किसी भी इनडोर वातावरण में तापीय आराम का मूल्यांकन करने के लिए, थर्मल मैनिकिन एक बहुत ही विश्वसनीय उपकरण है। ASTM F2370 एक परीक्षण विधि है जिसका उपयोग रोजमर्रा के उपयोग में आने वाले कपड़ों में खड़े होने या चलने की स्थिति में गर्मी के प्रति कपड़ों के इन्सुलेशन का निर्धारण करने के लिए किया जाता है। यह लेख आपको विस्तार से बताएगा कि इस परीक्षण को टेक्सटाइल लैब में कैसे किया जा सकता है।
वाष्पीकरण प्रतिरोध और थर्मल पुतला
यह वाष्पीकरण के माध्यम से ऊष्मा हस्तांतरण और नमी का प्रतिरोध करने के लिए एक सामग्री का गुण है। यह ताप तनाव मॉडल में एक आवश्यक भूमिका निभाता है, जो विभिन्न जलवायु क्षेत्रों में मानव शरीर के व्यवहार की भविष्यवाणी करता है। इस उद्देश्य के लिए, ताप तनाव मॉडल थर्मल मैनिकिन के रूप में विकसित हुए। एक थर्मल मैनिकिन एक कृत्रिम रूप से मानव आकार का मॉडल है जिसका उपयोग शरीर के विभिन्न हिस्सों के माध्यम से ऊष्मा हस्तांतरण दरों को मापने के लिए किया जाता है। मैनिकिन इन दरों का उपयोग त्वचा और आंतरिक तापमान के वितरण को निर्धारित करने के लिए करता है।
ASTM F2370 का सारांश
पुतला परीक्षण पहनावे के घटकों से उसी क्रम में सुसज्जित है जैसा कि यह रोज़मर्रा के उपयोग में होता है। पुतला एक वयस्क मानव शरीर के आकार और आकृति का होता है। इसे त्वचा की सतह के तापमान तक आंतरिक रूप से गर्म किया जाता है जो पुतला शरीर में एक समान होता है। पहनावे के कपड़ों के थर्मल इन्सुलेशन को मापने के लिए इसमें चलने योग्य हाथ और पैर होते हैं। पुतला को समायोज्य वायु आर्द्रता, परिभाषित वायु तापमान और वायुगति के साथ एक जलवायु कक्ष में रखा जाता है।
थर्मल मैनीकिन
शारीरिक थर्मल मैनीकिन मॉडल प्रत्येक क्षेत्र से ऊष्मा प्रवाह प्राप्त करता है। यह तीन परिवेश तापमान सेंसर, तीन परिवेश आर्द्रता सेंसर और दो परिवेश वायु गति सेंसर की सीमा के भीतर स्थित है। ये सेंसर मैनीकिन से 0.5 मीटर की दूरी पर स्थित हैं। ड्रेसिंग और डमी को रखने से पहले सेंसर को हटाने के लिए शाफ्ट को घुमाया जा सकता है। आर्द्रता सेंसर की सटीकता 5% से अधिक होनी चाहिए, और तापमान सेंसर की सटीकता 0.2°C होनी चाहिए। वायु गति सेंसर की सटीकता भी 0.05 मीटर/सेकंड से बेहतर है।
पुतले का गतिशील चलनापुतले के शरीर के लिए तीन स्थितियाँ हैं: गतिशील चलना, सपाट लेटना और स्थिर खड़ा होना। स्थिर खड़े रहना और गतिशील चलने की स्थिति का उपयोग कपड़ों का परीक्षण करने के लिए किया जाता है, और सपाट लेटने की स्थिति का उपयोग मुख्य रूप से रजाई और स्लीपिंग बैग के ताप प्रतिरोध का आकलन करने के लिए किया जाता है। गति नियंत्रण प्रणाली एक बाहरी कनेक्शन मोड का उपयोग करती है, जिससे गतिशील और स्थिर स्थितियों में परीक्षण के बीच चयन करना आसान हो जाता है। मॉडल के आयाम और गति को सटीक रूप से कॉन्फ़िगर और नियंत्रित करने के लिए पूरे फ्रेम में एक सर्वो मोटर ड्राइव गति तंत्र और उच्च शक्ति वाले विमान एल्यूमीनियम प्रोफ़ाइल का उपयोग किया जाता है।
मैनिकिन मापन प्रौद्योगिकी का उपयोग
