CN102269722B - 一种织物***热防护性测试仪 - Google Patents

一种织物***热防护性测试仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种织物***热防护性测试仪，包括热暴露模拟箱、水泵、模拟皮肤温度数据采集***和温度湿度数据采集***，热暴露模拟箱下设有内置加热管的基底箱；热暴露模拟箱外设有外壳，顶部装有传感器基座；传感器基座内设有与模拟皮肤温度数据采集***相连的模拟皮肤传感器；模拟皮肤传感器下表面设有毛细出水管网；毛细出水管网通过水管与恒温水浴相连的水泵相连；毛细出水管网下方设有依次叠加的织物***隔热层附舒适层、防水透气层和外层，并由织物夹持装置固定；织物夹持装置和毛细出水管网之间设有间隔块；外层下方设有隔热板；在合适的位置安装与温度湿度数据采集***相连的温度传感器和湿度传感器。本发明可以在持续润湿的情况下评估热防护性。

Description

一种织物***热防护性测试仪
技术领域
本发明涉及热防护安全技术领域，特别是涉及一种织物***热防护性测试仪。
背景技术
热防护服用织物***包括外层、防水透气层、隔热层和舒适层，其热防护性测试为了客观定量测评和研究热防护服用织物***的热防护性能。目前采用的热防护性测试仪主要有ASTM D 4108明火法织物热防护性测试、NFPA 1977织物热辐射防护性测试、NFPA 1971热辐射和热对流混合作用防护性能测试等。热防护性测试仪一般由热源装置、热源预热屏蔽装置、试样夹持装置、热流计和绘图记录仪等组成，不同的测试仪采用的热源种类及比例、热流计种类、搭建构造等有所不同。测试时，将测试织物***置于热暴露与模拟皮肤之间，通过测试在一定强热暴露下皮肤达到二级烧伤的时间对其热防护性能进行评估。
在热防护服装及装备实际使用中，人体因强负荷体力活动大量出汗，汗液会导致热防护服用织物***发生润湿而产生热防护性能的变化，且随着强体力活动的继续而持续产生织物润湿。但目前的热防护性测试仪无法在测试中对织物进行持续润湿，不能有效模拟织物***被汗水持续润湿情况来测试热防护性。因此，为了更真实的反映热防护服装在真实环境中使用时的织物***热防护性能，需要建立新型的热防护性测试仪来合理模拟持续润湿情况下的热防护性能评估。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种织物***热防护性测试仪，以实现在持续润湿的情况下测试热防护服用织物***的热防护性，以弥补现有技术的不足或缺陷，满足热防护服装生产和改进的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种织物***热防护性测试仪，包括热暴露模拟箱、水泵、模拟皮肤温度数据采集***和温度湿度数据采集***，所述的热暴露模拟箱下设有基底箱；所述的基底箱内设有加热管；所述的热暴露模拟箱外设有外壳；所述的热暴露模拟箱顶部装有传感器基座；所述的传感器基座内设有与所述的模拟皮肤温度数据采集***相连的模拟皮肤传感器；所述的模拟皮肤传感器下表面设有毛细出水管网；所述的毛细出水管网通过水管与所述的水泵相连；所述的水泵与恒温水浴相连；所述的毛细出水管网下方设有由上而下依次叠加的织物***隔热层附舒适层、防水透气层和外层；所述的织物***隔热层附舒适层、防水透气层和外层通过织物夹持装置设置在所述的热暴露模拟箱内；所述的织物夹持装置和毛细出水管网之间设有间隔块；所述的外层下方设有隔热板；所述的毛细出水管网与所述的织物***隔热层附舒适层之间、所述的织物***隔热层附舒适层与防水透气层之间、所述的防水透气层和外层之间、所述的外层与所述的隔热板之间均设有一温度传感器；所述的毛细出水管网与所述的织物***隔热层附舒适层之间、所述的外层与所述的隔热板之间均设有一湿度传感器；所述的温度传感器和湿度传感器均与所述的温度湿度数据采集***相连。
所述的加热管为石英管；所述的石英管产生的热通量在6kW/m2-21kW/m2之间。
所述的隔热板通过卷绕电动机带动开启或关闭。
所述的隔热板由铜板、散热水管和玻璃纤维层合板三层组成，其中，散热水管中通有循环冷却水。
所述的间隔块的高度在6.4mm～16.4mm之间。
所述的毛细出水管网为中空“回”字形，其中，内开口面积和所述的模拟皮肤传感器下表面的横截面积相同。
所述的毛细出水管网的出水孔均匀分布。
