[发明专利]一种纤维材料热湿形变动态测量表征的装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种纤维材料热湿形变动态测量表征的装置及其使用方法，包括环境控制箱、水蒸气发生装置、用于将水蒸气输送至环境控制箱的水蒸气输送管道及图像采集装置；环境控制箱内部布置有用于实时采集环境控制箱温湿度数据的温湿度传感器I、用于补光的照明装置和用于放置待测试纤维材料的平台，平台放置待测试纤维材料的位置为包含透镜的透明板，透镜下设有对准待测试纤维材料且记录待测试纤维材料形变、表面状态及温度变化的图像采集装置，平台下设有用于记录待测试纤维材料重量变化的称重模块。本发明的装置，设计合理，结构简单，成本低廉，提供了一种纤维材料热湿形变动态测量表征手段，应用前景好；使用方法步骤简单，操作方便。

技术领域

本发明属于工程测控技术领域，涉及一种纤维材料热湿形变动态测量表征的装置及其使用方法，特别涉及一种对水蒸气作用下纤维材料形变及冷凝进行动态测量和表征的装置及其使用方法。

背景技术

纤维材料是一种由纤维构成并具有复合结构的材料，其在日常生活中与水蒸气接触并发生冷凝现象随处可见，例如纺织品在熨烫过程中低温纤维与高温水蒸气接触后会产生冷凝水并扩散，同时纤维材料会产生形变；纤维过滤材料在过滤含有水蒸气的气体时也会在其内部发生冷凝并形成毛细液体桥，最终引起结构的变化并导致整体过滤材料的形变，并最终降低过滤性能；宇航员、运动员和士兵着装状态下的汗液从皮肤表层蒸发后，在纤维材料表面凝结并向纤维材料内部及四周流动，同时人体的活动也会使得纤维材料发生形变，影响汗液的流动与冷凝，可见水蒸气与纤维材料接触后的冷凝与流动是一个热湿耦合并往往伴随形变的过程。而研究水蒸气与纤维材料接触后的冷凝与流动能够帮助改进纤维材料。

为实现这一目标，本领域提出了许多纤维材料的形变的测试方法和专利如AATCC66-2017机织物折皱回复性的测定：回复角法，AATCC TM202纺织品服装相对手感值的评定：仪器法，一种织物折皱回复角动态测量和表征方法(CN 102998253 A)，一种织物折皱回复性能的动态评价方法(CN 106198937 A)，模拟实际着装的织物抗皱性测试装置及方法(CN103728307 A)等测试方法和装置。这些标准与测试为纤维材料的形变测试提供了直观有效方法，得到了广泛的应用与良好的效果，但是上述测试方法与标准未涉及到热湿耦合传递的测试与评价。

为克服这一缺陷，本领域技术人员围绕纤维材料内部热湿耦合传递做了不少研究。专利CN 101169401 B公开了一种织物动态热湿传递特性的测量设备，其将纤维材料平放在测试台上，对纤维材料的上下表面的热湿传递的参数，包括扩散速度等进行测量，虽然取得了良好的测试效果，但是未同时涉及到纤维材料的形变过程的测量和表征。CN103499601 B公开了了一种测量织物的热传递特性的方法，其具有测试速度较快且易于操作的特点，但不涉及热湿耦合传递和形变的测量。CN 104345139 B公开了一种用于多孔材料蒸汽熨烫技术研究的模拟测控平台，虽然涉及到水蒸气的测量与调控，但是也未有在水蒸气作用的同时评估纤维材料的形变测量与表征。

因此，开发一种在水蒸气作用的同时评估纤维材料的形变测量与表征的装置极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术无法在水蒸气作用的同时评估纤维材料的形变测量与表征的缺陷，提供一种在水蒸气作用的同时评估纤维材料的形变测量与表征(对纤维材料热湿形变的动态测量表征)的装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种纤维材料热湿形变动态测量表征的装置，包括环境控制箱、水蒸气发生装置、水蒸气输送管道及图像采集装置；

所述环境控制箱的底部设有用于排出可能的冷凝水的排水孔，顶部设有与外界连通的开孔，用以调节箱体内部的温湿度，环境控制箱内部布置有用于实时采集环境控制箱温湿度数据的温湿度传感器I、用于补光的照明装置和用于放置待测试纤维材料的平台，平台放置待测试纤维材料的位置为包含透镜的透明板，所述透镜下设有对准待测试纤维材料且记录待测试纤维材料形变、表面状态及温度变化的图像采集装置，平台下设有用于记录待测试纤维材料重量变化的称重模块；