本發(fā)明涉及一種模擬裝置，尤其是涉及一種對環(huán)境狀態(tài)無損的模擬人體出汗裝置。

背景技術：

熱阻濕阻測試儀是通過模擬人體皮膚產(chǎn)生的熱量和水蒸氣穿透織物的過程，在穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境下，測試多種材料的熱阻及濕阻值?？捎糜诳椢铩⒈∧?、涂層、泡沫、皮革及多層復合材料等的熱阻濕阻測試，具體如衣物，棉被，保暖服裝的舒適性能的測試，紡織面料人體舒適度測試等。

SGHP-10.5服裝熱阻濕阻檢測系統(tǒng)是利用環(huán)境箱模擬各著裝環(huán)境進行熱阻濕阻測試，對精度要求高(溫度±0.1℃，濕度±3％，風速±0.05m/s)。在做服裝模擬顯汗狀態(tài)下的熱濕阻測試中，每次打開箱門都會破壞一次原有的穩(wěn)定環(huán)境。為解決上述問題，傳統(tǒng)方法是將含濕織織物放入環(huán)境箱，并等到環(huán)境箱到達穩(wěn)定狀態(tài)，在該過程中就伴隨著水分的蒸發(fā)，而且每種面料之間所蒸發(fā)的時間不同、蒸發(fā)量不同，所以此方法所得結(jié)果準確性較差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種對環(huán)境狀態(tài)無損的模擬人體出汗裝置，針對現(xiàn)有技術中的缺陷，將模擬出汗裝置搭配導管與針管使用，借助導管與針管將模擬汗液直接輸送至出汗點，該過程無需打開環(huán)境箱，達到對環(huán)境狀態(tài)無損的目的，從而顯著提升測量結(jié)果的精確性。

為了解決上述技術問題，采用如下技術方案：

一種對環(huán)境狀態(tài)無損的模擬人體出汗裝置，包括模擬出汗裝置及實驗環(huán)境箱，其特征在于：模擬出汗裝置包括水箱、微型流量調(diào)節(jié)器及導管，水箱、微型流量調(diào)節(jié)器、實驗環(huán)境箱通過導管相互連接，水箱內(nèi)安裝有加熱裝置，導管包括第一導管與第二導管，通過第一導管連接水箱與微型流量調(diào)節(jié)器，微型流量調(diào)節(jié)器內(nèi)安裝有壓力閥系統(tǒng)及導流管，導流管的一端連接第一導管，導流管的另一端連接第二導管，導流管上安裝有壓力閥系統(tǒng)，壓力閥系統(tǒng)調(diào)節(jié)導流管流量；第二導管的另一端連接有針管，實驗環(huán)境箱內(nèi)安裝有熱板，熱板上放置試樣織物，針管插入熱板與試樣織物之間。

進一步，加熱裝置包括電加熱管，電加熱管插入水中，電加熱管內(nèi)安裝有電熱絲。電熱絲通電后產(chǎn)生熱量，對水箱的實驗用水進行加熱，加熱溫度控制在35℃，該溫度與熱板溫度一致；保持水溫與熱板溫度一致，測量過程更科學，測量結(jié)果誤差小，精度高。

進一步，電加熱管內(nèi)灌入氧化鎂粉，借助氧化鎂粉將電熱絲封裝固定于電加熱管內(nèi)。氧化鎂粉是絕緣性良好的材料，采用該材料封裝電熱絲，安全可靠，不會有漏電等安全事故發(fā)生。

進一步，壓力閥系統(tǒng)包括壓力閥門、壓力傳感器及壓力閥控制器，壓力閥安裝于導流管上，壓力傳感器接入導流管內(nèi)，壓力傳感器檢測導流管內(nèi)流量，壓力傳感器連接壓力閥控制器，壓力閥控制器控制壓力閥門。

進一步，壓力閥控制器內(nèi)包括有信號識別電路、邏輯控制電路及電子開關組，信號識別電路識別壓力傳感器信號，信號識別電路連接邏輯控制電路，邏輯控制電路連接電子開關組，電子開關組控制壓力閥門。

進一步，實驗環(huán)境箱內(nèi)安裝有實驗臺，實驗臺上安裝熱板。實驗臺用于安裝熱板，提供穩(wěn)定的測試環(huán)境。

進一步，實驗環(huán)境箱的右側(cè)設有閥門，通過閥門將針管與第二導管接入實驗環(huán)境箱內(nèi)。關閉閥門后，實驗環(huán)境箱具有良好的密封性，不會破壞其內(nèi)部的實驗環(huán)境；打開閥門可以調(diào)節(jié)針管、試樣織物的位置；其結(jié)構(gòu)簡單，實用性強。