所述的水泵为调速水泵。
所述的恒温水浴内装有35℃恒温水。
所述的热暴露模拟箱的横截面为正方形。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
本发明可以更真实的模拟热防护服装及装备在救援火场中的真实使用情况，更有效地模拟在作业人员强负荷体力活动情况下持续出汗对热防护服用织物产生的润湿，持续润湿对织物***热防护性能的影响，以及持续润湿情况下热暴露环境中织物***内部及周边的实时温度和湿度变化；更好地完善了热防护服装及装备的热防护性测试和评估，对于研发热防护新型材料、科学设计、合理选配热防护服用织物***，有效减少热暴露对人体造成的热伤害都具有非常重要的意义；另外，本发明的模拟装置空间体积小，热源能量、润湿程度可控性强，皮肤及环境温度、湿度能够实现实时精确数据采集。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，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。
本发明的实施方式涉及一种织物***热防护性测试仪，如图1所示，包括热暴露模拟箱21、水泵10、模拟皮肤温度数据采集***19和温度湿度数据采集***20，其中，热暴露模拟箱21的横截面为正方形。所述的热暴露模拟箱21下设有基底箱1；所述的基底箱1内设有加热管2，该加热管2为石英管，该石英管产生的热通量在6kW/m2-21kW/m2之间，此时只需要变化石英管开启数量就能够模拟不同的热源能量。所述的热暴露模拟箱21外设有外壳3。所述的热暴露模拟箱21顶部装有传感器基座17。所述的传感器基座17内设有与所述的模拟皮肤温度数据采集***19相连的模拟皮肤传感器18，所述的模拟皮肤传感器18下表面设有毛细出水管网12，所述的毛细出水管网12通过水管9与所述的水泵10相连，所述的水泵10与恒温水浴11相连。毛细出水管网12为中空“回”字形，其中，外横截面积100mm×100mm，内开口面积和所述的模拟皮肤传感器18下表面的横截面积相同，毛细出水管网12的出水孔均匀分布，可有效模拟人体皮肤出汗。水泵10采用调速水泵，恒温水浴11的温度保持在35℃，通过变化调速水泵的供水速度可设定不同新陈代谢水平下人体出汗速率，调速水泵的供水速度在1200-1300g/h。所述的毛细出水管网12下方设有由上而下依次叠加的织物***隔热层附舒适层13、防水透气层14和外层15。所述的织物***隔热层附舒适层13、防水透气层14和外层15通过织物夹持装置7设置在所述的热暴露模拟箱21内，其中，织物夹持装置7的外横截面积为150mm×150mm，内开口面积为100mm×100mm。所述的织物夹持装置7和毛细出水管网12之间设有间隔块8，间隔块8的高度在6.4mm～16.4mm之间，从而可以模拟不同的衣下空气层厚度。所述的外层15下方设有隔热板4，隔热板4由铜板、散热水管和玻璃纤维层合板三层组成，其中，散热水管中通有循环冷却水，可将预热阶段热源能量有效隔断。隔热板4通过卷绕电动机5带动开启或关闭。所述的毛细出水管网12与所述的织物***隔热层附舒适层13之间、所述的织物***隔热层附舒适层13与防水透气层14之间、所述的防水透气层14和外层15之间、所述的外层15与所述的隔热板4之间均设有一温度传感器6；所述的毛细出水管网12与所述的织物***隔热层附舒适层13之间、所述的外层15与所述的隔热板4之间均设有一湿度传感器16；所述的温度传感器6和湿度传感器16均与所述的温度湿度数据采集***20相连。本发明可模拟低辐射热暴露环境，热通量为6kW/m2-21kW/m2，作业人员出汗速率为1200-1300g/h新陈代谢水平下，衣下空气层厚度6.4mm～16.4mm，测试热防护织物***热防护性。
不难发现，本发明可以更真实的模拟热防护服装及装备在救援火场中的真实使用情况，更有效地模拟在作业人员强负荷体力活动情况下持续出汗对热防护服用织物产生的润湿，持续润湿对织物***热防护性能的影响，以及持续润湿情况下热暴露环境中织物***内部及周边的实时温度和湿度变化；更好地完善了热防护服装及装备的热防护性测试和评估，对于研发热防护新型材料、科学设计、合理选配热防护服用织物***，有效减少热暴露对人体造成的热伤害都具有非常重要的意义；另外，本发明的模拟装置空间体积小，热源能量、润湿程度可控性强，皮肤及环境温度、湿度能够实现实时精确数据采集。

