运动鞋散热性能测试方法研究

赵渊1，张鸿超1，雷波1,郑任哲2

（1.深圳市计量质量检测研究院，广东 深圳 518131; 2. 欧嘉智能科技有限公司，新加坡）

摘 要：为了提升运动鞋的穿着舒适性，需要对鞋底及帮面材料做出相应的散热处理，如何评价运动鞋的散热性能至关重要。采用热电偶及红外探测设备，结合真人试穿的方式，监测试穿者运动后及降温后脚面及脚底的温度变化，通过与试穿者主观感受作对比，得出采用热电偶结合真人试穿的测试是更准确的方法。

关键词：运动鞋；散热；热电偶；红外探测

Research on Test Method of

Heat Dissipation Performance of Sports Shoes

ZHAO Yuan1 , ZHANG Hongchao1, LEI Bo1, ZHENG Renzhe2

(1.Shenzhen Academy of Metrology & Quality Inspection,Shenzhen 518131,China;

2.Autoplus Intelligence Technology Co., Ltd.,Singapore)

Abstract：In order to improve the wearing comfort of sports shoes, it is necessary to make corresponding heat dissipation treatment for the soles and upper materials. How to evaluate the heat dissipation performance of sports shoes is very important. In this paper, thermocouple and infrared detection equipment are used in combination with real people trying on to monitor the temperature changes of the feet and soles of the fitters after exercise and cooling down. By comparing with the subjective feelings of the fitters, it is concluded that the test method using thermocouple combined with real people trying on is the more accurate.

Keywords: sports shoes; heat dissipation; thermocouple; infrared detection

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随着人们的生活水平提高，消费观念逐步转变，消费者对鞋类产品需求量越来越大，卖点也从原来的结实、耐用转变为轻便、保暖、舒适等，从而促进了我国制鞋和制革行业的长足发展。现如今，我国成为了鞋类、皮革生产大国，是全球最大的鞋类消费市场。在这种情况下，只有深入、全面地了解产品研发、生产、流通以及消费等环节中存在的问题，全面提升鞋类产品的质量，才能促进我国鞋类行业更好地发展。

2014年全民健身上升为国家战略以来，运动已经成为很多老百姓的一种生活习惯，穿着舒适性是消费者选购运动鞋的首要指标，一双透气性良好的运动鞋，能给消费者带来更好的运动体验。鞋腔内温度变化无疑是表征鞋子透气性最直观的方式。目前，测试鞋子散热性能的方法主要有SATRA TM376《新式水分管理》、SATRA TM386《整鞋保温性能测试》等，这些方法并不能模拟出鞋腔内的实际生态环境，测试出的舒适性数据与消费者真实的穿着感受存在一定出入。本实验拟采用实际试穿的方式，通过热电偶以及红外探测两种测温方法，对运动鞋在穿着者运动前、中、后脚面及脚底温度实施监控，以对比样测试结果作为参照，结合试穿人员的实际感受，制定具有数字表征的运动鞋散热性能测试方法。

1参加测试人员、样品、设备

1.1测试人员

六位脚尺码相同、身高不同、体重不同，脚部、腿部实验前一年内没有受过伤，没有任何下肢疾病，走路姿势正常的人。

1.2测试样

图1 有透气孔测试样鞋

1.2.1鞋样品1：男款运动鞋、鞋号260（2.5）、鞋底有透气孔，见图1。

图2 无透气孔测试样鞋

1.2.2鞋样品2：男款运动鞋、鞋号260（2.5）、鞋底没有透气孔，见图2。

1.2.3 崭新合格棉袜。

1.3测试设备

图3 热成像仪

1.3.1 热成像仪：可以通过拍照方式记录脚部各点温度变化，见图3。

图4 温度记录仪

1.3.2 温度记录仪：可以在动态情况下实时记录脚底各部位的温度变化，见图4。

1.3.3可以调节速度的跑步机。

2 测试流程

2.1 在温度21～25℃，湿度45～55%RH环境下测试人员先光脚静置10分钟。

2.2测试人员在跑步机上分别以3.0km/h速度跑3min、4.0km/h速度跑8min、6.0km/h速度跑10min、7.0km/h速度跑9min,跑步过程中温度记录仪每0.5s记录一次脚底各点温度变化，每3min停机用热成像仪记录脚面各点温度变化。通过热成像仪测量静置结束后脚各部位温度变化（热成型仪温度测量点：脚前尖、脚背、脚内踝、脚外踝、脚跟）。

3 测试数据

3.1热成像

图5 有透气孔鞋热成像方法测试平均温度结果

3.1.1男款运动鞋（鞋底有透气孔）运动后、运动降温后脚底各点平均温度，见图5。

图 6 无透气孔鞋热成像方法测试平均温度结果

3.1.2男款运动鞋（鞋底无透气孔）运动后、运动降温后脚底各点平均温度，见图6。

3.2热电偶（温度记录仪）

图7 有透气孔鞋热电偶方法测试平均温度结果

3.2.1男款运动鞋（鞋底有透气孔）运动后、运动降温后脚部各点平均温度，见图7。

图8 无透气孔鞋热电偶方法测试平均温度结果

3.2.2男款运动鞋（鞋底无透气孔）运动后、运动降温后脚部各点平均温度，见图8。

4 测试数据分析

4.1 无论采用哪种记录方式，不同测试人员穿着同一双测试鞋个体间的温度差都较大，试穿者的个人感受也存在差异，说明实验人员受自身身体素质和主观条件的影响较大，并不能完全客观地评价鞋子的散热效果。

4.2采用热成像测得的数据明显低于人体体表温度，且无论是运动降温前后，还是穿着不同的测试鞋，热成像测得数据差异性均较小，说明热成像所测数据信号存在一定程度的衰减，无法准确地反映出鞋子真实的散热效果。

4.3采用热电偶测得数据与人体体表温度接近，运动降温前、后，同一测试人员穿着无透气孔鞋子的脚部温度略高于穿着有透气孔鞋子的脚部温度，穿着两双测试鞋，运动降温前的温度均高于运动降温后的温度，与测试人员整体的主观感受一致，说明采用热电偶配合真人试穿的测试方法能客观准确地反映出运动鞋的散热性能，并通过量化的数值能准确表征运动鞋的散热性能。

5 总结

散热性能是表征运动鞋舒适性的重要参数，准确客观地测定鞋子的散热性能，有助于制鞋企业改善运动鞋的舒适性。综上所述，电热偶结合真人试穿能客观准确地反映出运动鞋的散热性能，并通过量化的数值准确地表征运动鞋的散热性能，是较为准确且合理的运动鞋散热性能测试方法。研究者可通过测定不同运动强度、散热时间等条件下的散热性能，进一步寻找散热性能与影响因素之间的关系，设置最为合理的实验参数，并选取合适的结果表征散热性能。

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第一作者简介：赵渊（1986年—），男，助理工程师，主要从事轻工类产品的检测与研究工作