一、暖體出汗假人，用以模擬人體、服裝和環(huán)境之間的熱濕交換過(guò)程。暖體出汗假人可在多種環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)試驗(yàn)，是進(jìn)行服裝熱濕性能試驗(yàn)的理想設(shè)備。應(yīng)用暖體出汗假人，有利于隨時(shí)地測(cè)試服裝整體或局部的熱學(xué)性能參數(shù)，為選擇服裝材料和改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)參考依據(jù)

一直以來(lái)，如何真實(shí)、周全的評(píng)價(jià)服裝熱濕傳遞性能，模擬人體—服裝系統(tǒng)的熱濕交換過(guò)程，是個(gè)困擾業(yè)界的難題。目前市場(chǎng)上主要測(cè)試熱阻和濕阻的標(biāo)準(zhǔn)和儀器，還是基于紡織品織物面料方面的測(cè)試，但是服裝的熱濕性能不僅與面料有關(guān)，還與服裝的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、加工等工藝過(guò)程有關(guān)，而且真實(shí)人體的各部分的出汗程度也不相同，僅僅依靠對(duì)面料進(jìn)行測(cè)試，不能周全評(píng)估成品服裝的保溫和透濕功能。

我公司開(kāi)發(fā)的RANZI-34暖體出汗假人，采用中國(guó)50分位標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸數(shù)據(jù)，假人模型由環(huán)氧金屬組成，內(nèi)置加熱裝置，溫度傳感器和可選配的出汗系統(tǒng)，加熱裝置和出汗系統(tǒng)用來(lái)模擬新陳代謝熱量和汗液的排出水平。專(zhuān)用電腦的以及預(yù)安裝的RanziDAQ軟件，可以控制暖體出汗假人模型的溫度和所有內(nèi)部系統(tǒng)可顯示的數(shù)據(jù)。

二、 出汗暖體出汗假人符合以下相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

ISO 7730、ISO 7726、ISO/DIS 11079、ISO/DIS 14505、ISO/DIS 7933、ISO/DIS 15831；prEN 13537；ASTM F1291、ASTM F2370、ASTM F1720、ASTM F2371；ENV342、 ANSI/ASHRAE Standard 55-2004、EN344、EN 511；GB/T13459、GB/T18398

三、 出汗暖體出汗假人原理熱阻濕阻：應(yīng)用暖體出汗假人測(cè)試服裝熱阻濕阻的基本原理，是模擬人體—服裝—環(huán)境之間熱濕交換的過(guò)程中，從暖體出汗假人的皮膚表面溫度與環(huán)境溫度之間的溫差、暖體出汗假人的皮膚表面濕度與環(huán)境之間的濕度差，體表單位面積的散熱率等物理參數(shù)之間的關(guān)系，可以定量計(jì)算出服裝的熱阻和濕阻值。

四、暖體出汗假人系統(tǒng)組成框架

該系統(tǒng)包括人體模型、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集及傳輸系統(tǒng)、溫濕度及風(fēng)速測(cè)試系統(tǒng)、PC計(jì)算機(jī)以及控制軟件RANZI-DAQ。其中人體模型包括環(huán)氧出汗假人、出汗系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、溫度保護(hù)等子系統(tǒng)。

1. 暖體出汗假人高度為 1.7±0.2m，表面積為 1.8±0.3m2。采用中國(guó)50分位標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸數(shù)據(jù)，暖體出汗假人設(shè)有肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)，各個(gè)關(guān)節(jié)具有活動(dòng)角度，活動(dòng)角度范圍如下表

連接              旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)                      橫向運(yùn)動(dòng)

2. 暖體出汗假人分為 34 個(gè)獨(dú)立發(fā)熱區(qū)，每個(gè)發(fā)熱區(qū)都擁有獨(dú)立的溫控系統(tǒng)、出汗系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)?？梢詫?duì)服裝進(jìn)行全身或局部測(cè)試

3. 溫控系統(tǒng)采用了PT1000溫度傳感器、緊密貼合暖體出汗假人表面均勻分布的加熱器

4. 發(fā)汗系統(tǒng)采用進(jìn)口高精度微量調(diào)節(jié)閥，體積零件設(shè)計(jì)同時(shí)可獨(dú)立控制各個(gè)分區(qū)的發(fā)汗速率，發(fā)汗液體溫度由加熱系統(tǒng)控制，可以發(fā)汗溫度可以設(shè)定為跟暖體出汗假人各個(gè)暖體分區(qū)溫度一致

