CN116718517B - 一种单向导湿面料蒸发性能测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单向导湿面料蒸发性能测试仪，属于面料测试领域，包括有：加热板，其能够被加热，包括均热板，其和加热板连接，均热板分散加热板传导的热量；热流传感器，其接收均热板的热流并向测试面料的第一侧面对测试面料进行加热；第一探针集成板，其位于测试面料的第一侧面，其检测测试面料第一侧面的温度以及湿度数据，并且能够向测试面料第一侧面提供模拟汗液的水分；第二探针集成板，其位于测试面料的第二侧面，第一侧面和第二侧面分别位于测试面料的两面，第二探针集成板能够检测测试面料第二侧面的温度以及湿度数据；供风单元，其能够从不同角度向测试面料提供气流。

Description

一种单向导湿面料蒸发性能测试仪及测试方法

技术领域

本发明涉及面料测试领域。

背景技术

单向导湿面料一般采用复合双层结构，内层结构负责将汗液迅速由体表传导至面料外层，外层结构需要将导出汗液尽快挥发。吸湿面料通过增加汗液的扩散速度，增大蒸发面积，使汗液在单纤维或纤维集合体表面快速传导，到快干的目的。

文献号为CN208043596U的中国专利提供了一种基于图像处理的织物导湿性能测试仪，通过加液装置在布料表面滴上液滴，位于中空黑板下方CCD摄像头拍摄液滴扩散图像，并将图像数据传回计算机，PC软件接收到USB传来的图像数据，对其进行图像处理，并经算法计算得到水滴实际扩散面积，最终将结果输出到EXCEL文件。然而，此发明无法获得布料正反面的导湿性能，并且通过液滴扩散面积的来评价布料的导湿性能，得出的结果与布料真实的导湿性能存在一定误差，数据精确度不高。

文献号为CN103471967A的中国专利提供了一种测试纺织品正反面湿扩散差异的方法及装置，通过电机、传动机构实现升降臂的上下运动,将纺织品夹在上、下测量盘之间,用水箱来提供定量测试液,通过两个测量盘上的传感器组来测量动态导湿过程中纺织品正反面湿扩散、传递及水分含量的变化。通过传感器测量的数据计算得到正、反面湿扩散速度。此发明解决了无法同时获得面料正反面的导湿性能的问题，但是面料上下表面汗液的扩散和蒸发受人体温度影响，由于汗液蒸发带走部分热量，面料表面温度也在实时发生变化，无法动态获取面料温度变化情况。

有鉴于此，有必要设计一种能够模拟人体在穿衣时体表液态水蒸发的单向导湿面料蒸发性能测试仪，同时测试在导湿蒸发过程中面料上下表面温湿度变化，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术当中存在的问题，公开了一种单向导湿面料蒸发性能测试仪，所述的测试仪包括有：

加热板，其能够被加热；

均热板，其和加热板连接，均热板分散加热板传导的热量；

热流传感器，其接收均热板的热流并从测试面料的第一侧面对测试面料进行加热；

第一探针集成板，其位于测试面料的第一侧面，其检测测试面料第一侧面的温度以及湿度数据，并且能够向测试面料第一侧面提供模拟汗液；

第二探针集成板，其位于测试面料的第二侧面，第一侧面和第二侧面分别位于测试面料的两面，第二探针集成板能够检测测试面料第二侧面的温度以及湿度数据；

供风单元，其能够从不同角度向测试面料提供气流。

在优选的方案当中，所述的均热板上连接有热流传感器以计算均热板向面料传递热量值。

在优选的方案当中，所述的第一探针集成板包括有若干个第一湿度探测针、若干个第一温度传感器、电路板，所述的第一湿度探测针用于检测测试面料的湿度分布，第一温度传感器用于检测测试面料的温度分布。

在优选的方案当中，第二探针集成板包括平面电路板、第二湿度探测针、第二温度传感器，所述的第二湿度探测针用于检测测试面料的湿度分布，第二温度传感器用于检测测试面料的温度分布。

