服装结构对电磁屏蔽效能的影响研究

李楠　丁飞波　诸佳宁

摘要：随着人们的安全意识不断提高，越来越多的人开始穿着具有良好防护性能的防电磁辐射服。在实际使用过程中我们发现防电磁辐射服的服装结构对其屏蔽效能有很大的影响。本论文在防电磁辐射服多是单一服装结构因素的研究基础上，研究了其领型、下摆、袖长、衣长等结构变量对防电磁辐射服屏蔽效能的影响，并对服装关键结构部位提出优化设计。

关键词：服装结构;防电磁辐射;服装屏蔽效能;服装结构优化设计

1.电磁辐射与电磁屏蔽

1.1 电磁辐射的含义

电磁辐射是指电磁能量以电磁波或光量子形式发射到空间的现象。也可解释为能量以电磁波形式在空间传播。

1.1电磁辐射对人体的影响

电磁辐射对人体的影响主要是通过与细胞原子或分子的直接作用与间接作用来影响细胞的正常功能。主要影响有以下几个方面：一是使心率、血压过度降低，影响神经的调节功能;二是破坏细胞内的染色体，诱使基因突变引发癌症或是肿瘤;三是抑制抗体活性，较高强度的电磁辐射会使血液、淋巴液和细胞原生质发生改变，从而損伤人体免疫系统;四是诱发神经衰弱，影响中枢神经系统机能，使人出现呆滞、健忘等病症;五是使血管的通透性降低，使血液被运输的效率和速度降低，从而损伤心血管系统。

2.屏蔽效能的测试方法及装置

2.1测试方法

本测试主要用到的方法有：屏蔽室法、旷野法和计算机仿真模拟法。在实际测试中由于旷野法的运输测试设备需要耗费的人力物力大，且旷野场地稀少，测试时易受天气影响;计算机仿真模拟法所得的结果虽然比较理想化，但却与实际结果存在着偏差。因此，本测试最终选择了屏蔽室法进行实验。

2.2测试装置

本实验的测试装置主要有屏蔽室、电磁发射装置、接收装置和测试人台。屏蔽室的内壁是由厚度为20厘米的钢板组成，除了地面之外的5个内壁均涂抹了吸波材料，屏蔽室的温度为（23±5）℃，在实际测试过程中温度波动±2℃，相对湿度为40%～80%。

2.3 实验准备

在研究好测试装置的基础上，进一步利用HFSS软件构建电磁屏蔽效能测试的仿真模型。主要有以下几点实验准备：

一.选择材料：通过实际测试材料的厚度值和电磁参数，将数值带入到模型中进行模拟测试，最终获得不同材料的电磁屏蔽效能。从保利龙、玻璃纤维、ABS塑胶等材料中选择了对实验影响最小的保利龙。

二.安装接收天线：本实验需要在人台内部安装偶电子接收天线。为了便于安放接收天线，要先将人台内部进行掏空处理。同时要在测试点部位钻有0.1到2厘米直径的孔洞，用于镶嵌测试装置接收天线。

三.制作人台：在标准女模特数据的基础上，通过塑型、修正、填充和包布几个关键步骤，制作型号为84号（M码），无头的半身女性人台。

四.准备人台手臂：由于服装袖子对电磁屏蔽效能有一定的影响，屏蔽人台需要上可脱卸的手臂，用旋转嵌入的方式与人台连接，避免在实际测试中产生变量。

3.实验过程

3.1 样衣面料选择

为了准确测试服装结构对电磁屏蔽效能的影响，本实验选择的样衣面料如下表2所示：

3.2 样衣制作

为了简便实验过程，采用正交实验确定了后期实验所需的九款样衣。如表3所示：

以领型、袖长、下摆长及衣长作为变量，控制其它尺寸相同，根据变量简化复杂的结构线，得到结构纸样设计图1和样衣款式图2。

3.3实验方案设计

3.3.1 初步实验方案

本实验在人台的正前方、正上方、侧方设立辐射源。以人台的BP点连线和前中心线交点，该交点与腹突点连线的中点处作为坐标原点，在该坐标原点X、Y、Z轴方向3米位置处上设立辐射源，如图3所示。选择测量的范围为300-2750MHz，间隔350MHz的8个均匀频点。通过发射装置发射出不同频率的电磁波，再由接收装置通过偶电子天线接收电磁波，最后通过测量人台同部位在身着防电磁辐射服前后接收到的电磁辐射值，根据其差值可计算得出服装的屏蔽效能。

3.3.2具体实施方案

本实验选择服装结构设计的领型、下摆、袖长、衣长四个因素，每个因素设置三个规格水平进行实验测试。

在领型上，本实验选择圆领、立领、翻领这三种最常见的领型作为规格变量，控制领圈弧线长度相等，翻领的领座与立领的后中领高相等。

在下摆上，根据下摆的周长设置了合体、较宽松、宽松三个水平进行测试，其中控制每个规格的跳档一致。

在袖长上，根据普通服装的袖长长短定量本实验设置了无袖、短袖、长袖，其中控制袖笼弧线长度和袖山高及袖肥相同。

在衣长上，以测试点腹部点以及臀围线为基准，设置了三个衣长水平，分别为48厘米、56厘米以及64厘米。

3.4 实验结果分析

有结果可知，四种影响因素中，衣长对屏蔽效能的影响最大，且衣长越长，屏蔽效能越好。袖长对屏蔽效能的影响其次，根据IC<IIC<IIIC可知，袖长较长服装屏蔽效能越好。此外，领型和下摆对服装电磁屏蔽效能也有一定的影响，但不显著。对于领型，在本次实验中，翻领的屏蔽效能最好，其次是立领，最后是圆领。在对服装下摆的实验研究中，发现服装越宽松，屏蔽效能越好。

4.总结：

服装结构对电磁屏蔽效能的影响有以下几点：

（1）领型、下摆、袖长、衣长的结构变化对服装屏蔽效能影响程度依次增大。

（2）衣长越长，袖长越长的服装电磁屏蔽效能越好。因此，防电磁辐射服应尽量设计成长衣长袖。

（3）立领和翻领的电磁屏蔽效能优于圆领。因此，在选择防电磁辐射服时要优先考虑有领子的服装。

（4）将防电磁辐射服的下摆口、袖口进行优化设计，可以使该部位服装紧贴人体，从而提高服装整体屏蔽效能。

（5）服装的长度越长，开口越小，屏蔽效能越好。因此，适当减小下摆开量、减小袖笼深、多层次搭配等结构设计，可以提高服装电磁屏蔽的效能。

参考文献：

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