[發(fā)明專利]一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310294658.3
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103365319A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉俊杰;劉煒;沈忱;王聰聰
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G05D23/32
• 分類號: G05D23/32;G01N25/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種假人模型系統(tǒng)，尤其涉及一種模擬真實(shí)人體發(fā)熱的假人模型，及多個假人模型群體加熱控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在進(jìn)行人居環(huán)境研究，尤其是狹小空間、高人口密度的空氣環(huán)境質(zhì)量研究時，人作為必要的實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)對象對實(shí)驗(yàn)過程產(chǎn)生非常重要的影響。就世界范圍來看，由于雇傭大量實(shí)驗(yàn)人員需要高昂的資金支撐，學(xué)術(shù)界普遍青睞使用假人模型來代替真人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。一般來說，合格的發(fā)熱假人模型系統(tǒng)主要有如下三個特點(diǎn)：1.發(fā)熱假人模型的幾何尺寸和姿勢與真人相近；2.發(fā)熱假人模型顯熱發(fā)熱量和各部位發(fā)熱率與真人相近；3.多個發(fā)熱假人模型的功率控制。前者是較容易實(shí)現(xiàn)的，而后兩者，即如何實(shí)現(xiàn)發(fā)熱假人模型顯熱發(fā)熱量和各部位發(fā)熱率與真人相同以及多個發(fā)熱假人模型的功率控制是需要滿足的基本條件且較難實(shí)現(xiàn)。所謂發(fā)熱率是指單位表面積發(fā)熱量大小，這是從熱量的角度衡量發(fā)熱假人模型近似人體程度的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。目前國外使用的假人模型大都功能更為復(fù)雜，而且由于成本非常高，一般學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)無力購買。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng),該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動化控制，操作方便快捷，單體發(fā)熱假人模型發(fā)熱量穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)不同假人在不同的功率下工作以模擬不同人體，具有適用范圍廣的特點(diǎn)。同時，本發(fā)熱假人模型也可以在電壓調(diào)壓器的控制下進(jìn)行發(fā)熱量調(diào)節(jié)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，包括發(fā)熱假人模型和功率控制系統(tǒng),所述發(fā)熱假人模型由頭部、軀干、兩條胳膊和兩條腿構(gòu)成，所述發(fā)熱假人模型的表面均纏繞有發(fā)熱電阻絲，其中，頭部、軀干和兩條腿上纏繞有并聯(lián)的兩根發(fā)熱電阻絲，每條胳膊上纏繞有并聯(lián)的四根發(fā)熱電阻絲，發(fā)熱電阻絲覆蓋發(fā)熱假人模型表面積的97～97.5%；所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的總電阻為1600至1699Ω，所有發(fā)熱電阻絲串聯(lián)后的發(fā)熱量為75W。

所述功率控制系統(tǒng)包括380V電源、控制板、驅(qū)動板、功率板、測溫傳感器和電壓調(diào)壓器；所述380V電源經(jīng)二極管整流形成正弦半波，中間設(shè)有過流保護(hù)裝置，通過控制半波數(shù)來控制平均功率；所述控制板包含有四片atmel公司生產(chǎn)的ATmage16單片機(jī)，用以采集發(fā)熱電阻絲的溫度和功率信息；所述驅(qū)動板與功率板以實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)整；所述測溫傳感器采用DS18B20數(shù)字測溫傳感器用以實(shí)現(xiàn)溫度的測量，所述測溫傳感器的分辨率為0.5℃；所述電壓調(diào)壓器的型號為TS6C2-6，電壓控制范圍為0～430V，所述電壓調(diào)壓器為自耦變壓器用以控制發(fā)熱假人模型的功率。

本發(fā)明發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)，其中，所述發(fā)熱假人模型包括女性發(fā)熱假人模型和男性發(fā)熱假人模型，所述女性發(fā)熱假人模型坐高為1.28米，表面積為1.334平方米，體積為0.043立方米；所述男性發(fā)熱假人模型的坐高為1.40米，表面積為1.339平方米，體積為0.055立方米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了自動化控制，操作方便快捷，單體發(fā)熱假人模型發(fā)熱量穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)不同假人在不同的功率下工作以模擬不同人體，可以為大型人居室內(nèi)環(huán)境研究提供模擬真人發(fā)熱的模型，從而有效節(jié)約科研經(jīng)費(fèi)并大幅提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度。通過實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明既能節(jié)省初投資，而且可以滿足模擬人體發(fā)熱相關(guān)實(shí)驗(yàn)的基本要求，比如，與真實(shí)人體靜坐狀態(tài)時總顯熱發(fā)熱量相同以及與真實(shí)人體各部位顯熱發(fā)熱量一致。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中發(fā)熱假人模型示意圖；

圖2是三個發(fā)熱假人模型示意圖；

圖3是本發(fā)明中功率控制系統(tǒng)構(gòu)架圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。

如圖1所示，本發(fā)明一種發(fā)熱假人模型集群系統(tǒng),包括發(fā)熱假人模型和功率控制系統(tǒng)。