一种被子保暖性能测试方法及采用的测试装置与流程

本发明涉及一种被子保暖性能测试方法和设备技术领域。

背景技术：

好的被子，必须温暖干爽、轻柔透气。冬被的种类有很多，醇厚匝实的羊毛被，轻盈保暖的羽绒被，柔适亲肤的桑蚕丝被，还有质地柔软、悬垂挺括、滑爽舒适的化纤被......究竟哪种最好呢？选择冬被要视具体情况来定，有些注重轻盈感，有些人偏重被子本身的材质。不管是哪种需求，对冬被的保暖性的要求肯定是首位的。所以如何通过仪器来检测被子保暖性就变的十分有意义了。

以絮状材料被为例，人们在生活中会关注不同季节，挑选何种被子会更舒适，是否有有力的数据支撑，使消费者更加容易辨别产品的保暖性，进而选择适合自己的商品，成为了一个新的待解决的课题。保暖性用热阻值来表示，热阻值是衡量材料及产品隔热性能的重要指标之一。对于普通织物而言，由于厚度较薄、上下表面间或纱线间的垂直孔隙明显，当上下表面存在温差时，垂直传输的热流是主体。而对于高蓬松絮状纤维集合体材料，由于存在大量的复杂形态的细小缝隙和孔洞，蓬松度较高，厚度较厚，热量的传输通常是二维或三维的。所以目前国内外测试普通织物的仪器和测试方法并不适合测试絮状类材料及其产品的热阻值。

目前市场上也没有一家供应商或生产厂家能提供被子保暖性能的测试设备，因此急需一种合理且能标准化的被子保暖性的测试方法和设备来满足市场需求。

技术实现要素：

本发明目的就是解决现有技术上的空白，提供一种可以标准化检测被子保暖性能的方法和测试仪器。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种被子保暖性能测试方法，包括如下步骤：

1)在固定温差的环境中，将被子试样放置在具有一维温度稳定场的热板上，热板的热量只能通过被子试样向外传递；

2)测定单位时间内热板的输入功率，计算被子试样在规定条件下的热阻，热阻值的10倍即保暖系数rf：

记录热板的实际通电时间t1、热板的电压v、热板的电流i、热板的有效测试面积a、被子试样上方空气层的温度to、被子试样下方热板表面的温度t1、和测试时间t2，按如下公式计算出被子的保暖系数rf：

(1)wt＝t1/t2xvxi

(2)wa＝wt-c

(3)

(4)rf＝rct-ra

其中c为热板修正值，ra为空气层(空板)的保暖值。

所述的一维温度稳定场，是指热量只能向上传递，一个热量只能向上传递的热板可以保证热板试验区上表面温度均匀，稳定和精确地控制在一定范围内。具体的，可以在测试区的前、后、左、右以及下方均设置温度保护区，保护区与测试区相应部位的温度保持一致，几乎没有温差，也就没有热量传递的可能，从而保证了测试区的热量只能从热板测试区的正上方向外传递。更进一步，中央测量区域最小尺寸为1.0米×0.6米的长方形，中央测量区周围保护区域有效保护区域宽度0.15米。

所述的固定温差的环境，是指在相对湿度为65±5％，温度控制在20±2℃的环境中。被子样品上表面所有看得见的表面都有较高的热反射能力，现在大部分建筑材料和建筑装饰材料也都有较高的热反射率，因此同时最好屏蔽掉任何外部热源，例如散热器、灯具、日光辐射、技术人员、风扇等，防止任何空气调节设备的定位。进一步，测试上热流面和被子样品正上方空气层的温度的测量精度到0.1℃。

所述的热板上表面要平整、等温，优选亚光黑色的金属板；热板是水平设置，热流向上流动，测量是在热板上层热面和被子试样正上方空气层之间进行。

步骤2)所述的规定条件，是指行业或组织或企业等，对该检测提出的标准化技术要求。例如设定为温度(33.0±0.5)℃，被子正上方的空气温度(20.0±0.5)℃，被子正上方空气流速不大于0.3m/s。

所述的热板修正值c，是模拟测试热板在不散失热量的情况下测得的输出功率数值。在调试后时间间隔不超过12个月之内必须验证。此外，修复、维护设备，可能影响精度，或者结果和参考材料热阻值不一致(即差异不在5％以内)，设备应进一步验证才能使用。

一种被子保暖性能测试装置，包括测试平台、加热器、热板、第一温度传感器组、第二温度传感器组、热护板、数据存储与显示器，所述的热板固定于测试平台上，所述的热护板设于热板的底面和四个侧面，加热器均匀的分布于测试平台上平面和底板内，所述的第一温度传感器组设于距离热板高度75-100mm的正上方，所述的第二温度传感器组设于热板上表面，所述的第一温度传感器组和第二温度传感器组与数据存储与显示器信号连接。

进一步，第一温度传感器组为垂直上下移动模式，这样它就可以在被子样品正上方75毫米到100毫米之间定位。更进一步，所述的第一温度传感器组设有5个温度传感器，通过支架将其固定于离热板正上方90mm的同一水平线上。

进一步，所述的第二温度传感器组设有多个温度传感器，同样均匀分布于热板的上表面。

所述的热护板形成温度保护区，它可以保证试验区上表面温度均匀，稳定和精确地控制在一定范围内。所述的热护板厚度不小于150mm，即形成不小于150mm的温度保护区。

所述的热板为平整和足够厚度的金属板，能保证测试样品平整和热板表面温度均匀。

进一步，所述的被热护板包围的热板测试区面积为0.6米×1米。

进一步，所述的热护板外围还设有保温层，进一步稳定测试区域的温度。

第一温度传感器组和第二温度传感器组将温度数据通过有线或无线信号，传输到数据存储与显示器，数据存储与显示器储存温度信号并进行显示。更进一步，也可以进行程序化对温度数据进行处理和编辑计算后直接显示计算结果。

