一种织物热屏蔽效能的测试方法与流程

1.本发明属于纺织品检测技术领域，具体涉及到一种织物热屏蔽效能的测试方法。


背景技术：

2.织物的热阻性能一直是评价其使用性能的指标，尤其在伪装作战领域，随着热红外检测技术的发展，人体热红外伪装一直是需要克服的问题，因此伪装织物的研发要求其具有良好的热屏蔽效能。为检测伪装织物热屏蔽效能，需要对其进行实验室模拟试验，从而不断改进制作工艺，增强伪装作战的安全性。现有的模拟试验方案主要包括两种，一种采用真人模拟进行，但人体体表温度在不同的季节、不同的时间段均有差异，检测结果有很大的不确定性，试验结果无法准确的对样品的优劣做出对比评价；一种采用暖体假人进行模拟，但暖体假人的制作、拆装、维护成本较高且工艺复杂，对试验场所环境的要求比较严苛，不利于模拟实验的进行。基于以上原因，恒温人偶的制作和使用是进行人体热屏蔽模拟试验的关键，也是测试织物热屏蔽效能的关键。
3.专利cn 112414740 a公开了一种自平衡式暖体假人及其使用方法，模拟端坐的人体并在暖体假人内部设置内部发热系统和空气动力系统实现自身热平衡，暖体假人可以实现恒功率及人体表面恒温功能，是通过在假人内部不同部位设置不同瓦数的灯泡以及风机，利用热对流和热辐射相关原理实现保持自身热平衡的目的，需要设置好灯泡和风机的位置，结构比较复杂，操作麻烦。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种织物热屏蔽效能的测试方法，通过在人偶表面布满盘管，盘管内设置液态保温介质，液态保温介质通过恒温箱加热，实现人偶表面的恒温状态，通过恒温人偶穿戴试验样品织物，进行热图拍摄，得到覆盖区域的平均温度，得到织物热屏蔽效能。
5.为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种织物热屏蔽效能的测试方法，具体包括以下步骤：
7.s1、将盘管均匀缠绕在人偶表面，盘管和循环泵连接，利用恒温箱对液态保温介质进行加热，并通过循环泵将加热后的液态保温介质持续泵入盘管内，得到恒温人偶；
8.s2、将试验样品织物覆盖在恒温人偶表面，然后将恒温人偶放置在室温标准温度环境条件下静置，使用红外热像仪在距离恒温人偶的3m处每隔1h对恒温人偶的正面和背面进行热图拍摄，总共拍摄3次，根据热图得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度，进而得到试验样品织物的热屏蔽效能。
9.进一步地，所述液态保温介质为蒸馏水。
10.进一步地，所述恒温箱的温度为32℃
±
1℃。
11.进一步地，所述人偶的关节可拆卸的安装在人偶上。
12.进一步地，所述s1中人偶的头部和躯干、左上肢、右上肢、左下肢、右下肢分别通过
盘管进行单独缠绕，所有盘管的接口和同一个循环泵连接。
13.进一步地，所述s1中盘管均匀缠绕在人偶表面时，相邻两圈的盘管之间的间距为1mm～5mm。
14.进一步地，所述s2中根据热图得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度，是计算不同时间点的3张热图对应的温度的平均值。
15.采用上述技术方案，本发明实现的有益效果如下：
16.(1)本发明采用恒温人偶进行模拟真人体温状态，通过恒温的液态保温介质在人偶表面循环，保证人偶表面温度的恒定；通过拍摄热图，得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度，从而得到试验样品织物的热屏蔽效能，试验结果准确，测试方法有效，操作简单，成本低，兼顾经济和实用。
17.(2)恒温人偶中盘管均匀缠绕在人偶表面，并非位于人偶内部，对人偶的材质无要求，且通过恒温箱对液态保温介质进行加热，液态保温介质在盘管中进行循环，有效的实现人偶表面温度的恒定，防止温度变化过大，且无需传感器、风机等装置来控温；结构简单，成本低，操作简单，安全、故障率低。
18.(3)通过红外热像仪拍摄热图得到温度的数据，进一步分析得到试验样品织物的热屏蔽效能，避免了复杂的算法；通过红外热像仪拍摄热图和恒温人偶的配合，且织物是用于人体热红外伪装，因此通过热图得到热屏蔽效能的方法和实际应用更加贴合，本发明的织物热屏蔽效能的测试方法更适合于织物的伪装应用，避免了其他的测试方法出现的理论和实际应用差距大的问题。
19.(4)恒温人偶表面盘管缠绕覆盖面积大，在热图中可以看出恒温人偶表面的非盘管缠绕覆盖区域和盘管缠绕覆盖区域并没有明显区别，无法分辨是否是盘管覆盖区域，恒温人偶表面盘管缠绕覆盖区域和非盘管缠绕覆盖区域的温差小，说明恒温人偶表面的温度均匀。
附图说明
20.图1为本发明中恒温人偶表面未覆盖试验样品织物时拍摄的热图；
21.图2为本发明中恒温人偶表面被试验样品织物覆盖时拍摄的热图。
