CN206339508U - 一种太阳光蓄热纺织品测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种太阳光蓄热纺织品测试装置，包括上箱体和下箱体，上箱体设于下箱体上部；光源机构设于上箱体内，用于夹持纺织品进行蓄热性能测试的夹持样机构设于下箱体内，上箱体与下箱体之间设有透光结构；上箱体内设有用于稳定上箱体内部温度，确保光源机构提供稳定的光源辐射至纺织品上的恒温机构；下箱体内设有用于恒定下箱体内部温度，确保每次测试之前下箱体内的初始温度相同的恒温机构。本实用新型提供的装置能够稳定、精确、高效地对太阳光蓄热纺织品实施太阳光蓄热性能测试，机构简单，操作简便，成本低，可广泛用于纺织品、薄膜、片状物和绕成片状的纱线的蓄热性能测量。

Description

一种太阳光蓄热纺织品测试装置

技术领域

本实用新型涉及纺织品检测技术领域，尤其是一种稳定、高效和便携式的太阳光蓄热纺织品测试装置。

背景技术

为了迎合消费者对冬季保暖面料的轻薄需求，市面上出现了许多功能化的蓄热纺织品，该纺织品受到红外辐射光和太阳光(包括红外线、紫外光和部分可见光)辐射后，均会发热，从而实现轻薄面料在冬季寒冷条件下也具有良好的保暖性。但是此类具有蓄热功能面料的出现，尤其是太阳光蓄热纺织品，还未有国家标准方法，为了有效检测太阳光蓄热纺织品的蓄热性能，有必要建立客观、快速、有效的标准化测试仪器。

目前，我国的蓄热纺织品标准为GB/T18319-2001《纺织品红外蓄热保暖性的试验方法》，该国家标准是针对纺织品在红外光辐射后，检测纺织品对红外的反射率和透射率以及吸收率；所提供的红外蓄热保暖性测试仪器也是专门针对红外吸收而言的，是采用点温度计和辐照度计测量纺织品红外蓄热后的温度变化和蓄热量变化，但给出的测试方法未给出纺织品蓄热测试过程中受环境温度变化的影响，容易造成结果的偏差较大。

为此，申请号为201420148430.3的中国专利专门针对纺织品在蓄热性能测试过程中避免环境温度影响而搭建了相应的纺织品蓄热测试装置，该装置虽然采用密封门防止周围辐射光源的影响，但是，实施前、后两个相邻样品测试时，当前一个纺织品试样测试完，该试样蓄热导致遮光壳内温度变化，必须要等待较长时间才能进行测试；并可能发生未等遮光壳内温度降到恒定温度，就放置试样进行测试，则加大测试误差。而且，该专利在测量部上设置了铝板，铝板虽然传热快，但是对光源的辐射光具有很强的反射率和发射率，从而影响纺织品蓄热后温度的变化，需要进行比较复杂的温度标定。

因此，如何实现待测纺织品试样周围环境的快速恒温，以及如何克服铝板反射率和发射率的影响，从而稳定、精确、高效地对织物、膜、片状物等实施太阳光蓄热性能的测试，成为本领域技术人员致力于解决的难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够稳定、精确、高效地对太阳光蓄热纺织品实施太阳光蓄热性能测试的装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：包括上箱体和下箱体，上箱体设于下箱体上部；光源机构设于上箱体内，用于夹持纺织品进行蓄热性能测试的夹持样机构设于下箱体内，上箱体与下箱体之间设有透光结构；

上箱体内设有用于稳定上箱体内部温度，确保光源机构提供稳定的光源辐射至纺织品上的恒温机构；通过恒温机构稳定上箱体内的空气和上箱体温度恒定，从而确保光源机构提供稳定的光源辐射至纺织品上，避免了以往的测试方法既有光源辐射热、又有箱体内热对流造成纺织品上的温度变化带来的误差，本实用新型可有效防止箱体内温度变化，从而提供恒定的辐射的光源。

下箱体内设有用于恒定下箱体内部温度，确保每次测试之前下箱体内的初始温度相同的恒温机构；通过恒温机构可实现每次测试之前，进行下箱体内温度的恒定，确保纺织品测试之前的下箱体内的初始温度相同，从而避免了下箱体使用过程中，因为内部温度变化导致纺织品的开始测试温度变化而引起的误差；而且通过恒温机构快速进行温度恒定，提高了测试效率。

