Спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу

Спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу, який полягає в тому, що зразок досліджуваного матеріалу розміщують на шкірі людини, приймають антеною електромагнітне випромінювання радіочастотного діапазону, що проходить через нього, сигнал антени подають на вхід модуляційного радіометра і фіксують його вихідну напругу, який відрізняється тим, що вводять ослаблення сигналу, прийнятого антеною, змінним атенюатором, змінюють ослаблення прийнятого сигналу до обнуління вихідної напруги моду Винахід відноситься до області аналізу властивостей матеріалів одягу радіаційними методами в радіочастотному діапазоні і може бути використане для оцінки комфортності матеріалів при створенні нових видів повсякденного і захисного одягу У будь-яких умовах зовнішнього середовища між тілом людини і навколишнім середовищем відбувається взаємодія електромагнітних випромінювань Найбільш інтенсивна взаємодія відбувається в інфрачервоній (ІЧ) області довжин хвиль, наслідком якої є теплова рівновага людини з навколишнім середовищем Не менш важливим є й обмін електромагнітною енергією в довгохвильовій області (міліметровими і сантиметровими радіохвилями) Справа в тому, що крім рівноважного радютеплового випромінювання, що притаманне усім фізичним тілам, людині, як живій ІСТОТІ, притаманне когерентне електромагнітне випромінювання кліток, резонансні частоти мембран яких перебуває в міліметровому діапазоні довжин хвиль 10 10 ляційного радіометра, фіксують значення коефіцієнта передачі сн, внесеного змінним атенюатором, виводять зразок досліджуваного матеріалу з зони прийому антени, фіксують збільшення вихідної напруги модуляційного радіометра, збільшують ослаблення сигналу, прийнятого антеною, до повторного обнуління вихідної напруги модуляційного радіометра, фіксують друге значення коефіцієнта передачі аг, внесеного змінним атенюатором, а комфортність матеріалу для повсякденного одягу оцінюють числовим значенням коефіцієнта його радюпрозорості q у відсотках q= а для захисного одягу - коефіцієнтом екранування р у відсотках p= •100% 10 Гц (див Сітько С П Фундаментальні проблеми біологи з позиції квантової фізики живого // Фізика живого-2001 - Том 9, №2 - С 5-17) При цьому плазматичні мембрани є активними центрами когерентної системи організму Наявність електричних зарядів на мембранах при їхніх коливаннях перетворює їх у джерело електромагнітних хвиль міліметрового діапазону У результаті усередині тіла людини діє власне когерентне поле, яке підтримується завдяки електромагнітній активності кожної клітинки організму Збереження СТІЙКОСТІ когерентного поля організму забезпечується умовою падіння хвилі, що біжить, зсередини на шкірний покрив під кутом рівним або більшим кута повного внутрішнього відбиття Завдяки відбиттю в енергетичних каналах людини (у так званих меридіанах) утворяться стоячі хвилі з ВІДПОВІДНОЮ інтерференційною структурою Велике поглинання елекіромагнітних хвиль МІЖКЛІТИННОЮ рідиною компенсується безупинною генерацією хвиль мембранами кліток Завдяки енергетичному підживленню когерен 00 00 Ю 59881 тне поле існує в живому організмі постійно і направляє, координує роботу всіх органів і систем організму, створюючи електромагнітний каркас живого Поза тілом людини через переломлення і поглинання в шкірному покриві електромагнітне поле сильно слабшає і порушується його когерентність Але, незважаючи на це, інформаційні і керуючі властивості зберігаються і виявляються при взаємодії з ЗОВНІШНІМИ біологічними об'єктами і навколишнім середовищем Стабільність внутрішнього і ЗОВНІШНІХ електромагнітних полів забезпечує сталість гомеостазу людини Матеріали для одягу є своєрідним екраном, що в певній мірі перешкоджає випромінюванню бюінформаційного поля людини і послабляє вплив ЗОВНІШНІХ електромагнітних факторів у зазначеному діапазоні частот Сам по собі одяг являє собою діелектричне покриття, через яке радіочастотне випромінювання від різних ділянок тіла проходить з відносно малим загасанням на відміну від інфрачервоного й оптичного діапазонів Але через розходження діелектричних властивостей матеріалів для одягу і шкіри на границі поділу середовищ (шкіра-одяг) відбувається відбитгя електромагнітних хвиль, що і перешкоджає вільному обміну електромагнітною енергією між внутрішнім джерелом випромінювання людини і ЗОВНІШНІХ джерел Так, якщо відносна діелектрична проникність шкіри складає 14-16 одиниць, то бавовняні нитки мають 8-10 одиниці, капронові й ІНШІ синтетичні нитки 2,74,5 одиниць Природно, текстильні матеріали із синтетичних волокон з більшою діелектричною проникністю мають більш високі відбивні властивості, ніж текстильні матеріали з натуральних волокон Однак оцінка комфортності тільки по діелектричній проникності матеріалів для одягу є недостатньою, тому що не враховується загасання електромагнітного випромінювання по товщині матеріалу, і також його випромінювальна здатність у навколишнє середовище (див Дель Р А , Афанасьева Р Ф , Чубарова З С Гігієна одягу Навчальний посібник для вузів — М Легпромбытиздат 1991 -С-137-140) Відомий спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу (див Гущина К Г , Беляева С А, Командрикова Е Я та ш Експлуатаційні властивості матеріалів для одягу і методи оцінки їхньої якості М Легка і харчова промисловість 1984 -С 268270), який полягає в тому, що досліджуваний матеріал розміщають на металевому сердечнику, у якому вмонтований електричний нагрівач, приймають голівкою радіометра електромагнітне випромінювання ІЧ-діапазону, нагрівають робочий спай термопари, розташованій в глибині голівки радіометра, вимірюють термоЕРС термопари, що контактує безпосередньо з поверхнею досліджуваного матеріалу, і термоЕРС термопари усередині радіометра Комфортність матеріалу оцінюють за коефіцієнтом його випромінювальної здатності, який визначають по різниці обмірюваних термоЕРС Однак спосіб оцінки по електромагнітному випромінюванню в ІЧ-діапазоні характеризує тільки тепловий комфорт людини і не відображає можливий стан фізіологічного дискомфорту в радіочастотних більш довгохвильових полях випроміню вань Тому одяг, що добре захищає від холоду або теплових впливів, може виявитися зовсім непридатною для роботи людини в зонах з високим рівнем радіовипромінювання, наприклад, від радіолокаційних станцій або телекомунікаційних мереж Відомий також спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу (див Островецкая Ю И , Супрун Н П , Скрипник Ю А , Янепко А Ф Мікрохвильова оцінка комфортності матеріалів для одягу //Матеріали 12-і міжнародної конференції «СВЧтехніка і телекомунікаційні технологи» (КрыМиКо2002), Севастополь «Вебер»-2002 —С 561-562), який полягає в тому, що зразок досліджуваного матеріалу розміщають на шкірі людини, приймають антеною електромагнітне випромінювання радіочастотного діапазону, що проходить через нього, сигнал антени подають на вхід модуляційного радіометра і фіксують його вихідну напругу Крім того, відомий спосіб включає вимір коефіцієнта випромінювання досліджуваного матеріалу в області міліметрових хвиль шляхом його нагрівання до температури 37,0±0,5°С в термостаті і вимір інтенсивності електромагнітного випромінювання радіометром міліметрового діапазону з поверхні матеріалу Однак при цьому виміряється тільки випромінювальна здатність нагрітих матеріалів, але не враховується їх відбивна і поглинальна здатність до внутрішніх і ЗОВНІШНІХ електромагнітних випромінювань Зовсім не враховується проходження бюінформаційного випромінювання людини через досліджуваний матеріал, тому що в електричному нагрівачі відсутня ця складова випромінювання, яка притаманна лише живому організму Через надзвичайно низький рівень радютеплового випромінювання людини при температурі 37°С (не більш 10 13 -14 14Вт/см) точність виміру інтенсивності електромагнітного випромінювання є недостатньою, що не дозволяє вірогідно оцінювати комфортність різних матеріалів для одягу, як повсякденного так і захисного В основу винаходу покладено задачу створення такого способу оцінки комфортності матеріалів для одягу, у якому введення нових операцій дозволило б комплексно оцінити відбивну, поглинальну, проникну і випромінюючу здібності різних матеріалів, взаємодіючих безпосередньо з електромагнітним випромінюванням людини, що забезпечить МОЖЛИВІСТЬ КІЛЬКІСНОЇ ОЦІНКИ З ВИСОКОЮ ТОЧНІСТЮ комфортності різних матеріалів для одягу Поставлена