透气仪织物透气性测试

透气仪织物透气性测试

1. 透气仪基本原理

所谓织物透气性，是指织物两面存在压差的情况下，织物透过空气的性能。即织物两面在规定的压差下，单位时间内流过织物单位面积的空气体积，单位为L/（mm2·s）。因为压差是空气赖以流动的必要条件，只有在被测织物两面保持一定的压差，才能在织物中产生空气流动。

2. 主要测试标准

透气量的测试是按固定压差作为透气量试验的基准。各国试验标准规定的压差并不一致，例如美国ANSI/ASTM、K773、FS191/5450及日本的JISL1096规定为127.4Pa（13mm水柱）；法国NFG07-111规定为196Pa（20mm水柱）；德国DIN 53387 规定服装织物为100Pa（10mm水柱）、降落伞织物为160PA（16mm 水柱）、过滤织物及工业用织物为200Pa（20mm水柱）；英国BS5636规定为98Pa（约10mm水柱）等；我国标准GB/T 5453-1997《纺织品织物透气性的测定》规定为服用织物100Pa（约10mm水柱）、产业用织物为200Pa（20mm水柱）。

3. 测试方法

不同织物的透气性要求有很大不同，即使同一织物，由于使用要求不同，织物两面压差情况往往是不同的，故应根据织物自身材料的特性、使用要求的不同，而选用不同的压降来进行测试。

常用织物透气性测试仪基本的测试方法是在一定的压力差下气体通过已经面积的织物，测试气流流量，从而得出织物的透气率。大部分的服用织物可以认为是相对稀疏的，测试使用的压力要求比较低，在这个低压水平下习惯上用真空泵抽出空气来达到要求的的压力差，从流量计上读出气体流量。普遍使用的Gellowen G021透气仪就采用这种测试方法。

织物透气量仪测试示意图如图1如示，1、3为两个空气室，试样5置于空气室1的前面。当排气风扇

4转动时，空气即透过试样5进入空气室1和3。空气在通过气孔2时，由于截面缩小，即引起静压降落，其数值可在压力计7上读取。织物两侧的压差可从压力计6读出。待压力计示数稳定后，读取数据，经查表，求出相应的透气量值。

图1 织物透气率测试

织物透气性测试仪的测试原理是根据不同织物选用相应的口径，利用排气风扇抽取空气，使得织物两侧达到要求的压力差，产生稳定的气流通过织物，适用孔板节流原理测试出气体的流量，从而得到织物的透气量。G021型织物透气性测试仪是测试在稳定的压力下，织物透过稳定的气流时的透气情况。目前透气性测试仪不断更新换代，新一代数字式透气性测试仪从测量精度和测试压力范围都得到提高，但是，从测试方法和原理上看，仍然是准定常态，是静态的测量。

4. 透气性测试的关键技术

透气性测试仪的关键技术是压力和流量的测量。G021型透气仪采用孔板流量计测量气流。U形管测量气压。

孔板作为流量计装置已经有超过100年的历史，许多国家与国际标准的颁布都以它为首。在狭窄的管道中适用孔板作为阻塞板进行测量，并迫使流动物质受到挤压。充满管道的流体，当它流经管道内节流件时，流束将在节流件处形成局部收缩，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差，流体流量愈大，产生的压差愈大，因而可依据压差来衡量流量的大小。在许多装置中，孔板流量计的应用是很普遍的。也有一些织物透气性测试仪器采用文丘里管等测量流量。文丘里管与孔板相比压力损失小，寿命长。

无论是孔板节流装置还是文丘里管节流装置，测量方法均是以流动连续性方程（质量守恒定律）和伯

努利方程（能量守恒定律）为基础的，适用于测量稳定的气流。使用标准节流装置进行流量测量时必须满足以下条件：

（1）被测介质充满全部管道截面，并沿着内径不小于50mm的圆形管道流动；对文丘里管，其管径不应小于100mm亦不应大于800mm。

（2）管道内的流束是稳定的，或者实际上可以认为是稳定的（当流束稳定时，在同一点上流速和压力不随时间而变化。）

（3）被测介质通过节流装置时，其相态不变（例如：液体不蒸发，过热蒸汽仍然是过热的，溶解在液体中的气体不析出等），同时是单相存在的。对于成分复杂的介质，只有其性质与单一成分的介质类似时才能使用。

在织物透气性测试仪上，水银压力计用来测量气室内的压力大小，待压力计示数稳定后，读取数值，每次实验只能得出一个结果。这种测量压力的装置无法实现实时瞬间测量。

传统透气性测试仪中，无论是气体压力的测量不是流量的测量，都是适用于对定常态气体。一些织物在应用过程中（如安全气囊织物在展开过程中），气体压力是不断变化的，而且变化的范围大，历时短，定常态下静态测试织物的透气性并不能反应出织物的使用性能。

除此之外，传统透气性测试仪采用抽真空的方法，在织物两侧形成一定的压力，压力范围很小，当压力水平达到或超过了真空泵所承受的压力时，这种方法显得无能为力。织物中压透气性测试最高只能测量3000Pa。传统的测量方法难以达到一些特殊织物的实际工作时压力。