專利名稱：一種出汗人體暖體軀干模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種出汗人體軀干模擬裝置，特別涉及一種用來測量潛汗和顯汗條件下服裝的透濕性能的模擬人體軀干的感知排汗和非感知排汗裝置。
背景技術(shù)：
為測量、評(píng)價(jià)服裝的透濕性能和傳濕濕阻，需借助于出汗暖體軀干輔助裝置。目前出汗暖體假人的模擬出汗主要是采用多路毛細(xì)水管供水來濕潤模擬人體皮膚出汗的方法。如由芬蘭技術(shù)研究中心研制的出汗暖體假人，其發(fā)汗方式是以180多根毛細(xì)水管模擬人體的汗腺，出汗面積約1.5平方米，供水的輸送和控制是由計(jì)算機(jī)控制的微型電磁閥來實(shí)現(xiàn)。近年來，我國也研制出了新型模擬出汗假人，公開號(hào)為CN2416557的中國專利“出汗假人”，它采用的發(fā)汗系統(tǒng)由恒溫水箱、蠕動(dòng)泵、水管、分液閥、出汗管等組成，出汗管置于底層皮膚和出汗皮膚之間，出汗管上開有若干出汗孔，出汗孔直徑為0.3毫米，出汗孔的間距為80毫米，出汗孔的孔口面向出汗皮膚，出汗管孔附近的皮膚被水濕潤，以此方式來模擬人體顯汗。
上述背景技術(shù)中所采用的毛細(xì)水管模擬人體出汗的方法，雖具有與人體汗腺相類似的點(diǎn)汗源特征，但實(shí)際上人體表面每平方米的汗腺數(shù)目是105數(shù)量級(jí)，在人體以顯汗方式排汗時(shí)，由于人體如此眾多的汗腺，使得人體表面某區(qū)域汗液的分布相當(dāng)均勻；如果部分裸露出汗者的運(yùn)動(dòng)量較大，裸露表面的汗液來不及蒸發(fā)和傳輸，則在裸露的表面區(qū)域形成隨機(jī)均勻分布的汗珠。而著裝人體顯汗的汗液分布不是汗珠的形式，用毛細(xì)管或出汗孔是難以模擬如此眾多的汗腺，因此，用這種模擬出汗的方法作為人體軀干，將影響測量潛汗和顯汗條件下服裝透濕性能的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是克服上述出汗暖體假人“汗液”分布不均勻的缺陷，提供一種能更接近于人體表面出汗?fàn)顟B(tài)的出汗人體暖體軀干模擬裝置。
為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是由控制機(jī)構(gòu)、模擬出汗機(jī)構(gòu)及腔體組成出汗人體暖體軀干模擬裝置，所述的模擬出汗機(jī)構(gòu)，由超聲波霧化器的出口端與熱汽化器連接組成，熱汽化器的出口置于腔體內(nèi)；所述的腔體由骨架材料支撐，周圍包覆著透氣、透濕性模擬人體表面材料，上、下端面為隔熱層。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案還包括在該出汗人體暖體軀干模擬裝置的腔體內(nèi)裝有風(fēng)扇；腔體周圍包覆著的透氣、透濕性模擬人體表面材料為空隙率80～90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纖維材料；其熱汽化器為管狀的電加熱器；控制機(jī)構(gòu)由溫度傳感器和濕度傳感器采集信號(hào)，經(jīng)控制器、A/D轉(zhuǎn)換器通過接口及RS485-232轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)通信，計(jì)算機(jī)輸出信號(hào)控制霧化器控制開關(guān)。
由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型采用超聲波霧化作為模擬發(fā)汗的汗源，無需大量的水管或毛細(xì)水管來模擬人體的汗腺，更接近于實(shí)際人體的發(fā)汗?fàn)顩r，汗液或水蒸氣分布均勻。
2.本實(shí)用新型采用內(nèi)置軸流風(fēng)扇，快速扇動(dòng)、攪拌腔體內(nèi)的熱源和濕源，使模擬表面的溫濕度比較均勻。
3.以模擬表面的濕度傳感信號(hào)來控制霧化器的控制開關(guān)，調(diào)節(jié)霧化功率，能夠模擬不同強(qiáng)度的人體出汗，模擬軀干表面的汽、液分布均勻穩(wěn)定。


附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的控制機(jī)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例一
參見附圖1，圖中8為用金屬絲網(wǎng)制成的腔體骨架，腔體呈圓柱體形，周圍包覆著用空隙率為90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纖維材料制成的具有透氣、透濕性的模擬人體表面1，上、下兩個(gè)端面作絕熱處理，即采用雙層硬質(zhì)泡沫塑料隔熱材料7，組成圓柱形模擬人體軀干。超聲波霧化器3置于軀干的下側(cè)，在腔體下端面的隔熱材料上開有一小圓孔，超聲波霧化器的出口端接隔熱軟短管送入腔體內(nèi)。進(jìn)入腔體的短管的末端連有外徑Φ10玻璃噴霧管4，玻璃管上繞有電阻為100歐姆的電熱絲6，由超聲波霧化器所產(chǎn)生的霧化水汽經(jīng)過通電的加熱管作為暖體軀干的熱源。為加快腔體內(nèi)熱源濕源的擴(kuò)散，在腔體的軸心處設(shè)置一具微型軸流風(fēng)扇5，使腔體內(nèi)的溫濕度分布趨向均勻。
模擬人體表面材料聚四氟乙烯薄膜或全棉針織面料包圍在腔體的外表面，被測服裝面料2與模擬人體表面的間距是10～15毫米，此空間是衣內(nèi)微環(huán)境，在該微環(huán)境中放置了一組溫、濕度傳感器9，另一組溫、濕度傳感器10放置在腔體內(nèi)，分別測量體表和腔內(nèi)的溫、濕度。