优选地，所述上箱体和下箱体为遮光材质制成的结构；且所述上箱体的底壁与下箱体的顶壁共用。

更优选地，所述透光结构为设于所述上箱体的底壁上的透光孔。

进一步地，所述光源机构包括光源和允许光源的光辐射出的滤光片，光源设于所述上箱体的顶壁中央，滤光片设于所述透光孔上。

更进一步地，所述光源为短弧氙灯或长弧氙灯。

优选地，所述恒温机构为导风百叶窗和恒温风机。

更优选地，所述上箱体的两侧壁上分别设有所述导风百叶窗和恒温风机；所述下箱体的两侧壁上分别设有所述导风百叶窗和恒温风机。

优选地，所述夹持样机构包括试样夹持台，连接杆一端连接试样夹持台，连接杆另一端套接在用于调节试样夹持台距离上箱体底壁的高度的调距丝杆上；试样夹持台上表面设有凹槽，凹槽的表面上方设有用于与纺织品下表面接触的热电传感器。所述的试样夹持台为隔热材料，让位于凹槽内的热电传感器与纺织品下表面接触，由于凹槽上面的纺织品能将温度均匀地传递给凹槽内的空气，可以让热电传感器的感知温度更加精准和有效。

优选地，所述试样夹持台为隔热材料制成的结构。

优选地，所述调距丝杆设于所述下箱体的侧壁上。

相比现有技术，本实用新型提供的装置具有如下有益效果：

1、将上箱体与光源机构和恒温机构组合，通过恒温机构稳定上箱体内的空气和上箱体温度恒定，从而确保光源机构提供稳定的光源辐射至纺织品上；相比以往的测试方法既有光源辐射热、又有箱体内热对流造成纺织品上的温度变化带来的误差，本实用新型可有效防止箱体内温度变化，从而提供恒定的辐射的光源。

2、通过下箱体、夹持样机构和恒温机构组合，通过恒温机构可实现每次测试之前，进行下箱体内温度的恒定，确保纺织品测试之前的下箱体内的初始温度相同，从而避免了下箱体使用过程中，因为内部温度变化导致纺织品的开始测试温度变化而引起的误差；而且通过恒温机构快速进行温度恒定，所以多次测试时，相邻两次测试之间的速度快，比传统的等待效率高。

3、通过夹持样机构上的热电传感器，可获得纺织品在光源辐射条件下的温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，可分析纺织品太阳光辐射条件下的蓄热性能、传热性能、导温性能。试样夹持台为隔热材料，且在试样夹持台表面设计有凹槽，让热电传感器位于凹槽内，并与纺织品下表面接触，由于凹槽上面的纺织品能将温度均匀地传递给凹槽内的空气，可以让热电传感器的感知温度更加精准和有效。

4、机构简单、结构精巧、操作简便，可广泛用于纺织品、薄膜、片状物和绕成片状的纱线的蓄热性能测量。

附图说明

图1为本实施例提供的太阳光蓄热纺织品测试装置结构示意图；

图2为图1中A-A′示意图，即纺织品平铺在试样夹持台上的剖面图；

其中：1-上箱体，11-上箱体顶壁、12-上箱体左壁、13-上箱体右壁、14-上箱体底壁、15-上箱体前门、16-透光孔、17-上箱体后壁；2-光源机构，21-光源、22-滤光片；3-恒温机构，31-第一导风百叶窗、32-第一恒温风机、33-第二导风百叶窗、34-第二恒温风机；4-下箱体，41-下箱体左壁、42-下箱体右壁、43-下箱体前门、44-下箱体后壁、45-下箱体底壁；5-夹持样机构，51-调距丝杆、52-连接杆、53-试样夹持台、54-凹槽、55-热电传感器；6-试样。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，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。

图1为本实施例提供的太阳光蓄热纺织品测试装置结构示意图，所述的太阳光蓄热纺织品测试装置包括：上箱体1，下箱体4，用于恒定上箱体和下箱体温度的恒温机构3，用于供给太阳光的光源机构2，用于测试纺织品蓄热性能的夹持样机构5。其基本结构和原理是：

