一种导湿性能非接触测试方法及使用该方法的中空式夹具与流程

1.本发明属于面料检测技术领域，具体是一种导湿性能非接触测试方法及使用该方法的中空式夹具。


背景技术：

2.保证皮肤表面干燥是一个运动类贴身服装的重要性能指标。大运动量情况下，在空气温湿度条件尚能满足汗液相变时，把汗液及时从体表吸收到贴身面料，并穿透贴肤面推送到外表面实现相变，这一能力称之为液体传送能力。通过这一能力汗液就可以快速挥发，实现保持体表相对干燥和适度降温的要求，以保持舒适感。这类材料还需要另一个功能：单向性，即，如，从贴肤面向外表面方向上的传送能力远高于相反方向。
3.对上述指标的检定，目前尚无较好的方法。在用的国标《动态水分传递法》通过平面分布的n个电极测知水分在织物上的扩散面积并由此判断织物两个方向的水分传递能力。很显然，该法所使用的装置存在一个无法避免的缺陷：电极直接接触测试目标，测定时会严重干扰测试对象。具体表现为：1.根据现有理论，实现该功能的最有效的方法是根据差动毛细效应或纤维亲水动力差设计材料，其手段就是将材料贴肤面和外表面的组织间隙设计成为有差异的，贴肤面和外表面存在毛细效应差，于是形成水传递动力差异，液态水会从组织间隙较大的一面向组织间隙较小的一面移动，或者液态水从汽水能力低向亲水能力高的一侧移动，水分在这列材料中的流动属于多孔介质流动，多孔介质流动受孔隙度和毛细管模型的严重影响，而在该法的装置内，电极需要以一定的压力紧压在材料表面的，这样就完全破坏了样品原有的结构间隙，很大可能毛细动力差就不复存在，测试的准确也无从谈起；2.根据流体力学的射流理论，流体的流动会有附壁效应，在不均匀流场中，流体会受该不均匀流场干扰而趋向于某一个方向，因此电极对材料压迫后的结果就是形成了一个个岛，这些岛就是破坏原相对均匀流场的源，很有可能水分会优先贴附于这些岛的边缘流动或者相反避开这些岛的边缘绕行，于是将无法获知水分在材料中扩散的真实情况。
4.因此，在该法严重干扰测试对象前提下获得的数据是不准确的和不真实的。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的不足，本发明实施例要解决的技术问题是提供一种导湿性能非接触测试方法及使用该方法的中空式夹具。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种导湿性能非接触测试方法，包括测试方法和表征方法，其中，所述测试方法用于获取表征面料导湿性能的检测参数，具体包括以下步骤：s1、测试准备：选取、裁切自然、平整、无损的被测面料，将被测面料及测试所用装备、耗材，于指定温度、湿度的环境中静置指定时间，记录该温度、湿度、大气压等数据；s2、夹持：使用中空式夹具夹持被测面料；
s3、去托持：撤除中空式夹具的中央垫块和中央压块，使被夹持的被测面料在检测孔区域呈自然悬空状态；s4、封闭测试环境：将夹持了被测面料的中空式夹具及必要的测试器具水平置于检测室内的支架上，并封闭检测室，以防止空气流动、空气振动、外部机械振动等因素干扰测试结果；s5、供液：将定量的检测液在指定时间内从注液口注于被测面料之待测区域的中央的上面；s6、检测：自供液动作开始时刻起，同时检测被测面料上下两面之检测液的扩散、穿透情况，并记录；s7、反面测试：将被测面料的上下面反过来，重复上述s2~s6步骤；s8、数据分析：使用上述s2~s7步骤所得的记录数据及其记录时刻，分析被测面料的导湿性能；所述表征方法用于表征面料各方向的导湿性能，向自由态、水平放置的被测面料滴注检测液，观察检测液在被测面料各方向的扩散情况，具体包括如下步骤：a1、定义物理坐标：以被测面料的初始受液点为物理原点，以被测面料上表面所在平面为主动平面，以被测面料下表面所在平面为从动平面，在俯视方向上，以物理原点为中心，以平行于观测者右手侧方向为0
°
，沿逆时针方向将被测面料的检测区域划分为360
°