Claims (10)

1.一种织物***热防护性测试仪，包括热暴露模拟箱(21)、水泵(10)、模拟皮肤温度数据采集***(19)和温度湿度数据采集***(20)，其特征在于，所述的热暴露模拟箱(21)下设有基底箱(1)；所述的基底箱(1)内设有加热管(2)；所述的热暴露模拟箱(21)外设有外壳(3)；所述的热暴露模拟箱(21)顶部装有传感器基座(17)；所述的传感器基座(17)内设有与所述的模拟皮肤温度数据采集***(19)相连的模拟皮肤传感器(18)；所述的模拟皮肤传感器(18)下表面设有毛细出水管网(12)；所述的毛细出水管网(12)通过水管(9)与所述的水泵(10)相连；所述的水泵(10)与恒温水浴(11)相连；所述的毛细出水管网(12)下方设有由上而下依次叠加的织物***隔热层附舒适层(13)、防水透气层(14)和外层(15)；所述的织物***隔热层附舒适层(13)、防水透气层(14)和外层(15)通过织物夹持装置(7)设置在所述的热暴露模拟箱(21)内；所述的织物夹持装置(7)和毛细出水管网(12)之间设有间隔块(8)；所述的外层(15)下方设有隔热板(4)；所述的毛细出水管网(12)与所述的织物***隔热层附舒适层(13)之间、所述的织物***隔热层附舒适层(13)与防水透气层(14)之间、所述的防水透气层(14)和外层(15)之间、所述的外层(15)与所述的隔热板(4)之间均设有一温度传感器(6)；所述的毛细出水管网(12)与所述的织物***隔热层附舒适层(13)之间、所述的外层(15)与所述的隔热板(4)之间均设有一湿度传感器(16)；所述的温度传感器(6)和湿度传感器(16)均与所述的温度湿度数据采集***(20)相连。
2.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的加热管(2)为石英管；所述的石英管产生的热通量在6kW/m2-21kW/m2之间。
3.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的隔热板(4)通过卷绕电动机(5)带动开启或关闭。
4.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的隔热板(4)由铜板、散热水管和玻璃纤维层合板三层组成，其中，散热水管中通有循环冷却水。
5.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的间隔块(8)的高度在6.4mm～16.4mm之间。
6.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的毛细出水管网(12)为中空“回”字形，其中，内开口面积和所述的模拟皮肤传感器下表面的横截面积相同。
7.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的毛细出水管网(12)的出水孔均匀分布。
8.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的水泵(10)为调速水泵。
9.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的恒温水浴(11)内装有35℃恒温水。
10.根据权利要求1所述的织物***热防护性测试仪，其特征在于，所述的热暴露模拟箱(21)的横截面为正方形。
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