将上箱体1固接在下箱体4上，光源机构2内置于上箱体1内，夹持样机构5内置于下箱体4内，恒温机构3安置于上箱体1和下箱体4上。光源机构2通过恒温机构3恒定上箱体1内温度，进而可以对下箱体4实施稳定的太阳光辐射；夹持样机构5内置于下箱体4内，并测试平铺放置在夹持样机构5上的纺织品6的蓄热性能。

所述的上箱体1由上箱体顶壁11、上箱体左壁12、上箱体右壁13、上箱体底壁14、上箱体前门15以及上箱体后壁17构成。上箱体底壁14上设有透光孔16。

所述的光源机构2由光源21和滤光片22构成。光源21固接在上箱体顶壁11的中央，滤光片22放置在透光孔16上。

所述的下箱体4由下箱体左壁41、下箱体右壁42、下箱体前门43、下箱体后壁44和下箱体底壁45构成。上箱体底壁14即下箱体顶壁。

所述的恒温机构3由第一导风百叶窗31、第一恒温风机32、第二导风百叶窗33和第二恒温风机34构成，并分别固装在上箱体左壁12、上箱体右壁13、下箱体左壁41和下箱体右壁42上。

所述的夹持样机构5由调距丝杆51、连接杆52、试样夹持台53、凹槽54和热电传感器55构成。调距丝杆51固定在下箱体左壁41上，连接杆52一端套接在调距丝杆51上，另一端固接试样夹持台53；试样夹持台53选择隔热材料制作。调距丝杆51可调节试样夹持台53距离上箱体底壁14的高度，范围为1cm-50cm。结合图2，试样夹持台53上表面有凹槽54，并在凹槽54的表面上方放置有热电传感器55；通过将待测纺织品6平铺放置在试样夹持台53上，可通过与纺织品6下表面接触的热电传感器55测试纺织品6的温度、热流量、蓄热系数。

凹槽54为圆柱形，圆柱形的半径优选为2.5cm，高度优选为0.5cm。

滤光片22紧密贴合地放置在上箱体底壁14的透光空16上，实现上箱体底壁14将上箱体1和下箱体4内的空气进行隔离；滤光片22可对光源21提供的太阳光进行过滤；滤光片22和透光孔16可允许光源21的光辐射射出，光源辐射射出的光斑形状和大小可调。光斑形状可以根据要求进行设计，包括圆形和正方形，圆形光斑的尺寸范围为2cm-20cm，正方形光斑的尺寸范围为2cm-20cm。光斑形状还可以是椭圆形、梅花瓣形、长方形，其尺寸范围可调。

光源21能提供太阳光辐射的光源，其光通量范围为可调，为200瓦/平方米-1500瓦/平方米。光源21可采用短弧氙灯或长弧氙灯。

上箱体1和下箱体4为遮光材质，可以防止环境的光源辐射和周围环境温度对下箱体内的纺织品蓄热性能的影响。

本实用新型是通过下述具体过程实施稳定、高效和便携式的纺织品太阳光蓄热性能测试的：

a.调节调距丝杆51带动试样夹持台53垂直移动至一定高度；启动恒温机构3的第二恒温风机34，实现下箱体4内的温度恒定；

b.将纺织品6裁成一定长度×宽度的正方形试样或一定直径的圆形试样，平铺在试样夹持台53上，并关闭下箱体前门43；

c.调节光源21的强度；选择好相应的滤光片22，并将滤光片22四周套在环形的垫片内，再将垫片放在上箱体底壁14上的透光孔16上；

d.关闭上箱体前门15；启动恒温机构3的第一恒温风机32，实现上箱体内温度的恒定；再打开光源21，实现光源直接辐射，并透过滤光片22辐射至下箱体内置的试样夹持台53上的纺织品6上；由于光源辐射导致上箱体内的温度变化，根据温度上升快慢，可调节第一恒温风机32的风速，加快热量散耗，从而维持上箱体内的温度，避免上箱体内的温度对下箱体内温度的影响。

e.放置在试样夹持台53的凹槽54表面上的热电传感器55，采集纺织品的温度变化以及蓄热性能变化，获得温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，提取表征纺织品蓄热性能的蓄热变化率系数、蓄热升温速率、蓄热将温速率等指标。