具体实施方式
22.下面结合实施例进一步说明本发明。
23.实施例1
24.一种织物热屏蔽效能的测试方法，具体包括以下步骤：
25.s1、将盘管均匀缠绕在人偶表面，盘管和循环泵连接，利用恒温箱对蒸馏水进行加热，恒温箱的温度为32℃，加热后的蒸馏水为32℃，并通过循环泵将加热后的蒸馏水持续泵入盘管内，得到恒温人偶；
26.液态保温介质经由盘管布满人偶表面，通过循环泵将液态保温介质持续泵入盘管内，实现液态保温介质在人偶表面的循环，从而保证人偶表面的温度恒定。液态保温介质温度较均匀，且受环境温度的影响相对较小。液态保温介质的温度变化慢，更有利于维持人偶表面的温度稳定。通过调整恒温箱温度来控制液态保温介质温度，从而调整人偶表面的温
度，操作简单，安全。
27.s2、将试验样品织物覆盖在恒温人偶表面，然后将恒温人偶放置在室温标准温度环境条件下静置，使用红外热像仪在距离恒温人偶的3m处每隔1h对恒温人偶的正面和背面进行热图拍摄，总共拍摄3次，根据热图得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度，进而得到试验样品织物的热屏蔽效能。
28.试验场所为室温标准温度环境条件，该条件具有标准室温环境、无明显热源、对周围反射率较高的物品等进行遮挡，避免对热图拍摄产生干扰。
29.每隔1h对恒温人偶的正面和背面进行热图拍摄，目的是让被测区域的温度稳定。
30.进一步地，所述人偶的关节可拆卸的安装在人偶上。
31.人偶的关节可灵活安装拆卸，可适应不同类型试验样品织物的穿戴。
32.进一步地，所述s1中人偶的头部和躯干、左上肢、右上肢、左下肢、右下肢分别通过盘管进行单独缠绕，共使用5个盘管，所有盘管的接口和同一个循环泵连接。
33.进一步地，所述s1中盘管均匀缠绕在人偶表面时，相邻两圈的盘管之间的间距为2mm。
34.人偶的每个部位通过盘管进行单独缠绕，既保证操作简单，容易实现，又能通过一个循环泵实现多个盘管内液态保温介质的循环速度，保证恒温人偶温度调节的效率高，有利于恒温人偶表面维持恒温状态。通过设置相邻两圈的盘管之间的间距，在保证人偶表面盘管缠绕覆盖区域和非盘管缠绕覆盖区域的温度均匀的同时，节省盘管的使用，同时盘管内液态保温介质的循环速度快，成本低。
35.进一步地，所述s2中根据热图得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度，是计算不同时间点的3张热图对应的温度的平均值。
36.根据恒温人偶的正面和背面的热图得到恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度是现有技术，通过红外热像仪和配套软件相互配合，只需要在软件中框选出需要识别的区域，即可自动计算该区域的温度最大值、最小值和平均值。
37.进一步地，所述s2中恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度越高，说明试验样品织物的热屏蔽效能越差，恒温人偶被试验样品织物覆盖区域的温度越低，说明试验样品织物的热屏蔽效能越好。
38.通过本实施例1的一种织物热屏蔽效能的测试方法，得到的具体试验结果如表1所示。
39.表1不同时间点恒温人偶的温度
[0040][0041]
从表1结果可以看出，当恒温人偶表面未覆盖试验样品织物时，对恒温人偶的正面和背面分别拍摄热图，得到恒温人偶正面的温度平均值(单次平均值)为30.32℃，背面的平均温度(单次平均值)为30.26℃。然后将试验样品织物覆盖在恒温人偶表面后，在1h、2h、3h分别对恒温人偶表面拍摄热图，得到每个时间点的温度平均值(单次平均值)，然后取3个时间点的平均值，得到恒温人偶表面覆盖试验样品织物区域的温度(3个时间点的平均值)，由此可见，恒温人偶表面未覆盖试验样品织物时，正面和背面的温度相似；当恒温人偶表面覆盖试验样品织物后，正面和背面的温度均发生显著降低，正面的温度为25.87℃，背面的温度为26.00℃，说明试样样品织物覆盖在恒温人偶表面时，对恒温人偶的表面温度进行了有效的热屏蔽，且对恒温人偶正面和背面的热屏蔽效果相似。
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在红外热像仪的配套软件中对热图中恒温人偶的区域进行框选，即可自动计算得到选定区域的温度平均值、最大值和最小值，图1和图2中，平均值显示在人偶的上侧，最大值通过红色三角形显示，最小值通过蓝色三角形显示，左上角是整个热图的均值(和本发明的技术方案无关)，图1中人偶中有2个加号，表示在加号的位置的取样点的温度(与本发明的技术方案无关)。图1和图2中温度分布比较均匀，且显示人偶中盘管缠绕覆盖区域和盘管未缠绕覆盖区域没有明显差别。