कपड़ों के एर्गोनॉमिक्स अनुसंधान, कपड़ों के विज्ञान बायोनिक्स और बायोफिज़िक्स के क्षेत्रों में, इसे चालन, संवहन, विकिरण और वाष्पीकरण सहित ऊष्मा हस्तांतरण को मापने के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में स्वीकार किया जाता है। पसीने को वाष्पित होने से रोकने वाली पेशेवर सुरक्षात्मक वर्दी पहनने पर, मानव शरीर खुद को ठंडा नहीं कर पाता है, जिससे असहजता और यहां तक कि स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं भी हो सकती हैं। इसका व्यापक रूप से परिधान, एयरोस्पेस, अग्नि सुरक्षा, पेट्रोलियम, यातायात सुरक्षा, व्यावसायिक स्वास्थ्य और अन्य क्षेत्रों में सर्वोत्तम उपलब्ध तकनीक का उपयोग करके कपड़ों के अभिन्न ताप प्रतिरोध और नमी प्रतिरोध प्रदर्शन का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
ASTM F2370 के समान मानक
परिधानों के तापीय प्रतिरोध गुणों को मापने के लिए निम्नलिखित परीक्षण विधियों का भी उपयोग किया जाता है।
- जीबी/टी 18398 – कपड़ों के तापीय प्रतिरोध के लिए परीक्षण विधि
- जीबी/टी 11048 – वस्त्रों का गर्मी बनाए रखने का गुण
- आईएसओ 15831 - थर्मल मैनिकिन के माध्यम से थर्मल इन्सुलेशन का मापन
- ASTM F1291 - गर्म मैनीकिन का उपयोग करके कपड़ों के थर्मल इन्सुलेशन को मापने के लिए
- ASTM F1720 - गर्म मैनीकिन का उपयोग करके स्लीपिंग बैग के थर्मल इंसुलेशन को मापने के लिए मानक परीक्षण विधि का मानक
एएसटीएम डी2370 परीक्षण विधि प्रक्रिया
उपकरण
- पसीना उत्पादन और पसीना क्षेत्र - पुतले की पूरी सतह पर पसीना उत्पादन की क्षमता होनी चाहिए ताकि वास्तविक मानव का चित्रण किया जा सके। इसकी पूरी सतह पर पानी से भरी केशिकाओं का नेटवर्क होना चाहिए।
- तापमान - पुतले की त्वचा का औसत तापमान 34.5-35.5°C होना चाहिए। पूरे शरीर में तापमान बनाए रखा जाना चाहिए।
- परीक्षण कक्ष - परीक्षण एक समान परिस्थितियों में किया जाना चाहिए। पुतले को 1.5 x 1.5 x 2.5 मीटर के आयाम वाले कमरे में रखें।
3थर्मल मैनीकिन के विभिन्न क्षेत्र (सामने)
3थर्मल मैनिकिन के विभिन्न क्षेत्र (पीछे)नमूना तैयार करना
- परीक्षण के लिए तीन समान वस्त्र लें। यदि समान वस्त्र उपलब्ध न हों, तो केवल एक ही वस्त्र से परीक्षण करें।
- पुतले के अनुसार परिधान का आकार लें। अंतिम उपयोग में आवश्यकता के अनुसार परिधान पुतले के लिए उपयुक्त फिट होना चाहिए। यदि अंतिम उपयोग में टाइट या ढीले फिट वाले परिधान हैं, तो उन्हें पुतले पर तदनुसार परीक्षण किया जाना चाहिए।
- परीक्षण से पहले वस्त्रों को 12 घंटे तक कंडीशन किया जाना चाहिए।
ASTM F2370 की परीक्षण प्रक्रिया
- थर्मल मैनिकिन के आकार के अनुसार परीक्षण वस्त्र लें।
- थर्मल मैनीकिन बॉडी डमी का त्वचा तापमान 32-35 ℃ पर सेट करें।
- पुतले की प्रायोगिक स्थिति निर्धारित करें, अर्थात स्थिर या गतिशील, तथा चरण की लंबाई और चरण की गति निर्धारित करें।
