织物红外发射率和光热吸收率综合测量方法研究

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织物作为与人体接触时间最多最紧密的材料,其在维持人体体温恒定、保持人体热舒适等方面发挥着重要作用。热辐射是人体与环境进行能量交换的重要形式,织物在能量交换中起到重要的调节作用。红外发射率和光热吸收率作为人体热舒适研究中相关程度较高的两个辐射性能指标,在实际研究中,其测量一直受限。虽然可以利用光谱仪对其进行测量,但受到光敏传感器频谱响应范围的限值,而常规测量方法又因为织物是非良导体且多孔材质的特性对测量结果造成误差。因此本研究基于织物特性,探索在常规试验条件下对织物的红外发射率和光热吸收率实现同步测量的新方法。本研究中的测量方法是基于织物吸收光热辐射后以红外能的形式向外辐射来维持热平衡这一特点,利用干热传递理论和热辐射理论,对织物红外辐射能进行研究,推导出织物红外发射率和光热吸收率的测量原理。根据测量原理搭建测量装置对20种试样进行测量与结果分析,显示该方法能够有效得到织物的红外发射率和光热吸收率,其中红外发射率多分布在0.80-0.95,光热吸收率分布在30%-90%,且发现辐射功率对红外发射率和光热吸收率的影响不显著。采用光谱仪和分光光度计对同组试样下的红外发射率和光热吸收率进行测试,以验证自搭装置测量结果的可靠性,研究发现新方法得到的红外发射率与光谱仪测量结果相符,表明该方法对于大多数织物测量结果较为准确;新方法的光热吸收率和分光光度计的结果分布趋势相似,能够反映织物在热辐射条件下的光热吸收能力,但更准确的测量结果需得到更精确的黑体温度加以修正。通过对织物红外发射率和光热吸收率测量方法的探索,得到在常规试验条件下对织物红外发射率和光热吸收率同步测量的新方法,可为今后人体热舒适的研究提供一些客观依据与研究思路。
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