服裝結構對電磁屏蔽效能的影響研究

李楠　丁飛波　諸佳寧

摘要：隨著人們的安全意識不斷提高，越來越多的人開始穿著具有良好防護性能的防電磁輻射服。在實際使用過程中我們發現防電磁輻射服的服裝結構對其屏蔽效能有很大的影響。本論文在防電磁輻射服多是單一服裝結構因素的研究基礎上，研究了其領型、下擺、袖長、衣長等結構變量對防電磁輻射服屏蔽效能的影響，并對服裝關鍵結構部位提出優化設計。

關鍵詞：服裝結構;防電磁輻射;服裝屏蔽效能;服裝結構優化設計

1.電磁輻射與電磁屏蔽

1.1 電磁輻射的含義

電磁輻射是指電磁能量以電磁波或光量子形式發射到空間的現象。也可解釋為能量以電磁波形式在空間傳播。

1.1電磁輻射對人體的影響

電磁輻射對人體的影響主要是通過與細胞原子或分子的直接作用與間接作用來影響細胞的正常功能。主要影響有以下幾個方面：一是使心率、血壓過度降低，影響神經的調節功能;二是破壞細胞內的染色體，誘使基因突變引發癌癥或是腫瘤;三是抑制抗體活性，較高強度的電磁輻射會使血液、淋巴液和細胞原生質發生改變，從而損傷人體免疫系統;四是誘發神經衰弱，影響中樞神經系統機能，使人出現呆滯、健忘等病癥;五是使血管的通透性降低，使血液被運輸的效率和速度降低，從而損傷心血管系統。

2.屏蔽效能的測試方法及裝置

2.1測試方法

本測試主要用到的方法有：屏蔽室法、曠野法和計算機仿真模擬法。在實際測試中由于曠野法的運輸測試設備需要耗費的人力物力大，且曠野場地稀少，測試時易受天氣影響;計算機仿真模擬法所得的結果雖然比較理想化，但卻與實際結果存在著偏差。因此，本測試最終選擇了屏蔽室法進行實驗。

2.2測試裝置

本實驗的測試裝置主要有屏蔽室、電磁發射裝置、接收裝置和測試人臺。屏蔽室的內壁是由厚度為20厘米的鋼板組成，除了地面之外的5個內壁均涂抹了吸波材料，屏蔽室的溫度為（23±5）℃，在實際測試過程中溫度波動±2℃，相對濕度為40%～80%。

2.3 實驗準備

在研究好測試裝置的基礎上，進一步利用HFSS軟件構建電磁屏蔽效能測試的仿真模型。主要有以下幾點實驗準備：

一.選擇材料：通過實際測試材料的厚度值和電磁參數，將數值帶入到模型中進行模擬測試，最終獲得不同材料的電磁屏蔽效能。從保利龍、玻璃纖維、ABS塑膠等材料中選擇了對實驗影響最小的保利龍。

二.安裝接收天線：本實驗需要在人臺內部安裝偶電子接收天線。為了便于安放接收天線，要先將人臺內部進行掏空處理。同時要在測試點部位鉆有0.1到2厘米直徑的孔洞，用于鑲嵌測試裝置接收天線。

三.制作人臺：在標準女模特數據的基礎上，通過塑型、修正、填充和包布幾個關鍵步驟，制作型號為84號（M碼），無頭的半身女性人臺。

四.準備人臺手臂：由于服裝袖子對電磁屏蔽效能有一定的影響，屏蔽人臺需要上可脫卸的手臂，用旋轉嵌入的方式與人臺連接，避免在實際測試中產生變量。

3.實驗過程

3.1 樣衣面料選擇

為了準確測試服裝結構對電磁屏蔽效能的影響，本實驗選擇的樣衣面料如下表2所示：

3.2 樣衣制作

為了簡便實驗過程，采用正交實驗確定了后期實驗所需的九款樣衣。如表3所示：

以領型、袖長、下擺長及衣長作為變量，控制其它尺寸相同，根據變量簡化復雜的結構線，得到結構紙樣設計圖1和樣衣款式圖2。

3.3實驗方案設計

3.3.1 初步實驗方案

本實驗在人臺的正前方、正上方、側方設立輻射源。以人臺的BP點連線和前中心線交點，該交點與腹突點連線的中點處作為坐標原點，在該坐標原點X、Y、Z軸方向3米位置處上設立輻射源，如圖3所示。選擇測量的范圍為300-2750MHz，間隔350MHz的8個均勻頻點。通過發射裝置發射出不同頻率的電磁波，再由接收裝置通過偶電子天線接收電磁波，最后通過測量人臺同部位在身著防電磁輻射服前后接收到的電磁輻射值，根據其差值可計算得出服裝的屏蔽效能。

3.3.2具體實施方案

本實驗選擇服裝結構設計的領型、下擺、袖長、衣長四個因素，每個因素設置三個規格水平進行實驗測試。

在領型上，本實驗選擇圓領、立領、翻領這三種最常見的領型作為規格變量，控制領圈弧線長度相等，翻領的領座與立領的后中領高相等。

在下擺上，根據下擺的周長設置了合體、較寬松、寬松三個水平進行測試，其中控制每個規格的跳檔一致。

在袖長上，根據普通服裝的袖長長短定量本實驗設置了無袖、短袖、長袖，其中控制袖籠弧線長度和袖山高及袖肥相同。

在衣長上，以測試點腹部點以及臀圍線為基準，設置了三個衣長水平，分別為48厘米、56厘米以及64厘米。

3.4 實驗結果分析

有結果可知，四種影響因素中，衣長對屏蔽效能的影響最大，且衣長越長，屏蔽效能越好。袖長對屏蔽效能的影響其次，根據IC<IIC<IIIC可知，袖長較長服裝屏蔽效能越好。此外，領型和下擺對服裝電磁屏蔽效能也有一定的影響，但不顯著。對于領型，在本次實驗中，翻領的屏蔽效能最好，其次是立領，最后是圓領。在對服裝下擺的實驗研究中，發現服裝越寬松，屏蔽效能越好。

4.總結：

服裝結構對電磁屏蔽效能的影響有以下幾點：

（1）領型、下擺、袖長、衣長的結構變化對服裝屏蔽效能影響程度依次增大。

（2）衣長越長，袖長越長的服裝電磁屏蔽效能越好。因此，防電磁輻射服應盡量設計成長衣長袖。

（3）立領和翻領的電磁屏蔽效能優于圓領。因此，在選擇防電磁輻射服時要優先考慮有領子的服裝。

（4）將防電磁輻射服的下擺口、袖口進行優化設計，可以使該部位服裝緊貼人體，從而提高服裝整體屏蔽效能。

（5）服裝的長度越長，開口越小，屏蔽效能越好。因此，適當減小下擺開量、減小袖籠深、多層次搭配等結構設計，可以提高服裝電磁屏蔽的效能。

參考文獻：

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