CS258063B1 - Zařízení pro měřeni tepelných vlastností v oděvní mezivratvě - Google Patents

Abstract

Reěení Be týká měření tepelných vlastností v oděvní mezivratvě, to je v obvykle plynné vretvě mezi jednotlivými částmi oděvu, popřípadě mezi vnitřní částí oděvu a tělem. Podstata řeěenx spočívá v tom, že odporové čidlo teploty je přímo nebo prostřednictvím elektricky vodivýoh částí mechanicky spojeno s nejméně jednou částí z elektrického izolantu, tvořící popřípadě ještě s elektricky vodivými částmi nádobu nebo klec a alespoň dvěma volnými stěnami nebo otvory. Odporová čidlo teploty je umístěno v takto vytvořené kleci a je elektricky spojeno s převodníkem elektrického odporu na napětí, který je elektricky spojen e nejméně jedním indikačním obvodem,

Description

Vynález řeší/měření 'tepelných vlastností v oděvní mezivrstvě, to je v obvykle plynné vrstvě mezi jednotlivými částmi oděvu, případně mezi vnitřní částí oděvu a tělem·

Cílem měření v oděvní mezivrstvě je hodnocení mikroklimatu, které se v ní při nošení oděvu vytváří a které také podmiňuje subjektivní pocity člověka, jeho náladu a pracovní schopnost· Známé zařízení pro měření tepelných vlastností v oděvní mezivrstvě slouží ke zjišťování teploty· Jde o teploměry s termočlánky a odporovými čidly, která mají časovou konstantu řádu desítek sekund a vyšší· Další tepelné vlastnosti nejsou měřeny·

Nevýhody známých zařízení pro měření tepelných vlastností v oděvní mezivrstvě jsou odstraněny v zařízení podle >

vynálezu, jehož podstatou je, že odporové čidlo teploty je přímo nebo prostřednictvím elektricky vodivých částí mechanicky spojeno s elektricky nevodivou částí nebo částmi, tvořící nebo tvořícími, případně ještě spolu s elektricky vodivými částmi, nádobu nebo klec s alespoň dvěma volnými stěnami nebo otvory, v níž je odporové čidlo teploty umístěno®

Přívody Čidla .nebo elektricky vodivé části s nimi spojené mohou být provedeny jako dráty, pásky nebo jehly, sloužící k upevnění na píděné textilii pomocí konektoru, nasunutého na ně s druhé strany plošné textilie a zajišťujícího elektrické spojení o převodníkem·

Zapojení podle vynálezu umožňuje při použití vhodného odporového čidla teploty nejen měřit teplotu a časovou konstantou řédu jednotek sekund, ale zjišťovat také tepelný odpor okolí čidla, rychlost proudění v oděvní mezivrstvě a případně také efektivní tepelnou kapacitu okolí čidla, což jaou údaje, umožňující posoudit některé stránky funkce oděru při jeho nošení. Zařízení může být pomocí polohy otvorů nebo volných stěn nádoby či klece vytvořeno jako selektivní vůči proudění žádaného směru. Přitom je čidlo chráněno proti poškození plošnou textilií oděvu. Lze měřit v mezivrstvě o tlouětce několik milimetrů a je vytvořena možnost jednoduché mechanické a současně elektrické montáže. Strojní část zařízení je jednoduše zhotovitelná. To platí i o elektronických obvodech, u nichž lze při aplikaci mikroelektronických prvků, jako mikropočítačů a podobně, očekávat malou pracnost a cenuo

Odporové čidlo teploty je elektricky spojeno s obvodem, tvořeným převodníkem elektrického odporu čidla na napětí, vykazující definovanou, výhodně lineární závislost na teplotě a na tepelném odporu a/nebo případně dalších tepelných vlastnostech okolí čidla a kde je tento převodník přímo nebo přes procesor elektricky spojen s jedním nebo více indikačními obvody.

Převodník elektrického odporu na napětí může být přepínačem, popřípadě multiplexerem, připojen k více než jednomu odporovému čidlu teploty, přičemž přepínač je spojen s procesorem s analogově-číslicovým převodníkem. Převodník elektrického odporu na napětí je navíc spojen s procesorem s analogově-číslicovým převodníkem přes analogový multiplexer. V alternativním provedení může být více převodníků přímo nebo přes procesor spojeno s jedním nebo více indikačními obvody.

Zařízení podle vynálezu je dále vysvětleno na příkladech při popisu obrázků, kde obr. 1 značí schematické provedení jedné varianty zařízení a obr. 2 obměnu zařízení z obr. 1.