在优选的方案当中，第二湿度探测针长度大于第一湿度探测针，以使得平面电路板和测试面料之间具有足够间隙，以使得气流通过。

本发明还公开了一种单向导湿面料蒸发性能测试方法，采用所述的测试仪，步骤如下：

S1：将测试仪水平放置，打开供风单元，测试面料放于第一探针集成板上方，第二探针集成板平铺于测试面料上，使其与第一探针集成板位置对齐；

S2：加热板接通电源，提供持续热量，均热板吸收加热板热量将其均匀稳定向测试面料传播，动态调整加热板温度，通过热流传感器补偿计算，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值；

S3：向测试面料第一侧面滴入模拟汗液，控制模拟汗液被面料吸收量，模拟汗液在测试面料第一侧面向第二侧面扩散，并在测试面料平面上进行扩散；

S4:第一湿度探测针接触的测试面料有模拟汗液流过时，与电路板形成的回路测得面料第一侧面导湿指数，第二湿度探测针接触的测试面料有模拟汗液流过时，与平面电路板形成的回路测得测试面料第二侧面导湿指数；第一侧面导湿指数和第二侧面导湿指数为模拟汗液的扩散距离和扩散时间比值；并计算测试面料的纵向导湿指数，所述的纵向导湿指数为第二侧面导湿指数和第一侧面导湿指数的比值；通过第二温度传感器得到测试面料第二侧面温度变化梯度图，通过第一温度传感器得到面料第一侧面温度变化梯度图。

附图说明

图1为本发明测试仪正视图；

图2为本发明测试仪右视图；

图3为本发明测试仪俯视图；

图4为本发明第二探针集成板正视图；

图5为本发明第二探针集成板左视图；

图6为本发明第二探针集成板上视图；

图7为本发明第一探针集成板正视图；

图8为本发明第一探针集成板左视图；

图9为本发明第一探针集成板俯视图；

图10为恒温加热导湿性能测试；

图11气流场导湿性能测试；

图12不同角度湿性能测试；

图中标记：1-加热板，11-焊盘，2-均热板，3-热流传感器，4-第一探针集成板，41-电路板，42-第一湿度探测针，43-第一温度传感器，44-排汗槽，441-出水孔，5-测试面料，6-第二探针集成板，61-平面电路板、62-第二湿度探测针，63-第二温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

实施例1,

如图1-12所示，本实施公开了一种单向导湿面料蒸发性能测试仪，包括有加热板1、均热板2、热流传感器3、测试面料5、第一探针集成板4、第二探针集成板6、供风单元。所述的加热板1其能够被加热，包括有焊盘11；均热板2和加热板1连接，均热板2分散加热板传导的热量，并计算流过的热量，在一个优选的方案当中，所述的均热板上连接有热流传感器3以计算均热板向面料传递的热量值。

第一探针集成板4位于测试面料的第一侧面，其检测测试面料5第一侧面的温度以及湿度数据，并且能够向测试面料5第一侧面提供模拟汗液的水分，在一个优选的方案当中所述的第一探针集成板4包括有若干个第一湿度探测针42、若干个第一温度传感器43、电路板41，所述的第一湿度探测针42用于检测测试面料的湿度分布，具体包括在测试面料的平面方向上湿度分布，第一温度传感器43用于检测测试面料的温度分布。

