专利名称：一种出汗人体暖体躯干模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种出汗人体躯干模拟装置，特别涉及一种用来测量潜汗和显汗条件下服装的透湿性能的模拟人体躯干的感知排汗和非感知排汗装置。
背景技术：
为测量、评价服装的透湿性能和传湿湿阻，需借助于出汗暖体躯干辅助装置。目前出汗暖体假人的模拟出汗主要是采用多路毛细水管供水来湿润模拟人体皮肤出汗的方法。如由芬兰技术研究中心研制的出汗暖体假人，其发汗方式是以180多根毛细水管模拟人体的汗腺，出汗面积约1.5平方米，供水的输送和控制是由计算机控制的微型电磁阀来实现。近年来，我国也研制出了新型模拟出汗假人，公开号为CN2416557的中国专利“出汗假人”，它采用的发汗系统由恒温水箱、蠕动泵、水管、分液阀、出汗管等组成，出汗管置于底层皮肤和出汗皮肤之间，出汗管上开有若干出汗孔，出汗孔直径为0.3毫米，出汗孔的间距为80毫米，出汗孔的孔口面向出汗皮肤，出汗管孔附近的皮肤被水湿润，以此方式来模拟人体显汗。
上述背景技术中所采用的毛细水管模拟人体出汗的方法，虽具有与人体汗腺相类似的点汗源特征，但实际上人体表面每平方米的汗腺数目是105数量级，在人体以显汗方式排汗时，由于人体如此众多的汗腺，使得人体表面某区域汗液的分布相当均匀；如果部分裸露出汗者的运动量较大，裸露表面的汗液来不及蒸发和传输，则在裸露的表面区域形成随机均匀分布的汗珠。而着装人体显汗的汗液分布不是汗珠的形式，用毛细管或出汗孔是难以模拟如此众多的汗腺，因此，用这种模拟出汗的方法作为人体躯干，将影响测量潜汗和显汗条件下服装透湿性能的准确性。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述出汗暖体假人“汗液”分布不均匀的缺陷，提供一种能更接近于人体表面出汗状态的出汗人体暖体躯干模拟装置。
为实现本实用新型的发明目的，采用的技术方案是由控制机构、模拟出汗机构及腔体组成出汗人体暖体躯干模拟装置，所述的模拟出汗机构，由超声波雾化器的出口端与热汽化器连接组成，热汽化器的出口置于腔体内；所述的腔体由骨架材料支撑，周围包覆着透气、透湿性模拟人体表面材料，上、下端面为隔热层。
本实用新型的技术方案还包括在该出汗人体暖体躯干模拟装置的腔体内装有风扇；腔体周围包覆着的透气、透湿性模拟人体表面材料为空隙率80～90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纤维材料；其热汽化器为管状的电加热器；控制机构由温度传感器和湿度传感器采集信号，经控制器、A/D转换器通过接口及RS485-232转换器与计算机通信，计算机输出信号控制雾化器控制开关。
由于上述技术方案的运用，本实用新型具有以下优点1.本实用新型采用超声波雾化作为模拟发汗的汗源，无需大量的水管或毛细水管来模拟人体的汗腺，更接近于实际人体的发汗状况，汗液或水蒸气分布均匀。
2.本实用新型采用内置轴流风扇，快速扇动、搅拌腔体内的热源和湿源，使模拟表面的温湿度比较均匀。
3.以模拟表面的湿度传感信号来控制雾化器的控制开关，调节雾化功率，能够模拟不同强度的人体出汗，模拟躯干表面的汽、液分布均匀稳定。
附图1是本实用新型实施例的结构示意图；附图2是本实用新型实施例的控制机构原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
实施例一
参见附图1，图中8为用金属丝网制成的腔体骨架，腔体呈圆柱体形，周围包覆着用空隙率为90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纤维材料制成的具有透气、透湿性的模拟人体表面1，上、下两个端面作绝热处理，即采用双层硬质泡沫塑料隔热材料7，组成圆柱形模拟人体躯干。超声波雾化器3置于躯干的下侧，在腔体下端面的隔热材料上开有一小圆孔，超声波雾化器的出口端接隔热软短管送入腔体内。进入腔体的短管的末端连有外径Φ10玻璃喷雾管4，玻璃管上绕有电阻为100欧姆的电热丝6，由超声波雾化器所产生的雾化水汽经过通电的加热管作为暖体躯干的热源。为加快腔体内热源湿源的扩散，在腔体的轴心处设置一具微型轴流风扇5，使腔体内的温湿度分布趋向均匀。