由于采用上述技術方案，具有以下有益效果：

本發(fā)明為一種對環(huán)境狀態(tài)無損的模擬人體出汗裝置，針對現(xiàn)有技術中的缺陷，將模擬出汗裝置搭配導管與針管使用，借助導管與針管將模擬汗液直接輸送至出汗點，該過程無需打開環(huán)境箱，達到對環(huán)境狀態(tài)無損的目的，從而顯著提升測量結(jié)果的精確性。其具體優(yōu)異效果表現(xiàn)為以下幾點：

1、本發(fā)明在投入使用過程中，無需打開實驗環(huán)境箱，進而無需等待將試樣織物放進實驗環(huán)境箱直至實驗環(huán)境箱達到穩(wěn)定的過程，避免了水分蒸發(fā)帶來的誤差。

2、水箱用于加熱實驗用水，加熱至35℃，使其達到汗液溫度，模擬汗液；該裝置具有加熱速度快，溫度控制精確的優(yōu)點，且電熱絲借助氧化鎂粉封裝，安全可靠，適合長期使用。

3、微型流量調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)施加在試樣織物上的模擬汗液量，能夠精確控制模擬汗液量，其工作原理如下：當模擬汗液經(jīng)過導流管，該模擬汗液作用于壓力傳感器，壓力傳感器產(chǎn)生壓力信號(不同的流水施加于壓力傳感器產(chǎn)生的壓力信號時不同)，該壓力信號傳遞至壓力閥控制器，在信號識別電路中轉(zhuǎn)化為對應的電流信號，邏輯控制電路根據(jù)該電流信號對電子開關組發(fā)出指令，再由電子開關組執(zhí)行該指令；流量過大時，電子開關組調(diào)小壓力閥門的開度；流量過大時，電子開關組調(diào)大壓力閥門的開度；基于上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對流量的精確控制，能夠根據(jù)實驗要求定量加入模擬汗液，所得測試結(jié)果具有優(yōu)異的準確性。

4、由于針管的孔隙較小，添加模擬汗液緩慢且精確，可避免因孔隙過大而注射過量的模擬汗液，導致實驗失敗，所得結(jié)果產(chǎn)生偏差。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

圖1為模擬出汗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為實驗環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為模擬出汗裝置與實驗環(huán)境箱的連接示意圖；

圖4為圖3中Ⅰ處的放大示意圖；

圖5為壓力閥系統(tǒng)的原理示意圖；

圖6為試樣織物RCF變化過程圖；

圖7為試樣織物REF變化過程圖。

具體實施方式

如圖1至圖7所示，一種對環(huán)境狀態(tài)無損的模擬人體出汗裝置，包括模擬出汗裝置及實驗環(huán)境箱15，模擬出汗裝置11與實驗環(huán)境箱15相互連接；模擬出汗裝置11包括水箱1、微型流量調(diào)節(jié)器4及導管，導管分為第一導管3與第二導管4，水箱1與微型流量調(diào)節(jié)器4通過第一導管3相互連接，微型流量調(diào)節(jié)器4與實驗環(huán)境箱15通過第二導管4相互連接。水箱1內(nèi)安裝有加熱裝置，加熱裝置包括電加熱管2，電加熱管2插入水中，電加熱管2內(nèi)安裝有電熱絲(圖中未標出)。電熱絲通電后產(chǎn)生熱量，對水箱1的實驗用水進行加熱，加熱溫度控制在35℃，該溫度與熱板溫度一致；保持水溫與熱板溫度一致，測量過程更科學，測量結(jié)果誤差小，精度高。電加熱管2內(nèi)灌入氧化鎂粉，借助氧化鎂粉將電熱絲封裝固定于電加熱管2內(nèi)。氧化鎂粉是絕緣性良好的材料，采用該材料封裝電熱絲，安全可靠，不會有漏電等安全事故發(fā)生。

