FRC 型服装热性能测试仪的研制 王保安〖FK)〗〓傅维纲〓王宏亮〓张捷民 (西北纺织工学院) 摘要〓FRC 型服装热性能测试仪应用特制的测头,能同时检测出皮肤表面一点或多点的温度和热流信号电压,放大后由计算机自动处理,显示并能打印出服装(局部或整体)的隔热值。 引言 服装热性能的实验讨论,主要有两种方法。一种是讨论人体在着装状态实际的产热和散热的生理卫生学方法;另一种是用模型模拟人体产热和散热的方法[1]。前一种方法能较准确地反映真实情况,但实验设计复杂、费用高、费时费劲。后一种方法虽然较为方便,但若模型过简(如平板法、圆筒法),则难以反映人体的着装实际;若要制作与人体产热情况近似的模型(如暖体假人),却又费用昂贵,一般教学、科研、生产单位无力实施。八十年代中期,国内有用热流计测量人体散热及服装隔热值的报道 [2] 。这是一种兼具上述两种方法的主要优点又比较方便的实验设计。本仪器的研制就是以这个思路为基础,设计制作一套在人体着装条件下多点巡回测量,用计算机采集和处理数据的仪器,以满足服装专业教学和科研的需要。 1〓测量原理 在传热学中,把一个稳态传热过程的热流密度 q 同温压(即温度差)△ t 以及该过程的热阻 R (指单位面积上的热阻,下同)之间的关系表示为 假如测出△ t 及 q ,即可求出热阻的大小 一个传热过程的总热阻等于组成该过程的各串联环节的热阻之和 [3] 。 若用 t 1 和 t 2 分别表示人体皮肤表面和环境(一般指大气)的温度,用 R C L 和 R a 分别表示服装(包括多层服装)和服装表面边界层空气的热阻,用 q 表示通 过服装的热流密度,则有: 若为多点测量,则皮肤温度 t 1 和热流密度 q 均应为按各测点对应的皮肤总面积占皮肤面积的比例加权的平均值 [1] 。 在服装卫生学中,把服装的热阻叫做“隔热值”,并为其定义了一个特别的单位——“克罗(clo)”[1] 。“克罗”原来是根据人的温度舒适感觉定义的物理—生理—心理量,但在实际测量中一般把它与同样条件下测得的服装热阻对应起来,给出如下换算关系: 若以克罗为单位,(3)式就转变为式中 I CL 、 I a 分别为以克罗为单位的服装和边界层空气的隔热值。 2〓仪器结构 仪器结构框图如图 1(图见英文稿,下同) 2 1〓测头 测头为定制的硅橡胶可挠热流测头,内部同时埋入温度传感器。热流传感器为热阻式,通过热流测头的热流密度与传感器输出电压 UH(mV)之间的关系为 式中 C 为热流测头系数,已由制作单...
