织物静水压测试仪校准方法研究

一、引言
衣服在穿着过程中，难免会接触到水，这就引起人们对服装防水抗水的要求。现在的防水织物主要有以下两种：一是层压复合防水织物，是采用特殊的粘合剂与普通织物通过层压工艺复合在一起，形成防水层压织物，层压可以是两层织物或多层织物；二是涂层防水织物，即织物通过直接或转移法涂层加工，使织物表面为涂层剂所封闭，因而获得防水性。
静水压测试是考核面料抗水性的常用方法。现行国家标准GB/T 4744—2013《纺织品 防水性能的检测和评价 静水压法》规定了采用静水压试验测定织物防水性能的方法，并给出了防水性能的评价。该标准适用于各类织物（包括符合织物）及其制品。其原理是以织物承受的静水压来表示水透过织物所遇到的阻力。在标准大气条件下，试样的一面承受一个持续上升的水压，直到另一面出现三处渗水点为止，记录第三处渗水点出现时的压力值。水压可以从试样的正面或背面施加，需要在报告中注明。

实验室使用的耐静水压仪如图1所示。静水压测试仪器型号：Textest-Fx3000-IV；仪器的压力范围：0～5000mbar（0～500kPa）；水压上升的速率：（6.0±0.3）kPa/min，以及（1.00±0.05）kPa /min。
在日常测试中，试验人员仅仅是按照相关标准的要求设定好升压速率等相关参数便开始测试，测试者往往把主要精力放在试验终点的判断上，即注意观察第三处渗水点的出现，终点出现后记录此时测试仪上的压力数据作为本次试验的测试结果，而对静水压测试仪的压力数值是否准确，其升压速率是否准确、稳定却不关注。因此，本文将重点关注静水压测试仪相关压力数据的检定和校准。

二、校准平台的搭建
1、相关设备
对Textest-Fx3000-IV型静水压测试仪的校准用到的相关设备有：
高精度数字式压力表（0～600）kPa，产品型号为ConST 211，精度：0.02%FS，生产企业为北京康斯特仪表科技股份有限公司。其他相关指标：外形尺寸：表头φ112mm ×40mm，总长178mm；重量：约0.58kg；压力连接：M20×1.5；通信接口：RS232。
便携气压泵（-0.095～6）MPa，型号为ConST 118，生产企业为北京康斯特仪表科技股份有限公司。其他相关指标：外形尺寸：315mm×198mm×140mm；重量：约2.6kg；压力连接：M20×1.5。
2、设备连接
使用便携式气压泵自带的压力连接管便携式气压泵和静水压测试仪。连接管一端连接在便携气压泵其中的一个堵头，另一端连接在静水压仪的压力采集端口，数字式压力表接在携气压泵两个堵头中的另一个堵头，用串口线将数字式压力表与电脑相连。
通过压力管连接，以气体作为介质，将静水压测试仪的压力值传递给数字式压力表。通过串口数据线将数字式压力表的读数传递给电脑，并通过相关软件将传递给电脑的数据进行实时显示。

三、仪器校准
1、定点校准
由于Textest-Fx3000-IV型静水压测试仪的量程为500kPa，而实际织物静水压测试100kPa内的测试结果较多，因此在选取压力点时着重考察100kPa内的点，共选取5kPa、10kPa、20kPa、40kPa、60kPa、80kPa、100kPa、200kPa、400kPa 9个压力点，每个点的压力使用上述搭建好的压力校准装置进行3次测试，记录相关数据。
2、动态实时校准
对静水压测试的压力数据进行实时测定，采样时间为1s，分别设定升压速率为6.0kPa/min和1.0kPa/min，对采集到的实时数据进行处理，得到压力随时间变化的散点图，并进行线性回归。
压力随时间变化的线性回归方程的相关系数为1，说明压力跟时间成*的线性关系，这些说明了升压速度是稳定的。该回归方程的斜率压力与时间的比值，即为升压速率，为6.056 kPa/min，*符合标准要求的（6.0±0.3） kPa/min。
压力随时间变化的线性回归方程的相关系数为1，说明压力跟时间呈*的线性关系，这些说明了升压速度是稳定的。该回归方程的斜率压力与时间的比值，即为升压速率，为1.005 kpa/min，*符合标准要求的（1.0±0.05） kpa/min。

四、结论
本文采用高精度数字式压力表、便携式气压泵（含压力连接管）、串口数据线和数据记录软件搭建了一套用于静水压测试仪的校准平台，用于记录织物静水压测试仪的压力值。该校准平台不仅可以实现对所施加压力的定点测定校准，还能对其动态升压速率进行测试和校准。