- 3 Odporové čidlo 1 teploty (obr. 1) je umístěno v kleci, jejíž čtyři stěny jsou otevřené, a je prostřednictvím elektricky vodivých částí 2 spojeno β převodníkem 2 elektrického odporu na napětí, na který jsou připojeny dva indikační obvody 6. Elektricky vodivé části 2 jsou odděleny částmi 2 z elektrického izolantu. Podle obr· 2 je z části 2 z elektrického izolantu vytvořena klec, v níž je umístěno odporové čidlo 1 teploty. Stěnou klece procházejí elektricky vodivé části 2, které jsou zakončeny konektory £, umístěnými na opačné straně textilie. Elektricky vodivé části 2 procházejí současně měřenou textilií. Mezi převodník 2 & indikační obvod 6 je vřazen procesor 2·

Příklad 1.

Zařízení je schematicky znázorněno v řezu na obr. 1. Odporové čidlo 1 teploty je provedeno jako perličkový termistor o průměru perličky 0,3 mm. Ten je přívody spojen β elektricky vodivými částmi 2, tvořenými měděnou vrstvou na povrchu oboustranně plátovaného skelného laminátu a dvojicemi ocelových drátů, k této vrstvě měkce připéjených, k nimž je elektricky připojen převodník % elektrického odporu čidla 1 na napětí, úměrné teplotě a tepelnému odporu okolí čidla 1. £ převodníku 2 jsou připojeny dva indikační obvody 6, tvořené voltmetry. Elektricky vodivé části 2 tvoří spolu s částmi 2 z elektrického izolantu, tvořenými hranolky skelného laminátu, klec otevřenou ze Čtyř stran. Průřez klece je 3 x 3 mm a délka přes elektricky izolující části je 12 mm.

Při funkci zařízení jsou obě napětí, získávaná v převodníku 2» indikována voltmetry. £ dispozici jsou současně údaje o teplotě a tepelném odporu okolí čidla 1, charakterizující tepelné poměry v oděvní mezivrstvě, v níž je strojní část zařízení, skládající se z čidla 1, elektricity vodivých částí 2 a z částí 2 ^z elektrického izolantu, umístěna.

- 4 Příklad 2.

Zařízení je v řezu schematicky znázorněno na obr· 2· Odporové čidlo JL teploty, představovaná plátkem polykryatalického křemíku o rozměrech 0,05 x 0,5 x 3 mm, je za své axiálně umístěné přívody připojeno k elektricky vodivým částem 2, zalisováným do části 2 ² elektrického izolantu, provedené jako válcová nádobka o průměru 4 mm se dvěma protilehlými obdélníkovými otvory· Elektricky vodivé části 2 mají tvar zahnutých jehel a procházejí plodnou textilií, tvořící jednu ze stěn oděvní mezivrstvy· Na druhé straně této plošné textilie jsou elektricky vodivé části 2 upevněny pomoci konektorů £, elektricky spojených β převodníkem £ elektrického odporu čidla 1 na dvě napětí, z nichž jedno je stoupající konkávní funkci teploty a druhé stoupající konkávní funkcí tepelného odporu okolí čidla 1. Převodník £ je · přes procesor 2 s analogově číslicovým převodníkem spojen s indikačním obvodem 6, tvořeným obrazovkovým displejem·

Při funkci zařízeni jsou tepelné poměry v čidle 1 teploty ovlivňovány jen prouděním ovzduší ve směru otvorů nádoby· Napětí odpovídající teplotě je v procesoru 2 převedeno do číslicové formy, v té je signál linearizován a vyveden do indikačního obvodu 6. Napětí odpovídající tepelnému odporu je v procesoru 2 P° převedení do číslicové formy a linearizaci přepočteno na údaj rychlosti proudění podle vztahu, odpovídajícího Ringově rovnici v » (A · S“¹ - B)² , kde v S je rychlost proudění je tepelný odpor (1)

A, B jsou konstanty·

Údaj rychlosti proudění je také k dispozici v indikačním obvodu 6·

- 5 Zařízení provádí měření obou veličin jednou za sekundu, rychlost proudění je při hodnotách větších než 0,01 Μοβ*¹ zjišiována a relativní chybou menší než 2 % a to při teplotě 0 aí 50 °C, která je měřena s přesností lepěí než 0,1 °C.

Příklad 3.

Zařízení odpovídá příkladu 2 a obr· 2 s tím rozdílem, že má čtyři snímače a odporovým čidlem L, elektricky vodivými částmi 2, částí 2 ® elektrického izolantu a s konektory £, které jsou připojeny k převodníku £ přes bezkontaktní přepínač, spojený také s procesorem 2 s analogově-číslicovým převodníkem·

Při funkci jsou v indikačním obvodu 6, to je na obrazovkovém displeji, k dispozici čtyři dvojice hodnot teploty a rychlosti proudění, každé měření se opakuje jednou za dvě sekundy·

Příklad 4.