參見附圖2，溫、濕度測控系統(tǒng)有傳感器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)極其外圍設(shè)備組成。每組傳感器由濕度傳感器和溫度傳感器組成，濕度傳感器是電容式濕度傳感器，溫度傳感器是電阻式傳感器，傳感器1置于模擬軀干表面，傳感器2置于內(nèi)衣微環(huán)境中，傳感器3置于該裝置所在環(huán)境中?？刂破魍ㄟ^接口及RS485-232轉(zhuǎn)換器與計(jì)算機(jī)通信，通過專用軟件可在計(jì)算機(jī)顯示器上顯示溫濕度測控?cái)?shù)據(jù)和圖線，模擬軀干表面的溫濕度設(shè)定值可由計(jì)算機(jī)輸入。軀干表面的傳感信號(hào)經(jīng)處理后輸出，由此輸出控制信號(hào)控制霧化器的霧化強(qiáng)度。
在測試服裝的透氣、透濕性能時(shí)，更換模擬表面材料，可模擬人體的潛汗(非感知排汗)和顯汗(感知排汗)狀態(tài)。用聚四氟乙烯薄膜材料包覆在腔體骨架周圍，因?yàn)榭障堵蕿?0～90％的特制聚四氟乙烯薄膜，厚度約為20um，具有極佳的透氣性而不透水，模擬人體非感知排汗?fàn)顟B(tài)；如果用全棉針織面料包覆在腔體骨架周圍，則可模擬人體顯汗，因?yàn)槊蘩w維和針織結(jié)構(gòu)有很好的透氣透水性，霧化器的功耗處于較高的水平，產(chǎn)生較多的霧化水汽，只有部分汽化，而沒有汽化的水珠將均勻濕潤地附著在全棉針織面料的內(nèi)表面，模擬人體表面顯汗的狀態(tài)。
軀體的發(fā)汗是由超聲波霧化器來實(shí)現(xiàn)的，超聲波換能片將電能轉(zhuǎn)換成超聲波振蕩，將此超聲波換能片置于水槽中，震蕩的超聲波使水面震蕩霧化，在水面產(chǎn)生粒徑為5um～10um的細(xì)小水珠，水珠的直徑與振蕩頻率有關(guān)，水的霧化量與換能片的功率有關(guān)，換能片耗能越高其霧化量約大，霧化器的功率消耗連續(xù)可調(diào)。此霧化器既可以安裝在腔體內(nèi)，也可以安放在腔體外。模擬出汗軀干的發(fā)熱是由通電電熱絲來實(shí)現(xiàn)。在模擬人體非感知排汗時(shí)，霧化器的功率消耗調(diào)節(jié)到較低的水平，霧化器產(chǎn)生較少量的水汽，此水汽經(jīng)電熱絲管加熱后汽化，汽化的水蒸氣經(jīng)內(nèi)置風(fēng)扇的攪動(dòng)后，在腔體內(nèi)形成較均勻的溫度、濕度場。模擬人體表面濕度與霧化器霧化量有關(guān)，以軀干表面相對(duì)濕度的偏差信號(hào)通過計(jì)算機(jī)處理后控制霧化器的控制開關(guān)，從而達(dá)到控制與調(diào)節(jié)霧化量。
該出汗人體暖體軀干模擬裝置可方便地運(yùn)用與對(duì)服裝的透濕性能和傳濕濕阻進(jìn)行測量、評(píng)價(jià)，模擬人體出汗?fàn)顟B(tài)逼真，因此，測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。
權(quán)利要求1.一種出汗人體暖體軀干模擬裝置，由控制機(jī)構(gòu)、模擬出汗機(jī)構(gòu)及腔體組成，其特征在于所述的模擬出汗機(jī)構(gòu)，由超聲波霧化器的出口端與熱汽化器連接組成，熱汽化器的出口置于腔體內(nèi)；所述的腔體由骨架材料支撐，周圍包覆著透氣、透濕性模擬人體表面材料，上、下端面為隔熱層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗人體暖體軀干模擬裝置，其特征在于所述的腔體內(nèi)裝有風(fēng)扇。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗人體暖體軀干模擬裝置，其特征在于所述的透氣、透濕性模擬人體皮膚材料為空隙率80～90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纖維材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗人體暖體軀干模擬裝置，其特征在于所述的熱汽化器為管狀的電加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的出汗人體暖體軀干模擬裝置，其特征在于所述的控制機(jī)構(gòu)包括溫度傳感器、濕度傳感器、控制器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口電路及霧化器控制開關(guān)，傳感器的輸出端經(jīng)控制器和A/D轉(zhuǎn)換器，由接口電路與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)的輸出端連接霧化器控制開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種出汗人體軀干模擬裝置。它由控制機(jī)構(gòu)、模擬出汗機(jī)構(gòu)及腔體組成，超聲波霧化器產(chǎn)生的霧化水汽經(jīng)熱汽化器處理后送入腔體內(nèi)，腔體周圍包覆著透氣、透濕性模擬人體表面材料。由于該模擬軀干的發(fā)汗方式為超聲波霧化，無需大量的水管或毛細(xì)水管來模擬人體的汗腺，且霧化水汽量由模擬軀干表面?zhèn)鞲行盘?hào)控制，從而使模擬發(fā)汗均勻穩(wěn)定，更接近于實(shí)際人體的發(fā)汗?fàn)顩r，可運(yùn)用于對(duì)服裝的透濕性能和傳濕濕阻的測量、評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G09B23/28GK2630970SQ0325910
公開日2004年8月4日 申請日期2003年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者何超英, 李棟高 申請人:蘇州大學(xué)