紡織品淋雨滲透性能檢測關鍵技術研究開發

胡尊芳，楊成麗，何紅霞

(1.山東省紡織科學研究院，山東 青島 266032；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，山東 青島 266032)

紡織品淋雨滲透性能檢測關鍵技術研究開發

胡尊芳1,2，楊成麗1,2，何紅霞1,2

(1.山東省紡織科學研究院，山東 青島 266032；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，山東 青島 266032)

文章對紡織品淋雨滲透性能檢測關鍵技術進行研究，包括恒溫水浴系統的研制、噴淋系統的研制、濕度檢測板控制系統的研制、試樣夾持結構的研制和噴淋結構的研制。整套系統性能穩定可靠，能夠正確評價紡織品淋雨滲透性能，具有廣闊的應用前景，社會效益顯著。

紡織品；滲透性能；噴淋系統；試樣夾持結構

1 前言

近年來，防水透氣紡織品的需求逐年增加，防水織物被廣泛應用于軍用服、運動服、休閑裝和特種功能服等。經防水處理的紡織品[1]既要抵擋從外界來的水分(如雨、雪等)，又要保持服裝的干爽舒適，服用要求較高。為準確檢測紡織品淋雨滲透性能[2-3]，本文對紡織品淋雨滲透性能檢測的關鍵技術展開研究，使其能夠滿足質檢、科研、企業等單位對紡織品防水性能的檢測需要。

2 紡織品淋雨滲透性能試驗機理

紡織品淋雨滲透性能試驗方法是通過噴淋稱重法(A法)和濕度檢測板法[4](B法)測試紡織品淋雨的滲透性能。

噴淋稱重法：試樣以45°傾斜放置在試樣架上，背面墊有一張已知重量的吸水紙，將一定量水從一定高度噴淋到有一定張力的試樣表面上，噴淋后對吸水紙進行稱重，得出水的滲透量。

濕度檢測板法：試樣以45°傾斜放置在試樣架上，背面墊有一塊濕度檢測板，將水從一定高度噴淋到有一定張力的試樣表面上，當試樣有滲透時，測定所需時間和持續淋雨的流量。

3 檢測關鍵技術研究

以中華人民共和國紡織行業標準FZ/T 01038—1994《紡織品防水性能 淋雨滲透性試驗方法》為設計依據，對27±2℃和35±2℃恒溫水浴系統、具有自動給水和恒流量定時控制的噴淋系統、高精度及高靈敏度的濕度檢測控制系統、試樣夾持結構以及噴淋結構進行了深入的研究。

3.1 恒溫水浴系統的研制

恒溫水浴系統主要完成水浴溫度采集和控制、加熱與停止加熱工作方式判斷、實時溫度值顯示以及目標溫度值設定的功能。恒溫水浴系統框圖如圖1所示。

圖1 恒溫水浴系統框圖

恒溫水浴系統采用模糊PID控制，即模糊理論與傳統PID方法相結合,可有效改善單獨PID控制調節時間長、控制效率低等缺點。模糊PID控制自適應改變溫度的控制量,響應速度快、超調量小，可獲得快速、穩定的控制效果。

該系統主要由溫度檢測模塊、控制模塊和顯示模塊組成。

溫度檢測模塊功能主要是通過溫度傳感器實時檢測水浴溫度，即對水浴溫度進行實時采集，并將采集的數據傳給智能溫度控制器。該系統采用Pt100鉑熱電阻作為溫度傳感器，其阻值隨溫度的升高均勻增加，具有抗振動、穩定性好、準確度高和耐高壓等優點。

控制模塊功能主要是溫度控制器對采集到的數據進行處理，將采集到的模擬量進行A/D轉換，經過運算得到相應的溫度值。在水位正常的情況下，溫度控制器根據熱電阻輸入信號與用戶設定值的偏差進行PID運算，從而發出一個命令讓固態繼電器動作，達到自動控制、自動恒溫的效果，具有高精度、性能穩定、抗干擾性強等特點。同時系統通過水位傳感器實時檢測系統水位，水位過低時，繼電器常閉觸點斷開，控制加熱器停止加熱，保護元器件，防止干燒。在設定的溫度值比室溫高的情況下，系統自身必須不斷供給熱量以補償水浴系統向環境散失的熱量。因此加熱器的選擇顯得至關重要，原則上選擇熱容量小，導熱性好，功率適當的加熱器。該系統提供兩種溫度的恒溫水浴，一種恒溫在27±2℃，另一種恒溫在35±2℃，試驗人員可以根據需求選擇合適的溫度。加熱器的加熱功率需恰當，加熱功率太大會使得散熱速度變慢，且加熱慣性大，使得控溫靈敏度降低；加熱功率太小會使得加熱時間相對較長，或達不到所設定的溫度。