下面以几个具体的实例，说明本实用新型的应用。

实施例1

机织面料太阳光蓄热性能测试。

调节调距丝杆带动试样夹持台垂直移动至一定高度15cm；启动恒温机构的第二恒温风机，实现下箱体内的温度恒定；将纺织品裁成15cm长的正方形试样，平铺在试样夹持台上，并关闭下箱体的前门；调节光源的强度800瓦/平方米；选择好相应的紫外滤光片，并将滤光片紧密贴合地放在上箱体底壁上的透光孔上，透光空设计为圆形，则实现太阳辐射光以圆形光斑(直径为13cm)辐射在纺织品上；关闭上箱体的前门；启动恒温机构的第一恒温风机，实现上箱体内温度的恒定；关闭恒温机构的第二恒温风机；再打开光源，实现光源直接辐射，并透过滤光片辐射至下箱体内置的试样夹持台上的纺织品上；由于光源辐射导致上箱体内的温度变化，根据温度上升快慢，可调节第一恒温风机的风速，维持上箱体内的温度；待辐射10分钟后，关闭光源；放置在试样夹持台的凹槽表面上的热电传感器，采集机织面料的温度变化以及蓄热性能变化，获得温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，5次测试结果所得得蓄热变化率系数均值为23.5J/min、变异系数为2.5％，蓄热升温速率均值为0.4℃/min、变异系数为1.8％，蓄热将温速率均值为0.2℃/min、变异系数为1.5％；且完成5次测试所需要时间为102分钟。为了对比本实用新型专利的有点，按照未加恒温机构和上箱体、下箱体隔绝方法的传统方式对试样进行5次测试，所得得蓄热变化率系数均值为24.3J/min、变异系数为7.8％，蓄热升温速率为0.5℃/min、变异系数为10.8％，蓄热将温速率为0.1℃/min、变异系数为9.5％；且完成5次测试所需要时间为142分钟。由对比结果可知，传统方法的结果稳定性差，测试时间长。

实施例2

针织面料太阳光蓄热性能测试。

调节调距丝杆带动试样夹持台垂直移动至一定高度10cm；启动恒温机构的第二恒温风机，实现下箱体内的温度恒定；将纺织品裁成直径为15cm的圆形试样，平铺在试样夹持台上，并关闭下箱体的前门；调节光源的强度1200瓦/平方米；选择的滤光片，并将滤光片紧密贴合地放在上箱体底壁上的透光孔上，透光空设计为正方形，则实现太阳辐射光以正方形(长度为10cm)光斑辐射在纺织品上；关闭上箱体的前门；启动恒温机构的第一恒温风机，实现上箱体内温度的恒定；关闭恒温机构的第二恒温风机；再打开光源，实现光源直接辐射，并透过滤光片辐射至下箱体内置的试样夹持台上的纺织品上；由于光源辐射导致上箱体内的温度变化，根据温度上升快慢，可调节第一恒温风机的风速，维持上箱体内的温度；待辐射10分钟后，关闭光源；放置在试样夹持台的凹槽表面上的热电传感器，采集针织面料的温度变化以及蓄热性能变化，获得温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，得蓄热变化率系数为19.6J/min、蓄热升温速率为0.3℃/min、蓄热将温速率为0.1℃/min。