如图2所示，所述的第二探针集成板6位于测试面料的第二侧面，第一侧面和第二侧面分别位于测试面料的两面，第一侧面被设定为面料能够被加热的一面，第二侧面为第一侧面的对面，第二探针集成板6能够检测测试面料5第二侧面的温度以及湿度数据，在一个优选的方案当中，如图5所述，第二探针集成板6包括平面电路板61、第二湿度探测针62、第二温度传感器63，所述的第二湿度探测针62用于检测测试面料的湿度分布，第二温度传感器63用于检测测试面料的温度分布。在一个具体的实施例当中，第二湿度探测针62在电路板61下表面呈矩形分布。单个湿度探测针高1.0-5.0mm，直径为0.2-1.0mm；两相邻第二湿度探测针之间距离为1.0-5.0mm。由于湿度探测针呈圆柱形，且直径小于两个相邻湿度探测之间的间距，因此阻挡气流流通的现象可以忽略不计。第二温度传感器63与第二湿度探测针62平行排列分布，按照贴片的形式连接电路板61下表面，得到面料的水平方向的温度梯度分布图。

所述的供风单元能够从不同角度向测试面料提供气流，并且气流的角度和大小能够被调整，具体的，可以模拟实际需求，如图11所示。所述的供风单元可以是小型风机、机械风扇等装置。

在一个具体的方案当中，通过注射器向测试面料滴加模拟汗液，具体的滴加2ml的模拟汗液(导电液体)，模拟汗液在第一侧面和第二侧面扩散，并且第一侧面和第二侧面的扩散情况能够被湿度探测针检测到，根据检测到的第一侧面和第二侧面的扩散情况计算面料在模拟人体温度情况下的面料的在第一侧面和第二侧面的导湿指数以及纵向导湿指数。在其他实施例当中，可以在第一探针集成板4上设置有一个排汗槽，一个排汗槽上设置有一个出水孔，进而向面料滴加模拟汗液。

在另一个方案当中，为了更真实的模拟人体环境下面料导湿以及蒸发情况，第一探针集成板4还包括有至少一个排汗槽44，排汗槽44和第一湿探测探针在电路板41上表面成横向交错分布。所述的排汗槽44内设有至少一个出水孔441，所述的出水孔441用于向测试面料的第一侧面提供模拟汗液。在一个具体的实施例当中，排汗槽44为长方体结构，排汗槽42长50-90mm，宽1.0-1.8mm，高0.5-1.0mm。上表面有直径为0.5-1.0mm的出水孔441。在一个实施例当中，每个排汗槽通过阀门单独控制开关，当阀门开通时，注射器通过软管向排汗槽注射模拟汗液，控制导电液溢出量，面料表面快速将导电液吸收。在另一个实施例当中，所述的排汗槽连通有软管，软管和模拟汗液储水装置连接，软管上设有电动阀门，所述的均热板2上设有温度传感器，温度传感器也设置在均热板2的内部，温度传感器和控制器连接，控制器和电动阀门连接，所述的电动阀门能够控制出水孔441的速度，实际当中，设定均热板2温度传感器检测到的温度和出水孔441速度之间的关系(可以对若干个实验人员进行实验获取体表温度和单位面积排汗量的关系)以模拟当温度升高的时候，出水孔441出水速度增加，当温度降低的时候出水速度降低。以模拟当人体温度升高的时候，出汗量增大，温度降低的时候，出汗量减少，更好使得测试能够模拟实际场景，获得面料更准确性能。所述的传感器检测到的温度和出水孔441之间的关系可以根据需要进行设定，具体的可以先寻找实验人员，使得其处于一定的温度下，检测皮肤表面温度和出汗量的关系，并形成两者之间的函数关系，根据该函数关系设定温度传感器检测到的温度和出水孔441速度之间的关系。

实施例2

一种单向导湿面料蒸发性能测试方法，采用实施例1所述的测试仪，步骤如下：

S1：将测试仪水平放置，打开供风单元，测试面料5放于第一探针集成板4上方，第二探针集成板6平铺于测试面料5上，使其与第一探针集成板4位置对齐；

S2：加热板1接通电源，提供持续热量，均热板吸收加热板热量将其均匀稳定向测试面料5传播，动态调整加热板温度，通过热流传感器3补偿计算，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值；