Zařízení odpovídá příkladu 2 s tím rozdílem, že má 16 snímačů s odporovým čidlem 1, elektricky vodivými částmi 2, částí 2 * elektrického izolantu a s konektory £ a že mé s nimi spojených 16 převodníků §.» které jsou přes analogový multiplexer a také přímo připojeny k procesoru 2 ⁸ analogově* číslicovým převodníkem, který je spojen s indikačním obvodem 6· Převodníky 2 ⁸⁸ liší od převodníků v příkladu 2* Převádějí odpor čidla 1 na periodické napětí se zhruba exponenciálními náběhy, jehož minimální hodnota je úměrná teplotě a rozdíl mezi maximální a minimální hodnotou je úměrný tepelnému odporu okolí čidla 1 a která má kmitočet 1 Bz· ·*£<»

Při funkci je multiplexerem přiváděno na vstup procesoru 2 ⁸ analogově-číalicovým převodníkem 1 000 krát sa sekundu napětí každého z Šestnácti převodníků 2· V procesoru 2 je signál vyhodnocován tak, že minimální hodnoty jsou přepočteny na údaje teploty a rozdíl mezi maximálními a minimálními hodnotami na údaj tepelného odporu a ten pak podle vztahu (1) na rychlost proudění* Dále je zjiělován signál, odpovídající sumě absolutních hodnot rozdílů mezi okamžitým a maximálním či minimálním napětím každá periody napětí každého převodníku 2· Tento signál odpovídá časové konstantě, kterou lze interpretovat jako součin tepelného odporu okolí čidla 1 a efektivní tepelné kapacity, zahrnující čidlo 1 a jeho okolí* V procesoru 2 · analogově-číalicovým převodníkem je přepočten na efektivní tepelnou kapacitu okolí, čidla 1. Údaje teploty, tepelného odporu a efektivní tepelné kapacity okolí čidla 1 jsou k dispozici v indikačním obvodu * 6, tedy na obrazovkovém displeji·

Příklad 5.

Zařízení odpovídá příkladu 2 a obr· 2 s tím rozdílem, že odporové čidlo 1 teploty, s křemíkovým tělískem stejným jako v příkladu 2, má ha koncích drátové vývody ve aměru kolmém k délce, a to oba na jednu stranu· Oba vývody procházejí stěnou válcové nádobky z elektrického izolantu, provedené odlišně od části J ^v příkladu 2, totiž s otvory na koncích, tedy ve tvaru kusu trubice· Vývody jsou ve stěně upevněny lepením a procházejí ploěnou textilií, tvořící stěnu oděvní mezivrstvy, k níž jsou připevněny pomocí konektorů £ podobně jako v příkladu 2·

Při funkci, která je jinak stejná jako v příkladu 2, snímá, zařízení selektivně rychlost proudění ve směru osy válcové nádobky·

I

Zařízení;podle vynálezu může být použito taká k jiným měřením než v oděvní mezivrstvě,a to všude tam, kde jsou třeba malé rozměry snímače a malá čaeová konstanta a taká tam, kde je třeba zabezpečeni proti mechanickému poěkozenl čidla· Takové okolnosti ss vyskytuji například při hodnoceni a výzkumu plošných textilii, jako při sledováni přenosu prouděni vzduchu přes plošnou textilii· Zařízeni podle vynálezu věak může mít obecnější použiti jako anemometr, ale taká k zjišťování složeni okolí čidla na základě tepelných vlastnosti a podobně·

Claims (2)

1» Zařízení pro měření tepelných vlastností v oděvní mezivrstvě s odporovým čidlem teploty, vyznačené tím, že odporové čidlo (1) teploty je přímo nebo prostřednictvím elektricky vodivých částí (2) mechanicky spojeno a nejméně jednou části (3) z elektrického izolantu, tvořící a elektricky vodivými částmi (2) nádobu nebo klec s aleao poň dvěma volnými stěnami nebo otvory, v níž je odporové čidlo Cl) teploty umístěno·

2« Zařízeni podle bodu 1, vyznačeně tlm, že přívody odporového čidla (1) teploty nebo elektricky vodivé části (2) jsou tvořeny dráty, pásky nebo jehlami pro upevnění na plošnou textilii pomocí konektorů (4), na ně nasunutých s druhé strany textilie pro elektrické spojeni a převodníkem (5)·