实施例3

纱线片状物太阳光蓄热性能测试。

调节调距丝杆带动试样夹持台垂直移动至一定高度15cm；启动恒温机构的第二恒温风机，实现下箱体内的温度恒定；将纱线紧密相邻制成单层的片状材料，再将片状材料裁成15cm的正方形试样，平铺在试样夹持台上，并关闭下箱体的前门；调节光源的强度600瓦/平方米；选择好相应紫外光滤光片，并将滤光片紧密贴合地放在上箱体底壁上的透光孔上，透光空设计为圆形，则实现太阳辐射光以圆形光斑(直径为13cm)辐射在纺织品上；关闭上箱体的前门；启动恒温机构的第一恒温风机，实现上箱体内温度的恒定；关闭恒温机构的第二恒温风机；再打开光源，实现光源直接辐射，并透过滤光片辐射至下箱体内置的试样夹持台上的纺织品上；由于光源辐射导致上箱体内的温度变化，根据温度上升快慢，可调节第一恒温风机的风速，维持上箱体内的温度；待辐射10分钟后，关闭光源；放置在试样夹持台的凹槽表面上的热电传感器，采集纺织品的温度变化以及蓄热性能变化，获得温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，得蓄热变化率系数为15.3J/min、蓄热升温速率为0.2℃/min、蓄热将温速率为0.1℃/min。

实施例4

薄膜太阳光蓄热性能测试。

调节调距丝杆带动试样夹持台垂直移动至一定高度30cm；启动恒温机构的第二恒温风机，实现下箱体内的温度恒定；将薄膜裁成直径为20cm的圆形试样，平铺在试样夹持台上，并关闭下箱体的前门；调节光源的强度800瓦/平方米；选择好相应紫外光滤光片，并将滤光片紧密贴合地放在上箱体底壁上的透光孔上，透光空设计为圆形，则实现太阳辐射光以圆形光斑(直径为15cm)辐射在纺织品上；关闭上箱体的前门；启动恒温机构的第一恒温风机，实现上箱体内温度的恒定；关闭恒温机构的第二恒温风机；再打开光源，实现光源直接辐射，并透过滤光片辐射至下箱体内置的试样夹持台上的纺织品上；由于光源辐射导致上箱体内的温度变化，根据温度上升快慢，可调节第一恒温风机的风速，维持上箱体内的温度；待辐射10分钟后，关闭光源；放置在试样夹持台的凹槽表面上的热电传感器，采集纺织品的温度变化以及蓄热性能变化，获得温度-时间曲线、蓄热量-时间曲线，得蓄热变化率系数为28.5J/min、蓄热升温速率为1.2℃/min、蓄热将温速率为0.8℃/min。

Claims (10)

1.一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：包括上箱体(1)和下箱体(4)，上箱体(1)设于下箱体(4)上部；光源机构(2)设于上箱体(1)内，用于夹持纺织品(6)进行蓄热性能测试的夹持样机构(5)设于下箱体(4)内，上箱体(1)与下箱体(4)之间设有透光结构；

上箱体(1)内设有用于稳定上箱体内部温度，确保光源机构(2)提供稳定的光源辐射至纺织品(6)上的恒温机构；

下箱体(4)内设有用于恒定下箱体内部温度，确保每次测试之前下箱体内的初始温度相同的恒温机构。

2.如权利要求1所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述上箱体(1)和下箱体(4)为遮光材质制成的结构；且所述上箱体(1)的底壁与下箱体(4)的顶壁共用。

3.如权利要求2所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述透光结构为设于所述上箱体(1)的底壁上的透光孔(16)。

4.如权利要求3所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述光源机构(2)包括光源(21)和允许光源(21)的光辐射出的滤光片(22)，光源(21)设于所述上箱体(1)的顶壁中央，滤光片(22)设于所述透光孔(16)上。

5.如权利要求4所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述光源(21)为短弧氙灯或长弧氙灯。

6.如权利要求1所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述恒温机构为导风百叶窗和恒温风机。

7.如权利要求6所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述上箱体(1)的两侧壁上分别设有所述导风百叶窗和恒温风机；所述下箱体(4)的两侧壁上分别设有所述导风百叶窗和恒温风机。

8.如权利要求1所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述夹持样机构(5)包括试样夹持台(53)，连接杆(52)一端连接试样夹持台(53)，连接杆(52)另一端套接在用于调节试样夹持台(53)距离上箱体(1)底壁的高度的调距丝杆(51)上；试样夹持台(53)上表面设有凹槽(54)，凹槽(54)的表面上方设有用于与纺织品(6)下表面接触的热电传感器(55)。

9.如权利要求8所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述试样夹持台(53)为隔热材料制成的结构。

10.如权利要求8所述的一种太阳光蓄热纺织品测试装置，其特征在于：所述调距丝杆(51)设于所述下箱体(4)的侧壁上。