待用；a2、定义检测参数：在视觉检测中，以视觉检测区域内各像素的三基色为检测参数；在电容检测法中，以各接收电极接收的信号幅度为检测参数；a3、定义采样周期：以检测液滴落瞬间为计时零点，以计时零点时刻各组检测参数的参考值，以设定时间为间隔，循环、重复检测各组检测参数，以所有检测参数的当次变化量均小于前10次检测平均变化量的设定比例为采样终止标志；a4、检测结果表征指标：被测面料的导湿性能用扩散性能和穿透性能两类指标来表征，其中：扩散性能的表征：特定时间内主动平面内检测参数达到设定变化量的面积，或，主动平面内检测参数达到设定变化量的面积需要的时间；穿透性能的表征：特定时间内从动平面内检测参数达到设定变化量的面积，或，从动平面内检测参数达到设定变化量的面积需要的时间。
7.作为本发明进一步的改进方案：所述夹持步骤包括以下步骤：将中央垫块置于水平放置的平板上；将下夹板套在中央垫块上，并使套入到位；将被测面料平铺到下夹板的中央；将中央压块嵌入上夹板中央的检测孔内，并使嵌入到位；将嵌有中央压块的上夹板对准下夹板轻放下去，使二者吻合地贴合在一起；锁紧上夹板和下夹板之间的锁紧装置。
8.作为本发明进一步的改进方案：所述检测步骤包括视觉记录法和/或电容测试法；所述视觉记录法包括使用视觉记录设备，每隔一定时间，对被测面料的上下两面记录一帧图像，并编号保存；
所述电容测试法包括在中空式夹具之中空区域的上下两侧，设置平行于被测面料之待测面的弧形电极，每隔一定时间，检测并编号记录一次电极之间的电容量。
9.作为本发明进一步的改进方案：所述电容测试法为，使用多组弧形电极，对被测面料的正反两面进行电极间的电容检测，电容检测包括以下步骤：设置电极：以物理原点为中心，在被测面料的正反两面，平行设置多组弧形电极；发射信号：向发射电极施加等频等幅交流信号；读取电容值：从同一平面上与发射电极相邻的电极上，识别、读取接收信号的幅度，并记录；从不同平面上与发射电极相邻的电极上，识别、读取接收信号的幅度，并记录。
10.作为本发明再进一步的改进方案：所述供液包括自由滴注或定量定时推注；所述自由滴注包括使检测液缓缓泳出注液口，待成滴滴落时停止供液；所述定量定时推注包括在设定时间内，将定量检测液从贴近但不接触被测面料上表面的水平管口中推出，使其注入被测面料。
11.一种使用上述导湿性能非接触测试方法的中空式夹具，其特征在于，包括中央压块、上夹板、下夹板、中央垫块和锁紧装置，所述中央压块一侧设有嵌芯，所述上夹板中部开设有用于容纳所述嵌芯的第一检测孔，所述下夹板中部开设有用于容纳中央垫块的第二检测孔，所述锁紧装置用于将所述上夹板与所述下夹板固定。
12.作为本发明再进一步的改进方案：所述嵌芯的面积小于中央压块的面积，所述中央压块的面积大于第一检测孔的面积，所述嵌芯大小以及形状与所述第一检测孔相匹配，所述嵌芯的高度与上夹板的厚度相同，所述中央压块朝向所述嵌芯的一侧边缘位置形成挂沿。
13.作为本发明再进一步的改进方案：所述中央压块远离所述嵌芯的一侧设置有手柄。
14.作为本发明再进一步的改进方案：所述上夹板、所述下夹板以及所述中央垫块均为平板，上夹板周边位置设有多个定位孔，上夹板上设有标记缺口，所述中央垫块厚度与下夹板的厚度相同，所述下夹板周边位置设有多个定位螺栓，多个定位螺栓与多个定位孔一一对应，所述锁紧装置为与所述定位螺栓相匹配的螺母。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明实施例提供的导湿性能非接触测试方法，所获取的面料导湿性能数据准确可靠，可真实的反映在较强运动量、可以满足汗液发生相变前提下材料确保人体舒适性有关的性能指标。
附图说明
16.图1为一种中空式夹具的结构示意图。
具体实施方式
17.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
18.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
19.服装面料的导湿性能，表现为液体在面料表面的横向扩散速度，以及向面料背面的渗透速度。检测时，以一滴液体滴在面料的表面，观测液体沿液滴滴落一面的洇湿速度，和液滴滴落背面的洇湿速度。液体沿液滴滴落一面的洇湿速度，体现了面料的扩散性能；液体沿液滴滴落背面的洇湿速度，则体现了面料的渗透性能。在视觉上，洇湿表现为面料颜色的变化。而如果在面料两面设以与面料绝缘的平板电极，则随着液滴在面料内的洇湿，电极间的电容将发生变化。