S3：使用注射器通过软管向排汗槽44注射导电液，控制导电液被面料吸收量，排汗槽44上方面料快速吸收导电液，导电液在测试面料第一侧面向第二侧面扩散；

S4:第一湿度探测针42接触的测试面料有模拟汗液流过时，与电路板41形成的回路测得面料第一侧面导湿指数，第二湿度探测针42接触的测试面料有模拟汗液流过时，与平面电路板61形成的回路测得测试面料第第二侧面导湿指数；通过第二温度传感器63得到测试面料第二侧面温湿度变化梯度图，通过第一温度传感器42得到面料第一侧面温湿度变化梯度图。

本实施例能够进行织物面料水平自然环境下导湿性性能测试。

实施例3

将测试仪水平放置，将测试仪水平放置，测试面料5放于第一探针集成板4上方，第二探针集成板6平铺于测试面料上，使用注射器通过软管向排汗槽44注射导电液。导电液高度略低于排汗槽44，加热板1接通电源，提供持续热量，均热板2吸收热量将其均匀稳定向上传播，当第一探针集成板上表面的温度传感器温度稳定在36.5±0.1℃，继续向最右侧排汗槽注射导电液，控制导电液被面料吸收量为0.2ml，排汗槽44上方的面料快速吸收导电液，导电液在面料上下层沿水平方向扩散。湿度探测针42接触的面料有模拟汗液流过时，通过与电路板41形成的回路测得面料下层导湿指数，同理通过第二探针集成板6测得面料上层导湿指数。同时在测试过程中由温度传感器可以得到与面料的平行方向的温度梯度分布图，本实施例用于织物面料水平加热恒温状态导湿性能测试。

实施例4织物面料水平加热热量恒定状态导湿性能测试

如图10所示：将测试仪水平放置，将测试仪水平放置，测试面料5放于第一探针集成板4上方，第二探针集成板6平铺于测试面料上，使用注射器通过软管向最右侧排汗槽44注射导电液。导电液高度略低于排汗槽44，加热板1接通电源，提供持续热量，均热板2吸收热量将其均匀稳定向上传播，模拟人体在静坐，慢走，快走，运动状态皮肤散失的热量，动态调整加热板温度，通过热流传感器3补偿计算，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值。继续向最右侧排汗槽注射导电液，使织物面料吸收的导电液为0.2ml，控制导电液被面料吸收量为0.2ml，排汗槽44上方的面料快速吸收导电液，导电液在面料上下层沿水平方向扩散。第一湿度探测针42接触的面料有模拟汗液流过时，通过与电路板41形成的回路测得面料下层导湿指数，同理通过第二探针集成板6测得面料上层导湿指数。同时在测试过程中由温度传感器可以得到与面料的平行方向的温湿度梯度分布图。

实施例5(气流场下织物面料的单向导湿指数)

如图11所示：实例5与实例3的不同在于，气流从测试仪一侧向织物面料流通。由于第二探针集成板与面料之间存在能让气流顺利通过的空隙，测试气流场下织物面料上下层单向导湿指数和温度变化梯度。

实施例6不同角度下织物面料的单向导湿指数

如图12所示，实例6与实例5的不同在于测试仪水平方向形成一定角度α，测试面料不同角度上下层单向导湿指数和温湿度变化梯度，以更好的模拟人体的实际状态。

实施例7与上述实施例不同的时，本发明的排水孔的出水速度根据均热板的温度进行自动调整，相对于间断的注射水，并且排水孔的出水是在持续进行，能够更好的模拟实际出汗速度和人体温度的关系。在一些方案当中，也可以根据面料第一侧面表面的温度进行自动控制。

本发明一种单向导湿面料蒸发性能测试仪，模拟人体在静坐，慢走，快走，运动状态皮肤散失的热量，动态调整加热板温度，通过热流传感器补偿计算，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值。测试多种运动状态下织物面料上下层单向导湿指数和温湿度变化梯度。本发明一种单向导湿面料蒸发性能测试仪，该测试仪操作灵活方便。可以与水平方向成一定角度，测试面料不同角度α上下层单向导湿指数和温度变化梯度。