5. 暖體出汗假人可提供三種測(cè)試模式： 

l 溫度控制模式（=皮膚溫度穩(wěn)定性/熱流可變性）：測(cè)量是按要求的加熱功率來(lái)維持皮膚溫度在一個(gè)固定的溫度點(diǎn)。

l 熱流量控制模式（=熱流恒量/皮膚溫度可變性）：加熱功率是設(shè)置一個(gè)固定值，代表著人體代謝的發(fā)生（比如70W/m2　?。?。因而人體模型的皮膚溫度是可計(jì)算出的。

l 可編程控制模式：在這個(gè)操作上，人體模型設(shè)置獲得一個(gè)時(shí)間順序文件。這個(gè)可以供應(yīng)模仿實(shí)際級(jí)別能力或按照準(zhǔn)確時(shí)間表循環(huán)工作。

6. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用 RS232串口 通訊方式，可高頻率地實(shí)時(shí)采集環(huán)境及暖體出汗假人的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)。

(一) 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

l 暖體出汗假人有靜止站立、平躺以及動(dòng)態(tài)步行三種姿態(tài)，其中靜止平躺姿態(tài)主要為了測(cè)試被子及睡袋的熱阻性能，而靜止站立和動(dòng)態(tài)行走為服裝類(lèi)測(cè)試。

l 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)采用外置式曲柄連桿電機(jī)驅(qū)動(dòng)聯(lián)接方式，可以方便的選擇動(dòng)靜兩種狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試。整體框架采用高強(qiáng)度航空用鋁型材，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能準(zhǔn)備的設(shè)置和控制暖體出汗假人的行走速度

(一) 周?chē)h(huán)境數(shù)據(jù)測(cè)試系統(tǒng)

在暖體出汗假人周?chē)惭b環(huán)境溫度傳感器 2個(gè)，相對(duì)濕度傳感器 2 個(gè)，全向型風(fēng)速傳感器 3 只，分別安裝在可移動(dòng)支架上，放置在距假人周?chē)?/span>一米位置處；在假人放置和著裝測(cè)試時(shí)，可以移開(kāi)傳感器支架。溫度傳感器的精度±0.2℃，分辨率0.01℃；相對(duì)濕度傳感器的精度±3%，分辨率0.1；風(fēng)速傳感器精度±0.1m/s，分辨率±0.01m/s

(二) PC電腦及RANZIDAQ 控制軟件

l RANZIDAQ軟件提供一個(gè)完整的和直接的環(huán)境來(lái)進(jìn)行寬闊空間的熱舒適度分析。RANZIDAQ軟件是全自動(dòng)數(shù)據(jù)獲取和控制程序，并且能夠?qū)崟r(shí)顯示，使操作者能夠?yàn)g覽整個(gè)測(cè)試的進(jìn)展情況和利用內(nèi)置統(tǒng)計(jì)分析功能。數(shù)據(jù)文件可以直接使用EXCEL格式打開(kāi)，或其他windows支持的電子表格格式。

l RANZIDAQ軟件可以在測(cè)試過(guò)程或測(cè)試后從數(shù)據(jù)文件中自動(dòng)生成總結(jié)性報(bào)告，也可以載入之前的測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)行直觀瀏覽、數(shù)據(jù)分析和生成報(bào)告。

l 在剛打開(kāi)RANZIDAQ軟件的軟件主界面，使用此界面，可以開(kāi)始一個(gè)新的測(cè)試，瀏覽實(shí)時(shí)參數(shù)，或手動(dòng)控制假人。

l 該界面由三大區(qū)域組成：工具欄，數(shù)據(jù)表和圖像顯示區(qū)。圖像顯示區(qū)展示了假人的外形和每一個(gè)區(qū)的區(qū)域分割。還有每一個(gè)區(qū)的數(shù)據(jù)輸出值，可以標(biāo)示出不同區(qū)域的參數(shù)。另外，用戶(hù)也可以點(diǎn)擊圖中的任一區(qū)域或區(qū)域組，彈出菜單選擇顯示所選定區(qū)域的其他實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

l 數(shù)據(jù)表顯示了假人和環(huán)境條件的一些信息，包括：

假人區(qū)域部分：顯示了假人區(qū)域的信息，和根據(jù)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型實(shí)時(shí)顯示RCT或RET值。

加熱控制部分：顯示假人區(qū)域的溫度和熱流量的設(shè)定值。也重新設(shè)定加熱器控制模式和設(shè)定值。

環(huán)境部分：顯示環(huán)境條件的信息，包含環(huán)境溫度，相對(duì)濕度和風(fēng)速。如果假人具有行走支架選項(xiàng)，也會(huì)顯示行走速度和行走設(shè)定值。