本发明的有益效果

本发明提供的标准化检测被子保暖性能的方法和测试装置，能直接测试出不同类型被子的保暖值，且能保证数据的准确性。

同时，由于本发明具备较高的精度，所以针对测试中看似类似被子保暖值的细小差异进行准确的测试，从而对该被子保暖性能做出客观的评判。

本发明填补了市场上对于大型被子保暖性能评估的空缺，满足和丰富了国内外各生产厂家和供应商以及买家的测试要求，使生产厂家更加合理地了解到产品相关质量和技术指标，及时调整生产工艺，按时保质完成生产。对提高产品的质量起到非常重要的作用。

附图说明

图1为采用本发明的测试装置进行被子保暖性能测试的方法示意图。

图2为本发明的测试装置平面结构示意图。

附图标记说明：

1第一温度传感器组

2热板

3被子样品

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明提供的被子保暖性能测试装置，包括测试平台、加热器、热板、第一温度传感器组、第二温度传感器组、热护板、数据存储与显示器，所述的热板固定于测试平台上，所述的热护板设于热板的底面和四个侧面，加热器均匀的分布于测试平台上平面和底板内，所述的第一温度传感器组设于距离热板高度75-100mm的正上方，所述的第二温度传感器组设于热板上表面，所述的第一温度传感器组和第二温度传感器组与数据存储与显示器信号连接。

第一温度传感器组为垂直上下移动模式，这样它就可以在被子样品正上方75毫米到100毫米之间定位。更进一步，所述的第一温度传感器组设有5个温度传感器，通过支架将其固定于离热板正上方90mm的同一水平线上。

所述的第二温度传感器组设有多个温度传感器，同样均匀分布于热板的上表面。

所述的热护板形成温度保护区，它可以保证试验区上表面温度均匀，稳定和精确地控制在一定范围内。热护板厚度不小于150mm，即形成不小于150mm的温度保护区。所述的热护板选取现有的恒温加热装置。加热器最大功率为400w，下部保护区加热器最大功率为300w。

所述的热板为平整和足够厚度的金属板，能保证测试样品平整和热板表面温度均匀。

所述的热护板外围还设有保温层，进一步稳定测试区域的温度。

被子保暖性能测试装置各零部件、所有仪器和测试要求具体技术参数：

(1)热板：平整、等温、亚光黑色的金属板1390mm×993mm；

(2)测试台1470mm×1070mm×825mm；

(3)空气层温度传感器架子560mm×300mm×90mm；

(4)预热、稳定和测定时间设定范围为0～86400s(24h)

(5)试验区的面积为1000m×600mm；

(6)空气层第一温度传感器组采用的架子560mm×300mm×90mm；

(7)电源：ac220v，50hz，加热器额定电压为32.5v，电流系数为7a

(8)恒温加热装置：加热器最大功率为400w，下部保护区加热器最大功率为300w。

测试时，

(1)设置的测试条件：

a)测试板温度为(33.0±0.5)℃；

b)大气温度控制在(20.0±0.5)℃；

c)空气流动速度控制在不超过0.3m/s。

测试热板的温度和测空气层温度传感器的精度要达到±0.1℃。

(2)测试空板的保暖值，即在测试热板上不覆盖测试样品。测试时间为3600秒。记录实际通电时间to和热板上方空气层温度t1。通过公式计算出rct0。

(1)wt＝t1/t2xvxi

(2)wa＝wt-c

(3)

(4)rf＝rct-ra

其中

wt总公率(单位：w)；

wa实际消耗(单位：w)；

t1通电时间(单位：s)；

t2测试时间,3600s；

v电压,常数为32.5v；

i电流,常数为7a；

c本发明装置的测出值为3.04w；

a加热板有效测试面积(单位：m²),0.6m²；

to被子上方空气层温度(单位：℃)；

t1上层加热板表面温度(单位：℃)；

rct总的保暖值(单位：tog)；

rf被子的保暖值(单位：tog)；

ra空气层(空板)的保暖值(单位：tog)。

(3)将被子平铺到测试仪的热板上，不要打乱填充料，并放在中央测试区。提高任一边并拍松被子的一半，然后轻轻摇动这一半三次，如果被子有沟槽通过沟槽摇动。注意：在不打乱絮料分布均匀的情况下允许絮料打到它的最大厚度。

(4)如果有必要，轻轻抖动，重置被子，使中央测试区被被子覆盖，中央测试区外围的所有距离被子边沿的最近距离不少于30cm。

(5)启动仪器，进行测试。3600秒测试时间结束后，同样记录记录实际通电时间to和热板上方空气层温度t1。通过公式计算出rct0。再测2个测试值，每个测试值等时间间隔不少于30分钟。

(6)热阻计算公式

①

②实际输出功率wa(w)＝总的输出功率wt-修正值c

③

④rf(tog)＝rct(tog)-ra(tog)

例1：以一条填充物为100％羽绒，外层裹布为100％全棉，235mmx227mm，重2453g的羽绒被为例。

1.首先测试空板的热阻值，即测试台上不放置任何测试样品。按(6)热阻计算公式计算)得到数据如下：

2.将被子平铺到测试仪的热板上，不要打乱填充料，并放在中央测试区进行测试。按(6)热阻计算公式计算得到数据如下：

备注：

(1)ra(当前空气层的保暖值)＝0.09tog

(2)修正值c＝3.04w

(3)加热板面积＝0.6m²

修正值c按如下公式计算：