20.实施例1基于上述原理，本实施例提供了一种导湿性能非接触测试方法，包括测试方法和表征方法，其中，所述测试方法用于获取表征面料导湿性能的检测参数，具体包括以下步骤：s1、测试准备：选取、裁切自然、平整、无损的被测面料，将被测面料及测试所用装备、耗材，于指定温度、湿度的环境中静置指定时间，记录该温度、湿度、大气压等数据；s2、夹持：使用中空式夹具夹持被测面料；s3、去托持：撤除中空式夹具的中央垫块和中央压块，使被夹持的被测面料在检测孔区域呈自然悬空状态；s4、封闭测试环境：将夹持了被测面料的中空式夹具及必要的测试器具水平置于检测室内的支架上，并封闭检测室，以防止空气流动、空气振动、外部机械振动等因素干扰测试结果；s5、供液：将定量的检测液在指定时间内从注液口注于被测面料之待测区域的中央的上面；s6、检测：自供液动作开始时刻起，同时检测被测面料上下两面之检测液的扩散、穿透情况，并记录；s7、反面测试：将被测面料的上下面反过来，重复上述s2~s6步骤；s8、数据分析：使用上述s2~s7步骤所得的记录数据及其记录时刻，分析被测面料的导湿性能。
21.所述夹持步骤，包括以下细分步骤：将中央垫块置于水平放置的平板上；将下夹板套在中央垫块上，并使套入到位；将被测面料平铺到下夹板的中央；将中央压块嵌入上夹板中央的检测孔内，并使嵌入到位；将嵌有中央压块的上夹板对准下夹板轻放下去，使二者吻合地贴合在一起；锁紧上夹板和下夹板之间的锁紧装置。
22.所述检测步骤为，使用以下两个检测方法之一，或兼用以下两个方法以相互补充、佐证：视觉记录法：使用视觉记录设备，每隔一定时间，对被测面料的上下两面记录一帧图像，并编号保存；
电容测试法：在中空式夹具之中空区域的上下两侧，设置平行于被测面料之待测面的弧形电极，每隔一定时间，检测并编号记录一次电极之间的电容量。
23.更进一步的，所述供液为以下方式之一：自由滴注：使检测液缓缓泳出注液口，待成滴滴落时停止供液；此方式确保检测过程精确“截取”一滴检测液，依赖检测液在大气中的表面张力等因素，以自由成滴的方法，保证检测过程的供液量恒定、受控。
24.定量定时推注：在设定时间内，将定量检测液从贴近但不接触被测面料上表面的水平管口中推出，使其注入被测面料。
25.此方式由定量供液机构（比如计量泵、针筒泵等）定量地将检测液主动推送到被测面料上表面，也可做到检测过程的供液量恒定、受控。
26.再进一步的，所述电容测试法为，使用多组电极，对被测面料的正反两面进行电极间的电容检测，包括以下细分步骤：设置电极：以物理原点为中心，在被测面料的正反两面，平行设置多组电极；——使用多组电极，夹在被测面料两面（但不接触），以此将被测面料分割成多个部分。在此结构中，多组电极构成多个电容器的极板，而夹在中间的被测面料及滴注于被测面料的检测液，则构成了多个电容器的介质。
27.发射信号：向发射电极施加等频等幅交流信号；读取电容值：从同一平面上与发射电极相邻的电极上，识别、读取接收信号的幅度，并记录；从不同平面上与发射电极相邻的电极上，识别、读取接收信号的幅度，并记录。
28.——检测液在被测面料中的洇湿面积，将改变各电极间的电容器介质参数，最终表现为接收电极上所接收到的信号幅度的改变。本方法即通过识别、读取各电极上所接收的交变信号幅度，计算、判定检测液在被测面料中的洇湿情况，从而检测到被测面料的导湿性能。
29.所述表征方法用于表征面料各方向的导湿性能，向自由态、水平放置的被测面料滴注检测液，观察检测液在被测面料各方向的扩散情况，具体包括如下步骤：a1、定义物理坐标：以被测面料的初始受液点为物理原点，以被测面料上表面所在平面为主动平面，以被测面料下表面所在平面为从动平面，在俯视方向上，以物理原点为中心，以平行于观测者右手侧方向为0
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，沿逆时针方向将被测面料的检测区域划分为360
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待用；在很多情况下，纺织面料并非使用单一的材质制成。根据功能需要，面料的双面之间、经纬不同方向上等等，均存在材质上的差异，或者生产工艺上的差异，这些差异势必造成在双面之间、同一面的不同方向上，面料的导湿性能存在差异。这就是a1步骤中定义坐标的必要性，它将在最终的测试结果中，以各物理坐标对应的检测参数，表征面料在不同的面、不同方向上的导湿性能，以指导面料的研发、生产，检测材质、制程工艺的执行情况等。
