论文部分内容阅读
随着先进科学技术向新型材料与高科技纺织品领域不断涌入,全球纺织产业已迈向多功能与智能型的时代。作为功能型纺织品的代表,红外功能纺织品也得以被大量的研究与开发。但目前国内外关于纺织品材料红外辐射性能的综合检测技术与评价方法仍然不够成熟,所使用的检测方法大都是基于静态、单一的指标,对于织物材料从开始接收红外辐射到达到平衡状态的过程,没有建立动态的、整体综合的测试方法及系统,更重要的是没有考虑到皮肤对织物的动态相互作用。本文基于对国内外研究现状的总结、归纳以及红外辐射的基础理论,提出了使用机械测试仪器系统及仿生皮肤模型模拟服装穿着时织物和皮肤之间对红外辐射的动态相互作用,以及通过织物材料反射面和透射面同时进行红外强度与温升的综合测试来实现织物材料在皮肤动态相互作用下的红外管理特性测试的方法。研制了仿生皮肤模型及测试仪器原型系统,实现了织物材料在入射红外辐射和皮肤动态相互作用下红外反射、透射、吸收以及发射性能的测试,也就是织物材料对入射辐射的红外管理特性的测试。基于提出的测试方法,研制了仿生皮肤模型机电系统,构建了仿生皮肤模型整体结构、温度控制系统以及出汗微循环系统。所搭建的皮肤模型能够模拟人体皮肤温度控制,并且可以根据皮肤表层温度的不同实现不出汗、出小汗、出大汗三种不同的出汗模式。在仿生皮肤模型机电系统的基础上,研制了皮肤动态相互作用下织物材料红外管理特性测试仪器系统,主要包括测试系统的机械结构装置设计、测试数据采集系统硬件搭建以及基于LabVIEW的测试控制软件开发。并实现了测试仪器系统与仿生皮肤模型机电系统的集成,能够在皮肤动态相互作用下,对织物材料红外管理特性进行测试。通过所研制的测试仪器系统对织物材料进行了测试,根据所得到的数据曲线定义了反射面红外发射强度、透射面红外发射强度、反射面温升、透射面温升、反射面红外平均变化速率、透射面红外平均变化速率这6项基本评价指标。为了评估及确定测试仪器系统的实际使用能力与测试精度,在所研制的测试仪器系统上对12种典型织物材料开展了能力与精度分析实验,其中能力分析包括对测试仪器系统进行精度/公差比率(P/T Ratio)分析以及均值(X-bar)和极差(R-chart)图表分析,精度分析包括对测试仪器系统进行重复性和再现性(R&R)分析以及方差(ANOVA)分析。同时对4种典型材料进行了室内精度实验与分析,主要包括了对评价指标的方差分量与关键差异进行分析计算。结果表明,所研制的测试仪器系统具有可以接受的测试能力与精度。本文提出了一种在皮肤动态相互作用下,织物材料红外管理特性动态、综合的测试方法,所研制的集成了仿生皮肤模型的测试仪器系统具有可以接受的测试能力与精度,为红外功能型纺织品材料的生产和质量控制提供了一种新的检测方法和手段。