顯示模塊的功能主要是操作人員可以通過按鍵設定目標溫度值，系統將自動根據所設定目標溫度值控制水浴溫度,并實時顯示當前水浴溫度值。

3.2 噴淋系統的研制

噴淋系統具有自動上下水、恒定流量控制、噴淋定時控制及水位裝置自檢功能。噴淋系統主要由自動上下水模塊、水位自檢模塊、恒定流量控制模塊和噴淋定時模塊組成。

該系統采用人工注水至水箱，水箱內裝有水位傳感器，實時自動檢測水位，性能穩定，工作可靠。水位自檢模塊主要完成智能識別水位，具有缺水保護和滿水提示功能，實時檢測系統是否缺水，缺水時自動斷開后級加熱電路，防止干燒，保護加熱器。同時缺水指示燈亮，提醒試驗人員及時加水，滿水則滿水指示燈亮，提醒試驗人員停止加水。

恒定流量控制模塊主要功能是在規定水溫下校正淋雨流量，500ml水持續噴淋時間為25s～27s，通過設定噴淋時間，從而達到控制流量恒定的目的。

噴淋定時模塊主要完成噴淋開始到結束所需的時間，自動控制噴頭噴淋，達到噴淋時間后，自動停止噴淋。

3.3 濕度檢測板控制系統的研制

濕度檢測板采用雙U形交叉結構設計，可有效防止短路。濕度檢測板靈敏度為0.01g，根據質量公式：質量=體積×密度，可以得出質量為0.01g水的體積為10μL。通過量程為10μL的微量進樣器取0.01g的水，滴在濕度檢測板上，在水滴滴到濕度檢測板上的瞬間，電極兩端導通，蜂鳴器響，從而驗證濕度檢測板的靈敏度達到了設計要求。

3.4 試樣夾持結構的研制

試樣夾持結構如圖2所示，試驗支架為45°，試驗時，直接將試樣板放在支架上，即可滿足試驗45°的要求。將試樣平展放在試樣板上，試樣上部用持樣夾夾住，下部用帶有重錘的彈簧夾夾住，這樣可以賦予試樣表面恒定的張力，保證了試驗數據的準確性。試樣夾持結構設計簡單，容易操作。在重錘彈簧夾的下面有接水盤，試驗過程中從試樣上流下來的水流到接水盤里，保持了試驗環境清潔。

圖2 試樣夾持結構示意圖

3.5 噴淋結構的研制

噴淋結構如圖3所示，采用分體加工的方式，采用螺紋連接，安裝方便。噴頭圓平面上25個孔均勻分布，保證了在試樣表面上的噴淋量均勻充足。

圖3 噴淋結構示意圖

4 結語

本文主要解決的技術關鍵點包括恒溫水浴系統的研制、噴淋系統的研制、濕度檢測板控制系統的研制、試樣夾持結構的研制和噴淋結構的研制，解決了紡織品淋雨滲透性能檢測在科研、檢驗、生產等方面的技術瓶頸，為防水紡織品及服裝的研究開發、測試評價和品質保證等方面提供了有力的技術支撐，提供了可靠穩定的紡織品淋雨滲透性能測試方法。

[1] 陳琳.織物滲透性能測試方法與測試儀器[J].中國纖檢,2008，(10):49—50.

[2] 孫偉.恒壓下織物抗滲水性能的評價與研究[D].西安:西安工程大學,2011.

[3] 高翼強,李向紅,劉軒,等.產業用紡織品滲透性測定方法的研究[J].產業用紡織品,2010，28(4):45—49.

[4] FZ/T 01038—1994紡織品防水性能淋雨滲透性試驗方法[S].北京:中國標準出版社,1994.

Study and Development on Key Technologies of Detecting PenetrationPerformance of Textiles in the Rain

HuZunfang1, 2,YangChengli1, 2,HeHongxia1, 2

(1.Shandong Textile Research Institute, Qingdao 266032, China;2.Shandong Provincial Key Laboratory of Special Textiles Processing Technology, Qingdao 266032, China)

Key technologies of detecting penetration performance of textiles in the rain were studied in this paper, including the development of constant temperature water system, spray system, humidity detecting board control system, sample holding structure and spray structure. The system performance was stable and reliable, could evaluate the penetration performance of textiles in the rain correctly. It had broad application prospects and significant social benefits.

textile; penetration performance; spray system; sample holding structure

2016-05-24

中國紡織工業聯合會科技指導性項目(2014029)

胡尊芳(1987—)，女，山東青島人，助理工程師。

TS103.6 文獻識別碼：A

1009-3028(2016)03-0014-03