30.a2、定义检测参数：在视觉检测中，以视觉检测区域内各像素的三基色为检测参数；在电容检测法中，以各接收电极接收的信号幅度为检测参数；a3、定义采样周期：以检测液滴落瞬间为计时零点，以计时零点时刻各组检测参数的参考值，以设定时间为间隔，循环、重复检测各组检测参数，以所有检测参数的当次变化量均小于前10次检测平均变化量的设定比例为采样终止标志；
a4、检测结果表征指标：被测面料的导湿性能用扩散性能和穿透性能两类指标来表征，其中：扩散性能的表征：特定时间内主动平面内检测参数达到设定变化量的面积，或，主动平面内检测参数达到设定变化量的面积需要的时间；穿透性能的表征：特定时间内从动平面内检测参数达到设定变化量的面积，或，从动平面内检测参数达到设定变化量的面积需要的时间。
31.即，以液体在被测面料各方向上的洇湿速度，来表征面料各方向的导湿性能。
32.实施例2请参阅图1，本实施例提供了一种使用上述导湿性能非接触测试方法的中空式夹具，包括中央压块1、上夹板2、下夹板3、中央垫块4和锁紧装置5，所述中央压块1一侧设有嵌芯13，所述上夹板2中部开设有用于容纳所述嵌芯13的第一检测孔21，所述下夹板3中部开设有用于容纳中央垫块4的第二检测孔31，所述锁紧装置5用于将所述上夹板2与所述下夹板3固定；所述嵌芯13的面积小于中央压块1的面积，所述中央压块1的面积大于第一检测孔21的面积，所述嵌芯13大小以及形状与所述第一检测孔21相匹配，所述嵌芯13的高度与上夹板2的厚度相同，所述中央压块1朝向所述嵌芯13的一侧边缘位置形成挂沿12，所述挂沿12为位于嵌芯13上方、尺寸远大于上夹板2中央的第一检测孔21的定位沿，用于在将中央压块1嵌入上夹板2时，实现二者之间在上下方向的定位，所述嵌芯13为外缘形状与所述上夹板2中央的第一检测孔21一致、尺寸略小、下表面为平面的凸出块，可在人工操作过程中嵌入所述上夹板2中央的第一检测孔21，或从所述上夹板2中央的检测孔21中取出，所述上夹板2、所述下夹板3以及所述中央垫块4均为平板，上夹板2周边位置设有多个定位孔22，为方便识别所夹持的被测面料的方向，或降低上夹板2与下夹板3在相互定位上加工工艺精度要求，上夹板2上设有标记缺口23，所述中央垫块4厚度与下夹板3的厚度相同，其外缘形状与所述下夹板3中央的第二检测孔31一致，尺寸略小，可在人工操作过程中嵌入所述下夹板3中央的第二检测孔31，并在提起下夹板时靠自身重力从下夹板3中央的第二检测孔31中自由脱落；所述下夹板3周边位置设有多个定位螺栓32，多个定位螺栓与多个定位孔22一一对应，配合时多个定位螺栓32对应插入上夹板2上的对个定位孔22内，实现上夹板2和下夹板3之间的定位，所述锁紧装置5为与所述定位螺栓32相匹配的螺栓。
33.所述中央压块1远离所述嵌芯13的一侧设置有手柄11；所述手柄11为位于嵌芯13和挂沿上方的便于抓取的部分。
34.具体的，所述第一检测孔21以及第二检测孔31为圆形结构，所述下夹板3和上夹板2均为非导体材质制成，所述第一检测孔21以及第二检测孔31内及孔边缘均为拒水材质制成，或涂有拒水涂层。
35.工作时，按以下步骤将被测面料夹持到上述中空式夹具中：1.将中央垫块4置于平整的操作台面上；2.将下夹板3套在中央垫块4上，确认套入到位，二者上表面对齐；3.将被测面料按要求方向平铺到下夹板3的中央，覆盖中央垫块4；4.将中央压块1嵌入上夹板2中央的第一检测孔21内，确认嵌入到位；
5.将嵌有中央压块1的上夹板2提起，将其上的多个定位孔22对准下夹板3的多个定位螺栓32，并轻放下去，使上夹板2与下夹板3装配到一起；6.将多个锁紧螺母5旋到定位螺栓32上；7.提起上夹板2上的中央压块1，提起锁紧在一起的上夹板2和下夹板3，使嵌于下夹板3中央的第二检测孔31内的中央垫块4靠自身重力脱落。
36.至此，被测面料夹持过程完成，可将夹持了被测面料的夹具安装到封闭的检测空间内，执行实施例1中的检测方法，检知被测面料的导湿性能。
37.上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。