- परीक्षण किए जाने वाले कपड़ों के अनुमानित थर्मल प्रतिरोध मूल्य के अनुसार जलवायु कक्ष का तापमान निर्धारित करें। जब आप नग्न हों, तो तापमान त्वचा के तापमान से 10 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं होना चाहिए। जब थर्मल प्रतिरोध मूल्य 1 और 3 के बीच होता है, तो यह त्वचा के तापमान से 20 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं होना चाहिए। जब तापमान 3 से अधिक होता है, तो यह त्वचा के तापमान से 30 डिग्री सेल्सियस से कम नहीं होना चाहिए।
- जलवायु कक्ष की आर्द्रता को 30-50% तक समायोजित करें।
- जलवायु कक्ष की वायु गति को 0.15-8 मीटर/सेकेंड पर नियंत्रित करें।
- जलवायु कक्ष के परिवेश के मानों पर ध्यान दें, सुनिश्चित करें कि जलवायु कक्ष में परिवेश के तापमान में परिवर्तन 1℃ से अधिक न हो, सापेक्ष आर्द्रता में परिवर्तन 5% से अधिक न हो, और हवा की गति में परिवर्तन 50% से अधिक न हो। 30 से 60 मिनट तक, पर्यावरण मान को स्थिर रखें।
- गर्म पुतले के गतिशील ताप संतुलन में प्रवेश करने के बाद, त्वचा का तापमान, परिवेश का तापमान और तापन शक्ति को हर मिनट मापा जाएगा, और यह स्थिति 10 मिनट से अधिक समय तक बनाए रखी जाएगी।
- परीक्षण की शुरुआत पुतले को परीक्षण के कपड़े पहनाकर करें। जब पुतले को एक बार फिर से गतिशील थर्मल संतुलन में प्रवेश कराया जाता है, तो गर्म पुतले को 20 मिनट से अधिक समय तक बनाए रखना आवश्यक होता है।
- तापीय प्रतिरोध परीक्षण पूरा हो गया है, और परीक्षण डेटा का अध्ययन किया जा सकता है।
पुतले के क्षेत्र और पैरामीटर दिखाने वाली स्क्रीननिष्कर्ष
थर्मल मैनिकिन त्वचा के तापमान और गर्मी के नुकसान का बहुत सटीकता से आकलन करते हैं। वे मानव व्यवहार का सटीक विश्लेषण करने के लिए विभिन्न पर्यावरणीय तापमानों की नकल भी करते हैं। इस आविष्कार के साथ विभिन्न क्षेत्रों में कपड़ों के मूल्य और विस्तृत थर्मल सनसनी माप संभव हैं। ये निष्कर्ष विभिन्न मानव प्रकृति के शरीर समूहों और शरीर क्षेत्रों को समझने में सहायक हैं।
अनुभव और अंतर्दृष्टि
- यदि संभव हो तो माप संबंधी अनिश्चितता को कम करने के लिए अंतिम उपयोग के अनुसार फिट कपड़े चुनें, क्योंकि ढीले कपड़े पुतले की मुद्रा बदलने पर आकार बदल देते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
थर्मल मैनिकिन कैसे काम करते हैं?
थर्मल मैनिकिन नियंत्रित वातावरण में ऊष्मा हानि में अंतर को मापता है और सभी क्षेत्रों का डेटा भौतिक मॉडल को भेजता है। शारीरिक मॉडल सभी खंडों में त्वचा का तापमान, श्वसन दर और पसीने की दर को पढ़ता है। फिर यह इन मूल्यों को मैनिकिन को भेजता है, यह पूर्वानुमान लगाता है कि मानव शरीर किसी विशेष वातावरण में कैसे प्रतिक्रिया करेगा।
थर्मल मैनिकिन का उपयोग कितने समय तक किया जाता है?
डॉ. हारवुड बेल्डिंग को 1941 में संयुक्त राज्य अमेरिका की सेना के लिए पहला परिचालन थर्मल मैनीकिन विकसित करने का श्रेय दिया जाता है। परीक्षण में सुरक्षात्मक कपड़े और उपकरणों का परीक्षण करने के लिए मानव स्वयंसेवकों का उपयोग करना शामिल था।
संबंधित संसाधन
EN 342 ASTM F2370 स्वेट थर्मल मैनीकिन सिस्टम DR606-34T