[发明专利]一种成鞋热阻、湿阻的测试装置以及测试方法

权利要求书

1.一种成鞋热阻和湿阻测试装置的测试方法，测试装置包括恒温恒湿箱(1)、测试机构以及测控操作系统(3)，所述恒温恒湿箱(1)内放置有穿戴假体装置的成鞋(41)，所述假体装置包括模拟真人出汗的出汗假体(42)，所述出汗假体(42)的外周贴合有假体皮肤，所述出汗假体(42)顶部设有保温装置，所述保温装置包括与出汗假体(42)顶部端口配合的密封盖，所述密封盖外周设有保温层(43)，所述测试装置还包括设置在恒温恒湿箱(1)外部的蠕动泵(5)，所述蠕动泵(5)的一端伸入出汗假体(42)内部，另一端连接有水箱(6)；

所述测试机构包括设置在出汗假体(42)内部的加热元件和温度传感器b(23)，以及设置在保温层(43)上的加热片(24)和温度传感器a(25)，以及水箱(6)内设置的加热棒b(26)和温度传感器c(27)，所述加热元件为发热的循环水泵(21)和加热棒a(22)；

所述测控操作系统(3)分别与测试机构和蠕动泵(5)连接；

所述测试机构还包括玻璃管(28)，所述玻璃管(28)穿过保温装置并伸入出汗假体(42)内，所述玻璃管(28)上还设有光纤液面传感器(29)；

所述玻璃管(28)上部为圆柱形，下部为尖锥形；

所述出汗假体(42)为空脚模，是由带弹性的带孔橡胶材料制成的；所述假体皮肤为微孔结构，是由防水透湿织物制成的；

所述测试机构和蠕动泵(5)均与测控操作系统(3)连接，所述测控操作系统(3)包括数据采集模块、处理模块和显示模块，测试装置发出来的信号被数据采集模块接收，并将该信号传递至处理模块中，处理后的信号将发送至显示模块，显示出来；

成鞋热阻和湿阻测试装置的测试方法，其特征在于：具体测试步骤如下：

S1：将假体装置穿入成鞋(41)内，并一起放入恒温恒湿箱(1)，每隔一分钟记录时间，得到时间值t₁、t₂、t₃……t_n；

S2：通过测控操作系统(3)测量出加热棒a(22)从测量开始的电能累积消耗量，得到累积数据P₁、P₂、P₃……P_n；通过测控操作系统(3)测量出蠕动泵(5)从开始的累积泵液量，得到累计数据有L₁、L₂、L₃……L_n；

测得检测数据V；

第一时间点为V₁(t₁、P₁、L₁)；

第二时间点为V₂(t₂、P₂、L₂)；

第三时间点为V₃(t₃、P₃、L₃)；

……

第N时间点为V_n(t_n、P_n、L_n)；

S3：蠕动泵(5)的泵液量与出汗假体(42)的出汗量相同，测量达到X+1次以后，在周期X内，通过以下公式计算出汗假体(42)的平均出汗量Q，

……

其中，X为大于5的自然数；

S4：通过以下公式，算出在X周期内出汗假体(42)透过成鞋(41)的平均湿热量：

He＝λ·Q，其中；

λ—水的汽化热，35℃时为0.672W·h/g；

Q—出汗假体(42)的平均出汗量；

He₁＝λ·Q₁；

He₂＝λ·Q₂；

He₃＝λ·Q₃；

……

He_m＝λ·Q_m；

S5：所述出汗假体(42)的加热棒a(22)的发热量与出汗假体(42)的加热棒a(22)的电能消耗量相同，通过以下公式，算出在X周期内出汗假体(42)的加热棒a(22)的发热量：

……

S6：通过出汗假体(42)的加热棒a(22)的发热量和循环水泵(21)的发热量以及透过成鞋(41)的平均湿热量得到成鞋(41)的干热，通过以下公式算出成鞋(41)的干热：Hd＝Hs+Hc-He，其中：

Hd—透过成鞋(41)的干热；

Hs—出汗假体(42)的加热棒a(22)的发热量；

Hc—循环水泵(21)的发热量；

He—透过成鞋(41)的平均湿热量；

Hc₁＝PX

Hc₂＝PX

Hc₃＝PX

……

Hc_m＝PX，其中PX为循环水泵(21)的发热功率；

得到

Hd₁＝Hs₁+Hc₁-He₁

Hd₂＝Hs₂+Hc₂-He₂

Hd₃＝Hs₃+Hc₃-He₃

……

Hd_m＝Hs_m+Hc_m-He_m

S7：以上述数据为基础，通过以下公式，算出成鞋(41)的湿阻值：

其中，

Re—成鞋(41)及其附面层空气的湿阻值；

A—出汗假体(42)的体表面积；

Psi—脚体皮肤内侧在皮肤温度ts下的饱和蒸汽压；

RHsi—皮肤内侧的水汽相对湿度，该处为100％；

Pa—温度35℃下环境的饱和蒸汽压；

RHa—测试环境的相对湿度；

He—透过成鞋(41)的平均湿热量；

……

S8：以上述数据为基础，通过以下公式，算出成鞋(41)的热阻值：

其中，

Rt—成鞋(41)的热阻值；

A—出汗假体(42)的体表面积；

Ts—脚体皮肤温度；

Ta—测试环境温度；

Hd—透过成鞋(41)的干热；

……

S9：通过步骤S7得到一系列的成鞋(41)湿阻值，成鞋(41)湿阻值测量达到Y+1个后，通过Y+1个成鞋(41)湿阻值计算在Y+1周期内的成鞋(41)湿阻平均值，平均值的计算公式如下：

其中ReA—成鞋(41)湿阻平均值；

……

其中y是大于5的自然数,

通过Y个成鞋(41)湿阻值计算在Y周期内的成鞋(41)湿阻值标准差，标准差的计算公式如下：

其中，ua—成鞋(41)湿阻值标准差；

S—为样本个数；

Re_i——为样本值；

ReA—为成鞋(41)湿阻平均值；

……

S10：通过以下公式分别得出成鞋(41)湿阻变异系数：

其中，CVA—成鞋(41)湿阻变异系数；

ReA—成鞋(41)湿阻平均值；

ua—成鞋(41)湿阻值标准差；

……

S11：通过步骤S8得到一系列的成鞋(41)热阻值，成鞋(41)热阻值测量达到Y+1个后，通过Y+1个成鞋(41)热阻值计算在Y+1周期内的成鞋(41)热阻平均值，平均值的计算公式如下：

其中RtB—成鞋(41)热阻平均值；

……

其中y是大于5的自然数,

通过Y个成鞋(41)热阻值计算在Y周期内的成鞋(41)热阻值标准差，标准差的计算公式如下：

其中ub—成鞋(41)热阻值标准差；

S—样本个数；

Rt_i—为样本值；

RtB—成鞋(41)热阻平均值；

……

S12：通过以下公式分别得出成鞋(41)热阻变异系数：

其中,CVB—成鞋(41)热阻变异系数

RtB—成鞋(41)热阻平均值；

ub—成鞋(41)热阻值标准差；

……

S13：当计算到湿阻变异系数CVA_k和热阻变异系数CVB_k的数值在同一时刻均小于5％，即成鞋(41)已经达到稳定状态，停止测试；

S14：停止测试后，选取稳定状态下成鞋(41)热阻值Rtm和湿阻值Rem。