задача вирішується тим, що в спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу, який полягає в тому, що зразок досліджуваного матеріалу розміщають на шкірі людини, приймають антеною електромагнітне випромінювання радіочастотного діапазону, що проходить крізь нього, сигнал антени подають на вхід модуляційного радіометра та фіксують його вхідну напругу, згідно з винаходом, вводять ослаблення сигналу, прийнятого антеною змінним атенюатором, змінюють ослаблення прийнятого сигналу до обнуління вихідної напруги модуляційного радіометра, фіксують значення коефіцієнта передачі а-|, внесеного змінним атенюатором, виводять зразок 59881 досліджуваного матеріалу з зони прийому антени, фіксують збільшення вихідної напруги модуляційного радіометра, збільшують ослаблення сигналу, прийнятого антеною, до повторного обнуління вихідної напруги модуляційного радіометра, фіксують друге значення коефіцієнта передачі а 2 , внесеного змінним атенюатором, а комфортність матеріалу для повсякденного одягу оцінюють числовим значенням коефіцієнта його радюпрозорості q у відсотках •100[%], q= а для захисного одягу коефіцієнтом екранування р у відсотках p a = i " a 2 -100[%] Введення змінним атенюатором ослаблення сигналу, прийнятого антеною від зразка досліджуваного матеріалу, збільшення ослаблення до обнуління вихідної напруги модуляційного радіометра, фіксація значення цього ослаблення за коефіцієнтом передачі атенюатора, виведення зразка досліджуваного матеріалу з зони прийому антени, збільшення ослаблення прийнятого сигналу до повторного обнуління вихідної напруги модуляційного радіометра, фіксування другого значення ослаблення, яке вноситься змінним атенюатором, визначення коефіцієнта радюпрозорості матеріалу по двох значеннях коефіцієнта передачі атенюатора дозволяє КІЛЬКІСНО (за числовим значенням коефіцієнта радюпрозорості) з високою точністю оцінити комфортність різних матеріалів для повсякденного та захисного одягу з погляду забезпечення електромагнітної рівноваги з навколишнім середовищем На кресленні представлена схема випробування матеріалів для одягу в електромагнітному полі людини і кількісної оцінки комфортності цих матеріалів На кресленні позицією 1 позначена шкіра людини, зразок досліджуваного матеріалу 2, приймальня антена 3, змінний атенюатор 4 Позицією 5 позначений модуляційний радіометр, який має в своєму складі автоматичний ключ-модулятор 6, генератор 7 низької частоти, вхідний опір 8, підсилювач 9 високої частоти, квадратичний детектор 10, підсилювач 11 низької частоти, синхронний детектор 12, фільтр 13 нижніх частот Позицією 14 позначений індикатор нуля Спосіб оцінки комфортності матеріалів для одягу здійснюється таким чином На шкірі 1 людини розміщають зразок 2 досліджуваного матеріалу Електромагнітне випромінювання людини частково відбивається від зразка, частково поглинається і розсіюється в ньому Випромінювання, яке проходить, приймається антеною 3 Оскільки матеріал знаходиться в контакті зі шкірою людини, то він нагрівається і набуває температуру близьку до температури шкірного покриву У результаті нагрівання матеріал сам починає випромінювати електромагнітні хвилі (радютеплове випромінювання) У результаті антеною 3 приймається як електромагнітне випромінювання людини радіочастотного діапазону, що пройшло крізь матеріал, так і радютеплове випромінювання самого матеріалу Відношення потужності прийнятого випромінювання до потужності, яку випромінює людина, можна характеризувати узагальненим коефіцієнтом радюпрозорості, що враховує усі види втрат і генерацію вторинною випромінювання 3 урахуванням коефіцієнта радюпрозорості сигнал, прийнятий антеною 3, можна представити у вигляді U^SiP^SiPfaqo О), де Щ —дисперсія вихідного сигналу антени, Si - чутливість антени, Рі - потужність випромінювання на протилежній до тіла людини стороні матеріалу, Ро - потужність випромінювання людини, q - коефіцієнт радюпрозорості матеріалу Вихідний сигнал антени через атенюатор 4 надходить на вхід автоматичного ключамодулятора 6 модуляційного радіометра 5 Інтенсивність електромагнітного випромінювання людини в радіочастотному діапазоні дуже мала (0) ВІДПОВІДНО знижується комфортність захисного одягу 1_q= a i ~a2100