和服装之间的红外辐射及服装的红外透射影响，同时使用真人其皮肤表面温度分布也不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测量服装衣下空气层厚度的方法，能够更准确地测量衣下空气层厚度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种测量服装衣下空气层厚度的方法，包括以下步骤：
(1)在暖体假人上穿着服装，开启暖体假人使得暖体假人工作在恒皮温控制模式的情况，并使暖体假人达到稳定状态；
(2)测量服装表面各区域的温度，消除面料的红外透射功率得到服装外表面温度；
(3)根据服装外表面温度计算服装内表面温度；
(4)根据得到的服装内表面温度，考虑人体与服装之间红外热辐射及服装面料的红外透射，计算衣下空气层厚度。
所述步骤(1)中的暖体假人达到稳定状态是指暖体假人皮肤温度稳定，且单位平方米功率输出稳定。
所述步骤(2)中服装外表面温度通过
Figure BDA0002016776080000011
计算得到，其中，Tr为测量到的服装表面各区域的温度，τ为服装面料的红外透射率，εs为暖体假人表面的红外发射率，Ts为暖体假人表面温度，Ta为环境温度，εf为服装面料的红外发射率。
6.所述步骤(3)中服装内表面温度通过
Figure BDA0002016776080000012
计算得到，其中，
Rf为服装面料的热阻，q为暖体假人单位平方米功率，Tfo表示服装外表面温度，τ为
服装面料的红外透射率，σ为波尔茨曼常数，Ta为环境温度。
所述步骤(4)中衣下空气层厚度通过
Figure BDA0002016776080000021
其中，λ为静止空气的导热系数，εs为暖体假人表面的红外发射率，εf为服装面料的红外发射率，Ts为暖体假人表面温度，Tfi为服装内表面温度，q为暖体假人单位平方米功率，τ为服装面料的红外透射率，σ为波尔茨曼常数，Ta为环境温度。
有益效果
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：本发明在测量穿着在暖体假人上的服装表面辐射温度，计算服装内外表面温度，及最终计算人体与服装之间空气层厚度过程中，充分考虑了面料红外透射的影响并消除之。本发明考虑了人体和服装之间的各种传热关系使得测量的结果更为准确。
附图说明
图1是本发明测量时的示意图。
具体实施方式
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。
本发明的实施方式涉及一种测量服装衣下空气层厚度的方法，测量时如图1所示，包括以下步骤：
(1)试验在恒温恒湿空间内进行，环境温度Ta按需要设置，相对湿度为50％～65％。将单层服装穿在暖体假人上，将暖体假人设置为恒皮温控制模式，设置控制温度为Ts(可参考人体表面温度)并使暖体假人达到稳定状态，即表面温度Ts稳定，单位平方米功率q输出稳定。服装可选用高密低透气织物，降低衣下空气层的对流，提高测量准确度。
(2)通过使用红外热像仪或红外温度枪来测量服装表面各区域的温度Tr，Tr由面料本身的辐射能量和面料透射出的热板的辐射能量共同决定，即
Figure BDA0002016776080000031
εs为暖体假人表面的红外发射率(εs＝0.95)，εf为服装面料的红外发射率，τ为面料的红外透射率，σ为波尔茨曼常数，则消除面料的红外透射功率后的服装外表面温度为：
Figure BDA0002016776080000032
(3)根据新的服装外表面温度计算服装内表面温度，计算方式为：
Figure BDA0002016776080000033
其中，Rf为服装面料的热阻，面料热阻的精确测量方法为现有技术(陈益松，张聪聪.面料热阻与湿阻的多层回归法测量研究[J].东华大学学报：自然科学版，2018，44(5)：742～748)。
(4)根据得到的服装内表面温度，考虑人体与服装之间红外热辐射及服装面料的红外透射，计算衣下空气层厚度，计算方式为：
Figure BDA0002016776080000034
其中，λ为静止空气的导热系数。
不难发现，本发明使用恒皮温控制下暖体假人并模拟人体着单层服装，在测量服装表面温度、计算服装内表面温度，及根据人体与服装及环境之间多重传热关系计算得到衣下空气层厚度过程中，充分考虑并消除了红外透射的影响，使得测量的结果更为准确。

Claims (4)

1.一种测量服装衣下空气层厚度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在暖体假人上穿着服装，开启暖体假人使得暖体假人工作在恒皮温控制模式的情况，并使暖体假人达到稳定状态；
(2)测量服装表面各区域的温度，消除面料的红外透射功率得到服装外表面温度；
(3)根据服装外表面温度计算服装内表面温度；
(4)根据得到的服装内表面温度，考虑人体与服装之间红外热辐射及服装面料的红外透射，计算衣下空气层厚度；其中，衣下空气层厚度通过
Figure FDA0002589831590000011
计算得到，λ为静止空气的导热系数，εs为暖体假人表面的红外发射率，εf为服装面料的红外发射率，τ为服装面料的红外透射率，Ts为暖体假人表面温度，Tfi为服装内表面温度，q为暖体假人单位平方米功率。
2.根据权利要求1所述的测量服装衣下空气层厚度的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的暖体假人达到稳定状态是指暖体假人皮肤温度稳定，且单位平方米功率输出稳定。
3.根据权利要求1所述的测量服装衣下空气层厚度的方法，其特征在于，所述步骤(2)中服装外表面温度通过
Figure FDA0002589831590000012
计算得到，其中，Tr为测量到的服装表面各区域的温度，τ为服装面料的红外透射率，εs为暖体假人表面的红外发射率，εf为服装面料的红外发射率，Ts为暖体假人的皮肤温度。
4.根据权利要求1所述的测量服装衣下空气层厚度的方法，其特征在于，所述步骤(3)中服装内表面温度通过
Figure FDA0002589831590000013
计算得到，其中，Rf为服装面料的热阻，q为暖体假人单位平方米功率，Tfo表示服装外表面温度，τ为服装面料的红外透射率，σ为波尔茨曼常数，Ta为环境温度。
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