本发明加热板1连通电源提供持续热量，由均热板2将热量均匀稳定后传递到热流传感器3，热流传感器3通过补偿计算，动态控制加热温度，模拟人体所散失的热量，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值。当湿度探测针接触的面料没有模拟汗液流过时，干燥面料自身电阻很大，不导电，第一湿度探测针42与电路板41形成的电路不导通，相当于断路。当有导电液流过时,面料电阻值下降,第一湿度探测针42与电路板41形成的电路电路导通，通过电阻的大小获得面料第一侧面的单向导湿指数。同理通过第二探针集成板6测得面料第二侧面导湿指数。同时在测试过程中由温度传感器可以得到与面料的平行方向的温湿度梯度分布图。

Claims (3)

1.一种单向导湿面料蒸发性能测试方法，其特征在于，所述测试方法采用测试仪，步骤如下：

S1：将测试仪水平放置，打开供风单元，测试面料(5)放于第一探针集成板(4)上方，第二探针集成板(6)平铺于测试面料(5)上，使其与第一探针集成板(4)位置对齐；

S2：加热板(1)接通电源，提供持续热量，均热板吸收加热板热量将其均匀稳定向测试面料(5)传播，动态调整加热板温度，通过热流传感器(3)补偿计算，使得面料接收的热量值等于实际穿着过程中面料所接收的热量值；

S3：向测试面料第一侧面滴入模拟汗液，控制模拟汗液被面料吸收量，模拟汗液在测试面料第一侧面向第二侧面扩散，并在测试面料平面上进行扩散；

S4:第一湿度探测针(42)接触的测试面料有模拟汗液流过时，与电路板(41)形成的回路测得面料第一侧面导湿指数，第二湿度探测针(62)接触的测试面料有模拟汗液流过时，与平面电路板(61)形成的回路测得测试面料第二侧面导湿指数；第一侧面导湿指数和第二侧面导湿指数为模拟汗液的扩散距离和扩散时间比值；并计算测试面料的纵向导湿指数，所述的纵向导湿指数为第二侧面导湿指数和第一侧面导湿指数的比值；通过第二温度传感器(63)得到测试面料第二侧面温度变化梯度图，通过第一温度传感器(43)得到面料第一侧面温度变化梯度图；

所述的测试仪包括有：

加热板(1)，其能够被加热；

均热板(2)，其和加热板(1)连接，均热板(2)分散加热板传导的热量；

热流传感器(3)，其接收均热板(2)的热流并从测试面料的第一侧面对测试面料进行加热；

第一探针集成板(4)，其位于测试面料的第一侧面，其检测测试面料(5)第一侧面的温度以及湿度数据，并且能够向测试面料(5)第一侧面提供模拟汗液；

第二探针集成板(6)，其位于测试面料的第二侧面，第一侧面和第二侧面分别位于测试面料的两面，第二探针集成板(6)能够检测测试面料(5)第二侧面的温度以及湿度数据；供风单元，其能够从不同角度向测试面料提供气流；

所述的第一探针集成板(4)包括有若干个第一湿度探测针(42)、若干个第一温度传感器(43)、电路板(41)，所述的第一湿度探测针(42)用于检测测试面料的湿度分布，第一温度传感器(43)用于检测测试面料的温度分布；

第二探针集成板(6)包括平面电路板(61)、第二湿度探测针(62)、第二温度传感器(63)，所述的第二湿度探测针(62)用于检测测试面料的湿度分布，第二温度传感器(63)用于检测测试面料的温度分布。

2.根据权利要求1所述的单向导湿面料蒸发性能测试方法，其特征在于，所述的均热板上连接有热流传感器(3)以计算均热板向面料传递热量值。

3.根据权利要求2所述的单向导湿面料蒸发性能测试方法，其特征在于，第二湿度探测针(62)长度大于第一湿度探测针(42)，以使得平面电路板(61)和测试面料之间具有间隙，以使得气流通过。