區(qū)域組加權(quán)平均值：如果定義一個(gè)區(qū)域組，也會(huì)顯示相應(yīng)所選區(qū)域組的熱阻或濕阻值。

l 實(shí)驗(yàn)界面是當(dāng)開(kāi)始一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)，顯示實(shí)時(shí)測(cè)試情況的數(shù)據(jù)和圖像。該界面由四個(gè)主要區(qū)域構(gòu)成：工具欄、實(shí)驗(yàn)界面表，實(shí)驗(yàn)顯示現(xiàn)行圖和底部的工具欄。這些區(qū)域給操作者提供了寬闊的顯示和控制的選擇。

(一) 出汗暖體出汗假人服裝熱阻濕阻測(cè)試程序

熱阻測(cè)試程序

l 制作適合假人穿著的服裝。

l 實(shí)驗(yàn)前需將實(shí)驗(yàn)服裝在溫度（ (20 ± 5)℃ 、相對(duì)濕度（50 ± 20)RH％的條件下調(diào)溫調(diào)濕 12 h ,

l 設(shè)定暖體出汗假人的皮膚溫度 Ts（32- 35)℃。

l 設(shè)定暖體出汗假人實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，暖體出汗假人可分為靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)定步速

l 設(shè)定氣候室溫度 Ta ，根據(jù)預(yù)估被測(cè)服裝熱阻值設(shè)定，赤身時(shí)低于皮膚溫度不小于 10℃; 熱阻值在 1～3clo 之間時(shí)，低于皮膚溫度不小于 20℃;大于 3clo 時(shí)，低于皮膚溫度不小于 30℃。

l 氣候室濕度設(shè)定（30%～50%）Rh。

l 氣候室風(fēng)速設(shè)定（0.15～8）m/s。

l 暖體出汗假人進(jìn)人動(dòng)態(tài)熱平衡后，至少每分鐘檢測(cè)一次皮膚溫度、環(huán)境溫度和調(diào)控加熱功率，這種狀態(tài)務(wù)必保持 30 min 以上。

l 將測(cè)試服裝穿著到假人身上，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試，暖體出汗假人再次進(jìn)入動(dòng)態(tài)熱平衡后，務(wù)必保持 30min 以上。

l 熱阻測(cè)試結(jié)束并給出測(cè)試數(shù)據(jù)。

濕阻測(cè)試程序

l 制作適合假人穿著的服裝。

l 實(shí)驗(yàn)前需將實(shí)驗(yàn)服裝放置在氣候室中至少 12h。

l 氣候室溫度設(shè)定與假人的皮膚溫度相同，使假人與環(huán)境之間不產(chǎn)生干熱交換。

l 設(shè)定假人實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，假人可分為靜態(tài)實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)定步速

l 氣候室溫度與風(fēng)速設(shè)定，氣候室濕度設(shè)定（30%～50%）Rh。氣候室風(fēng)速設(shè)定（0.15～8）m/s。

l 設(shè)定暖體出汗假人各個(gè)區(qū)域的出汗量(0~1000ml.hr/m2)（水溫須與設(shè)定的皮膚溫度一致）以保持表面的含水飽和狀態(tài)，達(dá)到熱平衡后保持在 30min 以上。

l 將測(cè)試服裝穿著到假人身上，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試，假人再次進(jìn)入動(dòng)態(tài)熱平衡后，務(wù)必保持 30min 以上。

l 濕阻測(cè)試結(jié)束并給出測(cè)試數(shù)據(jù)

假人主要技術(shù)參數(shù)

1. 假人尺寸：1.7±0.2m 2、假人表面積：18±0.3m2

2. 分區(qū)數(shù)量：34

3. 重量：約 35Kg

4. 電源：AC 220V，50Hz

5. 溫度設(shè)定：15～45℃,溫度分辨率：0.01℃溫度測(cè)量精度：0.2℃

6. 特大出功率：700W/m2,功率測(cè)量精度：±2%

7. 發(fā)汗速率：0 – 1000 ml/hr 11、熱阻量程：0.6 – 6.5 clo

8. 暖體假人準(zhǔn)確度：基準(zhǔn)定義條件下測(cè)得熱阻值(0.78 ± 0.03) clo

9. 暖體假人重復(fù)性：對(duì)同種配套服裝 3 次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的誤差不大于 3%

10. 數(shù)據(jù)采集頻率：10 次/分鐘

11. 假人運(yùn)動(dòng)設(shè)定：默認(rèn) 45±2 步/分鐘（5～60 步可調(diào)），步幅 63±10cm 手臂擺動(dòng)：默認(rèn) 45±2 次/分鐘（5～60 次可調(diào)），擺幅 53±10cm