来源云南易立仪器有限公司

热阻湿阻测试常用标准方法比较

一． 概述
    国内外关于“纺织品热阻和湿阻的测定”有多种测试方法，热阻测试通常采用静态平板法和管式保温仪法，湿阻的测定及其方法又分为控制倒杯法、干燥剂倒杯法、皮肤模型法中的出汗热板法和出汗暖体假人法等，其中静态平板法和蒸发热板法较为流行，基于此二种方法的测试标准就有近十种，常见的有：GB/T 11048,ISO 11092,ASTM F 1868-09,ASTM D 1518-85,JIS L1096-2010,ASTM F 1868-02，这些标准中的测试方法，测试原理基本相同，差别主要在于影响因素、实验条件以及结果表示方法不全相同。
    本文主要总结了主要几种测试标准试验条件的差别，以帮助行业内人士了解各种测试方法的操作和主要差异。
二． 测试原理
    试样覆盖于电热试验板上，试验板及其周围和底部的热护环（保护板）都能保持相同的恒温，以使 电热试验板的热量只能通过试样散失；调湿的空气可平行于试样上表面流动。在试验条件达到稳态后，测定通过试样的热流量来计算试样的热阻。
对于湿阻的测定，需在多孔电热试验板上覆盖透气但不透水的薄膜，进入电热板的水蒸发后以水蒸 汽的形式通过薄膜，所以没有液态水接触试样。试样放在薄膜上后，测定在一定水分蒸发率下保持试验板恒温所需热流量，与通过试样的水蒸汽压力一起计算试样湿阻。
三． 测试环境和影响因素比较
影响测试结果的因素主要有测试板 (包括测试板，热护环，测试地板)温度，环境温度和相对湿度，空气流速，通过以下图表可以清楚知道各类标准的测试环境差异。

表1：热阻测试环境比较(干态)
 
表二：湿阻测试环境比较(湿态)
 

四． 计算公式

热阻湿阻的计算公式相对复杂，我们先看一下各类测试标准用到的符号定义和单位.

符号定义和单位:

R_ct 热阻，m².K/W
R_et 湿阻，m².Pa/W
i_mt 透湿指数，无量纲
R_ct0 为热阻R_ct的测定而确定的仪器常数，m².K/W
R_et0 为湿阻R_et的测定而确定的仪器常数，m².Pa/W
R_cpb 裸板热阻，同R_ct0
R_epb 裸板湿阻，同R_et0
W_d 透湿率，g/ m²hP_a
ΦT_m 试验板表面温度为T_m时的饱和水蒸汽潜热，W.h/g
A 试验板的面积，m²
T_a 气候室中空气的温度，℃
T_m 试验板的温度，℃
T_s 热护环的温度，℃
P_a 水蒸汽压力（在气候室中的温度为T_a时），Pa
P_m 饱和水蒸汽压力（当试验板的表面温度为T_m时），Pa
v_a 被测试样表面上方的空气的速度，m/s

s_v 气流速度v_a的标准偏差，m/s
R.H. 相对湿度，％
H 提供给测试面板的加热功率，W
△H_c 热阻R_ct测定中加热功率的修正量
△H_e 湿阻R_et测定中加热功率的修正量
α △H_c的计算中修正量曲线的斜率
β △H_e的计算中修正量曲线的斜率
k 热导，W/m.K
d材料的厚度，mm
Wr 保温率
a 空板加热量（J/Cm².S)
b 有测试样品加热量（J/Cm².S)
clo克罗值，热阻的一个表示单位。在温度为 21°C、气流不超过 0.1m/s的环境条件下，静坐者（其基础代谢为 58 W/ m²）感觉舒适时，其所穿服装的隔热值为 1 克罗（clo）值。

计算公式：

 

热阻：R_ct＝(T_m－T_a).A/( H－ H_c)- R_ct0
湿阻：R_et＝(Ps－P_a).A/( H－ H_e)- R_et0

如果有需要，可以按照以下公式计算其他参数：
保温率：Wr=(1-b/a)%   
ASTM F 1868A  R_cf=R_ct-R_cpb  
ASTM F 1868B  R_ef=R_et-R_epb
透湿指数：im= 0.060 R_cf/R_ef 
透湿率：Wd =1/R_et.ΦT_m
当T_m＝35℃时，ΦT_m＝0.627W.h/g。

克罗值：clo= R_ct /0.155 ＝6.451 R_ct
热导率：k ＝10^-5.d / R_ct
其中 d 是材料的厚度（mm） 
单位转化可以参照以下表格：

表3 热阻单位换算表

 

 

表4 其他单位换算
 

五． 测试仪器
目前同时支持热阻湿阻测试方法并能满足多种测试标准的仪器并不多见，由云南易立仪器有限公司研制的EY50热阻湿阻测试仪，完全能满足热阻湿阻的测试，系统中内置了16种常用标准测试方法，可以满足用户的大部分测试要求。用户甚至还可以加入新的测试标准和自定义测试标准，EY50热阻湿阻测试仪一经推向市场就得动了用户的亲睐，是目前测试范围最广范的仪器。
六． 结语
以上是对各种热阻湿阻测试标准测试方法的粗浅认识，如有不当之处，欢迎指正。
七． 参考资料
    GB/T11048,ISO 11092,ASTM F1868-09,ASTM D1518-85,JIS L1096-2010,ASTM F1868-02 等标准文档。
 
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