模拟人体表面材料聚四氟乙烯薄膜或全棉针织面料包围在腔体的外表面，被测服装面料2与模拟人体表面的间距是10～15毫米，此空间是衣内微环境，在该微环境中放置了一组温、湿度传感器9，另一组温、湿度传感器10放置在腔体内，分别测量体表和腔内的温、湿度。
参见附图2，温、湿度测控系统有传感器、控制器、A/D转换器、计算机极其外围设备组成。每组传感器由湿度传感器和温度传感器组成，湿度传感器是电容式湿度传感器，温度传感器是电阻式传感器，传感器1置于模拟躯干表面，传感器2置于内衣微环境中，传感器3置于该装置所在环境中。控制器通过接口及RS485-232转换器与计算机通信，通过专用软件可在计算机显示器上显示温湿度测控数据和图线，模拟躯干表面的温湿度设定值可由计算机输入。躯干表面的传感信号经处理后输出，由此输出控制信号控制雾化器的雾化强度。
在测试服装的透气、透湿性能时，更换模拟表面材料，可模拟人体的潜汗(非感知排汗)和显汗(感知排汗)状态。用聚四氟乙烯薄膜材料包覆在腔体骨架周围，因为空隙率为80～90％的特制聚四氟乙烯薄膜，厚度约为20um，具有极佳的透气性而不透水，模拟人体非感知排汗状态；如果用全棉针织面料包覆在腔体骨架周围，则可模拟人体显汗，因为棉纤维和针织结构有很好的透气透水性，雾化器的功耗处于较高的水平，产生较多的雾化水汽，只有部分汽化，而没有汽化的水珠将均匀湿润地附着在全棉针织面料的内表面，模拟人体表面显汗的状态。
躯体的发汗是由超声波雾化器来实现的，超声波换能片将电能转换成超声波振荡，将此超声波换能片置于水槽中，震荡的超声波使水面震荡雾化，在水面产生粒径为5um～10um的细小水珠，水珠的直径与振荡频率有关，水的雾化量与换能片的功率有关，换能片耗能越高其雾化量约大，雾化器的功率消耗连续可调。此雾化器既可以安装在腔体内，也可以安放在腔体外。模拟出汗躯干的发热是由通电电热丝来实现。在模拟人体非感知排汗时，雾化器的功率消耗调节到较低的水平，雾化器产生较少量的水汽，此水汽经电热丝管加热后汽化，汽化的水蒸气经内置风扇的搅动后，在腔体内形成较均匀的温度、湿度场。模拟人体表面湿度与雾化器雾化量有关，以躯干表面相对湿度的偏差信号通过计算机处理后控制雾化器的控制开关，从而达到控制与调节雾化量。
该出汗人体暖体躯干模拟装置可方便地运用与对服装的透湿性能和传湿湿阻进行测量、评价，模拟人体出汗状态逼真，因此，测量数据准确、可靠。
权利要求1.一种出汗人体暖体躯干模拟装置，由控制机构、模拟出汗机构及腔体组成，其特征在于所述的模拟出汗机构，由超声波雾化器的出口端与热汽化器连接组成，热汽化器的出口置于腔体内；所述的腔体由骨架材料支撑，周围包覆着透气、透湿性模拟人体表面材料，上、下端面为隔热层。
2.根据权利要求1所述的出汗人体暖体躯干模拟装置，其特征在于所述的腔体内装有风扇。
3.根据权利要求1所述的出汗人体暖体躯干模拟装置，其特征在于所述的透气、透湿性模拟人体皮肤材料为空隙率80～90％的聚四氟乙烯薄膜或棉纤维材料。
4.根据权利要求1所述的出汗人体暖体躯干模拟装置，其特征在于所述的热汽化器为管状的电加热器。
5.根据权利要求1所述的出汗人体暖体躯干模拟装置，其特征在于所述的控制机构包括温度传感器、湿度传感器、控制器、A/D转换器、接口电路及雾化器控制开关，传感器的输出端经控制器和A/D转换器，由接口电路与计算机连接，计算机的输出端连接雾化器控制开关。
专利摘要本实用新型涉及一种出汗人体躯干模拟装置。它由控制机构、模拟出汗机构及腔体组成，超声波雾化器产生的雾化水汽经热汽化器处理后送入腔体内，腔体周围包覆着透气、透湿性模拟人体表面材料。由于该模拟躯干的发汗方式为超声波雾化，无需大量的水管或毛细水管来模拟人体的汗腺，且雾化水汽量由模拟躯干表面传感信号控制，从而使模拟发汗均匀稳定，更接近于实际人体的发汗状况，可运用于对服装的透湿性能和传湿湿阻的测量、评价。
文档编号G09B23/28GK2630970SQ0325910
公开日2004年8月4日 申请日期2003年6月20日 优先权日2003年6月20日
发明者何超英, 李栋高 申请人:苏州大学