[發明專利]人體運動狀態下對流換熱系數的實驗測試系統及控制方法

在審

• 申請號: 201710537053.0
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107271480A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 翁文國;羅娜;付明;許笑羽
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

1.一種人體運動狀態下對流換熱系數的實驗測試系統，其特征在于，包括：運動軌道、定速電機、第一及第二熱電偶測量系統、風速測量系統及數據采集系統，其中，

暖體假人放置在所述運動軌道上，所述定速電機為所述暖體假人提供定速驅動，所述第一熱電偶測量系統位于所述暖體假人預設距離處，所述第二熱電偶測量位于實驗環境周邊墻壁上，所述風速測量系統位于所述運動軌道周邊的直立圓桿上，所述數據采集系統位于所述運動軌道的一側；

所述第一及第二熱電偶測量系統分別用于測量所述實驗環境的空氣溫度及周邊墻壁溫度，所述風速測量系統用于檢測所述實驗環境的空氣流速度，所述數據采集系統用于檢測所述暖體假人的皮膚溫度及發熱量數據。

2.根據權利要求1所述的人體運動狀態下對流換熱系數的實驗測試系統，其特征在于，所述第一及第二熱電偶測量系統均為K型熱電偶測量系統，所述第一熱電偶測量系統為觸點式熱電偶測量系統，所述第二熱電偶測量系統為貼片式熱電偶測量系統，其中，

所述貼片式熱電偶測量系統包括8個K型貼片式熱電偶及第一溫度數據采集儀，所述K型貼片式熱電偶位于所述實驗環境周邊墻壁，在縱向空間中均勻分布，用于測量所述實驗環境的周邊墻壁溫度；

所述觸點式熱電偶測量系統包括8個K型觸點式熱電偶及第二溫度數據采集儀，所述K型觸點式熱電偶位于所述實驗環境預設距離處，在縱向空間中按預設的人體各部位平均高度信息進行排布，用于測量所述實驗環境的周圍空氣溫度。

3.根據權利要求1所述的人體運動狀態下對流換熱系數的實驗測試系統，其特征在于，所述風速測量系統包括18個一維風速儀探頭及一個風速數據采集儀，其中，

所述一維風速儀探頭位于所述運動軌道周邊的3個直立圓桿上，每個圓桿上垂直均勻分布兩個風速測量點，每個風速測量點上安裝3個所述一維風速儀探頭，用于測量該點三個方向上的空氣流速度，所述3個直立圓桿均勻分布在所述運動軌道的同一側。

4.一種如權利要求1-3任一項所述的人體運動狀態下對流換熱系數的實驗測試系統的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將所述暖體假人連接到所述數據采集系統，并放置在所述運動軌道上，調整所述定速電機的頻率，以便所述暖體假人進行勻速運動；

S2：開啟所述第一及第二熱電偶測量系統和風速測量系統，并校準所述第一及第二熱電偶測量系統和風速測量系統的時間；

S3：在所述風速測量系統測得空氣流速度小于預設空氣流速后，判定流場已經達到穩定，此時啟動暖體假人使其運動，并記錄所述暖體假人的啟動時刻；

S4：當所述暖體假人到達終點時，制動所述暖體假人，同時記錄制動時刻，其中，在所述暖體假人的運動過程中，所述第一及第二熱電偶測量系統、風速測量系統及暖體假人數據采集系統實時記錄環境溫度、墻壁溫度、空氣流速度及人體皮膚溫度及發熱量；

S5：當運動停止后，等待預設時間，再將所述暖體假人退回至起點處；

S6：根據所述第一及第二熱電偶測量系統、風速測量系統及暖體假人數據采集系統實時記錄環境溫度、墻壁溫度、空氣流速度及人體皮膚溫度及發熱量，得到所述暖體假人與環境間的對流換熱系數。