微型流量調(diào)節(jié)器4內(nèi)安裝有壓力閥系統(tǒng)及導流管6，導流管6的一端連接第一導管3，導流管6的另一端連接第二導管4；實驗用水經(jīng)水箱1加熱后轉(zhuǎn)化為模擬汗液，模擬汗液首先流入第一導管3，通過第一導管3輸送至導流管6，通過導流管6后流入第二導管4，再由第二導管4輸送至實驗環(huán)境箱15內(nèi)。導流管6上安裝有壓力閥系統(tǒng)，壓力閥系統(tǒng)調(diào)節(jié)導流管6流量；壓力閥系統(tǒng)包括壓力閥門5、壓力傳感器7及壓力閥控制器8，壓力閥安裝于導流管6上，壓力傳感器7接入導流管6內(nèi)，壓力傳感器7檢測導流管6內(nèi)流量，壓力傳感器7連接壓力閥控制器8，壓力閥控制器8控制壓力閥門5。壓力閥控制器8內(nèi)包括有信號識別電路18、邏輯控制電路19及電子開關組20，信號識別電路18識別壓力傳感器7信號，信號識別電路18連接邏輯控制電路19，邏輯控制電路19連接電子開關組20，電子開關組20控制壓力閥門5。微型流量調(diào)節(jié)器4用于調(diào)節(jié)施加在試樣織物16上的模擬汗液量(即流量)，能夠精確控制模擬汗液量，其工作原理如下：當模擬汗液經(jīng)過導流管6，該模擬汗液作用于壓力傳感器7，壓力傳感器7產(chǎn)生壓力信號(不同的流水施加于壓力傳感器7產(chǎn)生的壓力信號時不同)，該壓力信號傳遞至壓力閥控制器8，在信號識別電路18中轉(zhuǎn)化為對應的電流信號，邏輯控制電路19根據(jù)該電流信號對電子開關組20發(fā)出指令，再由電子開關組20執(zhí)行該指令；流量過大時，電子開關組20調(diào)小壓力閥門5的開度；流量過大時，電子開關組20調(diào)大壓力閥門5的開度；基于上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對流量的精確控制，能夠根據(jù)實驗要求定量加入模擬汗液，所得測試結(jié)果具有優(yōu)異的準確性。

第二導管4的另一端接入實驗環(huán)境箱15內(nèi)，且在接入一端的端口處連接有針管10；實驗環(huán)境箱15的右側(cè)設有閥門13，通過閥門13將針管10與第二導管4接入實驗環(huán)境箱15內(nèi)。關閉閥門13后，實驗環(huán)境箱15具有良好的密封性，不會破壞其內(nèi)部的實驗環(huán)境；打開閥門13可以調(diào)節(jié)針管10、試樣織物16的位置；其結(jié)構(gòu)簡單，實用性強。實驗環(huán)境箱15內(nèi)安裝有實驗臺14，實驗臺14上安裝熱板12，熱板12的溫度為35℃，與模擬汗液的溫度一致；熱板12上放置試樣織物16，針管10插入熱板12與試樣織物16之間。

實施例：采用上述裝置進行熱濕阻測試

在平鋪第一塊試樣織物16后，將模擬出汗裝置11的針管10端口插入試樣織物16與熱板12之間，由于出汗位置對熱濕阻也會造成影響，因此將出汗點設置為熱板12中心點。關上環(huán)境箱，按ISO 11092標準(35℃，40％RH)測試一次，在確保該織物在環(huán)境箱內(nèi)已達到熱濕平衡狀態(tài)后，模擬出汗裝置11模擬出汗(如跑步狀態(tài)下平均出汗250g/h·m²，則將實驗設置為30min持續(xù)模擬出汗5ml)，直至該試樣織物經(jīng)歷吸濕、透濕、干燥后恢復至平衡狀態(tài)，測試結(jié)束，測試過程中不打開實驗環(huán)境箱15。待第一塊試樣織物16完成測試后，取出第一塊試樣織物16，并將第二塊試樣織物16鋪設到熱板12上，根據(jù)上述測試過程進行第二塊試樣織物16測試，完成后取出第二試樣織物16。

完成上述測試，得到兩快試樣織物16在模擬出汗狀態(tài)下的動態(tài)過程數(shù)據(jù)，從中分離出出汗點至恢復點的信息(見圖6與圖7)。研究對象為去除空氣層熱、濕阻的織物熱阻RCF與織物濕阻REF。

由圖6與圖7可以得到兩塊試樣織物16出汗狀態(tài)下(0～30mins)以及停止出汗后(30mins以后的)RCF值、PEF值變化。運用自行研制的動態(tài)出汗裝置，在不破壞原有穩(wěn)定環(huán)境的條件下，模擬從人體出汗、織物吸濕到干燥的全部動態(tài)過程，探究人體出汗狀態(tài)下織物熱阻、濕阻的動態(tài)變化過程。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎，為解決基本相同的技術問題，實現(xiàn)基本相同的技術效果，所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之中。