热渗透率(W√s/m²K)通常被描述为材料与周围环境交换热量的能力。表面触觉学是心理学的一个分支,主要研究局限于皮肤表面的触觉。温暖和凉爽的感觉(热渗透率)是材料舒适感或期望效果的重要构成部分,深入到所触摸材料的表面,因此是织物、面料和固体的重要测量领域。
TPS-EFF(瞬态平面热源-热渗透率)是一款便携式仪表,它可根据ASTM D7984-16标准直接测定纺织品和其他低热渗透率材料的热渗透率。单次测量持续时间只需2秒或10秒,即可准确测量材料的热渗透率。TPS-EFF采用单面直径为30mm的TPS传感器,测试时间短,以确保单一维度的热流。在测量过程中,采用恒流源对传感器进行加热,同时通过监测螺旋金属丝的电阻变化来记录样品温升随时间的变化。利用温度对特定时间函数的斜率来计算材料的热扩散系数。对于热渗透率较高的材料,其斜率比热渗透率较低的材料来得更低。
从数学上而言,热渗透率等于热导率(W/m•K)、密度(kg/m³)和热容(J/kg•K)乘积的平方根。对于某些材料,如纺织品,通常还有其他的热传递方式,如对流和辐射。这些传热模式将热传导(thermal conductIVITY)转变为导热(thermal conductANCE)。用于测量这类材料的术语被称为热渗透(Thermal Effusance)。
材料 | 织物、面料和固体 |
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测量功能 | 单一维度 |
热渗透率范围 | 35~1700 W√s/m²K |
测量时间 | 2秒和10秒 |
再现性 | 2% |
准确率 | 5% |
温度范围* | -10~50°C |
最小样品尺寸 | 直径35mm(厚度取决于热渗透率) |
最大样品尺寸 | 不限 |
湿度范围 | 0~90%(无凝结) |
传感器直径 | 30mm |
标准 | ASTM D7984-16 |
测试方法 | 瞬态平面热源 |
*需配冷却/加热装置。
TPS-EFF配备了一个直径为30 mm的标准单面传感器,适用于测试织物、面料和固体。弹簧加载的传感器可用于两种测试配置,第一种是将样品放在传感器的顶部,第二种配置是将传感器放在样品顶端。仅需按下一个按钮,设备即可在2秒或10秒的测试时间内对样品进行测量。额外的10秒测试时间选项也可以用来对材料温暖或凉爽触觉进行卓越表征。环境温度和测试结果可直接显示在测试屏幕上,亦可以将结果保存并导出到Excel上,十分方便。
某些应用和特定的环境条件会影响材料的热渗透率(温暖或凉爽的感觉)。当与压缩支架和环境模拟舱一起使用时,TPS-EFF可以测量压缩、湿度和温度对材料热渗透率的影响。
由于所测量织物和面料的热渗透率包含各种热传递模式(传导、对流和辐射),其结果被称为热传递率。固体测量主要的热传输特性为热传导,此结果也被视为热传导率。
为了模拟长时间的冷触感觉,每一种材料都在准备阶段保证拥有足够的厚度,并分别在2秒和10秒时测量热渗透率。然后将面料1叠放于填料2上并重复这个实验。实验结果表明,在足够厚的情况下,同一种材料在不同的接触测试时间下感觉相同,不同材料感觉不同。此外,当一层热渗透率较高的材料(面料1),被叠放在热渗透率较低的材料(填料2)的顶部,不同的触摸测试时间显示凉爽的感觉会随着时间减少。这种测试能力允许TPS-EFF用户采用不同类型的材料叠层,以实现不同触摸时间下所需的凉爽或温暖的触觉。
使用TPS-EFF,可以测试不限大小的各类样品;样品的直径应至少达到30 mm,以实现与TPS-EFF传感器的接触。该仪器可以测量各种织物、面料和固体。使用时应注意确保样品有足够的厚度,以便可以使用发散技术来证实。
大致时间:< 1分钟
一旦样品准备就绪,可以在两种测量方式中进行选择并配置;将样品放置在传感器上方或将传感器放置在样品上方。
大致时间:< 1分钟
在便携式TPS-EFF设备上,可以选择2秒或10秒的测试时间。仅需按下一个按钮即可启动测试。
大致时间:< 1分钟
使用附带的TPS-EFF应用软件,可将测试结果通过USB连线下载到Windows电脑进行查看和导出。
大致时间:1分钟
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